Características y configuración de los equipos...

ELSIS05_010_INF_V1.WPD1/10/2005

UNIDAD DE TRABAJO 1

Características yconfiguraciónde los equiposinformáticos

Profesor: Andrés Maroto AbadCiclo Formativo: Desarrollo de Productos Electrónicos 1ºMódulo Profesional: ELECTRÓNICA DE SISTEMASCurso académico: 2005/2006

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Versión 1 para el curso 2005/2006

ÍNDICE

UNIDAD DE TRABAJO 1. CARACTERÍSTICAS Y CONFIGURACIÓN DE LOS EQUIPOSINFORMÁTICOS.

CAPÍTULO 1. HISTORIA. 1.1. Definiciones.1.2. Desarrollo histórico.1.3. Generaciones.

CAPÍTULO 2. ARQUITECTURA Y UNIDAD CENTRAL. 2.1. Recogida y estudio de información.2.2. Esquema de sistema informático genérico.2.3. Definiciones.2.4. Unidad central

CAPÍTULO 3. MEMORIAS.3.1. Introducción.3.2. Memoria Caché.3.3. Memoria interna.

3.3.1. ROM.3.3.2. RAM.3.3.3. Mapa de memoria.

CAPÍTULO 4. MEMORIA EXTERNA (MAGNÉTICA)4.1. Breve introducción al magnetismo.4.2. Disco flexible (floppy-disk o disquette).4.3. Disco rígido o duro (harddisk).4.4. Cinta (streamer).4.5. Otros

CAPÍTULO 5. MEMORIA ÓPTICA Y MAGNETO-ÓPTICA.5.1. CD-ROM.

5.1.1. Introducción.5.1.2. Elementos externos de la unidad lectora.5.1.3. Funcionamiento.5.1.4. Unidades lectoras y grabadoras.5.1.5. Diferencias entre un CD-DA y un CD-ROM.

5.2. Memoria Magneto-óptica.

CAPÍTULO 6. Periféricos de entrada. 6.1. PERIFÉRICOS DE ENTRADA.

6.1.1. TECLADO.6.1.2. RATÓN.6.1.3. BOLA.6.1.4. JOYSTICK.6.1.5. GLIDE POINT.6.1.6. PANTALLA TÁCTIL.

6.2. OTROS PERIFÉRICOS DE ENTRADA.6.2.1. TABLETAS GRÁFICAS.6.2.2. LÁPIZ ÓPTICO.6.2.3. LECTORAS.

6.2.3.1. LECTORAS DE FICHA PERFORADA.6.2.3.2. LECTORAS DE CINTA PERFORADA.6.2.3.3. LECTORAS DE CÓDIGOS DE BARRAS.

6.2.4. VOZ.6.2.5. IMAGEN (ESCÁNER o SCANNER).

CAPÍTULO 7. PERIFÉRICOS DE SALIDA I: PANTALLAS.7.1. Pantalla

7.1.1. Introducción.7.1.1.1. Descomposición de la imagen.

7.1.2. TRC (Tubo de Rayos Catódicos).7.1.3. Cristal Líquido (LCD: Liquid Cristal Display).

7.2. Placas Gráficas.

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CAPÍTULO 8. PERIFÉRICOS DE SALIDA II: Impresoras, Plotter y Sonido.8.1. IMPRESORA.

8.1.1. Introducción.8.1.2. Clasificación general de impresoras.

8.1.2.1. Impacto.8.1.2.2. No impacto.

8.2. EQUIPOS MULTIFUNCIÓN.8.3. PLOTTER.8.4. SONIDO.8.5. MULTIMEDIA.

CAPÍTULO 9. COMUNICACIONES.9.1. SERIE (RS-232).9.2. PARALELO (CENTRONICS).9.3. USB9.4. FIREWIRE9.5. INFRARROJOS9.5. BLUETOOTH

CAPÍTULO 10. ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS.10.1. Fuente de alimentación.10.2. Reloj.10.3. Memoria RAM CMOS10.3. Buses.

GLOSARIO.

BIBLIOGRAFÍA.

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UNIDAD DE TRABAJO 1. CARACTERÍSTICAS Y CONFIGURACIÓN DE LOS EQUIPOSINFORMÁTICOS.

CAPÍTULO 1. HISTORIA.

1.1. Definiciones.

En primer lugar nos preguntamos: ¿Qué hace este tipo de máquinas?. De laspalabras que utilizamos para designarlas tratamos de obtener su función:

Ordenador: ordena.Computador: realiza cálculos.

En general podemos decir que estos sistemas almacenan y recuperaninformación tratándola y relacionándola para obtener unos resultados deseados.

Las definiciones tomadas de un diccionario, en las que se ha marcado ennegrita la acepción más próxima a lo que tratamos en esta materia, son lassiguientes:

ORDENADOR, RA.adj. Que ordena. Ú. t. c. s. Máquina electrónica dotada de una memoria degran capacidad y de métodos de tratamiento de la información, capaz deresolver problemas aritméticos y lógicos gracias a la utilizaciónautomática de programas registrados en ella.

COMPUTADOR, RA.adj. Que computa o calcula. Ú. t. c. s. || m. y f. Calculador ocalculadora, aparato o máquina de calcular. || analógico. Aparatocomputador cuyos componentes se ajustan de modo que sus leyes físicas defuncionamiento sean análogas a las leyes matemáticas de proceso que setrata de estudiar. || digital. Aquel en que todas las magnitudes setraducen en números, con los cuales opera para realizar los cálculos. ||electrónico, ca. Aparato electrónico que realiza operaciones matemáticasy lógicas con gran rapidez. || híbrido. El compuesto de una parteanalógica y otra digital y que aprovecha ópticamente las característicasde ambas.

1.2. Desarrollo histórico.

Desde muy antiguo el hombre ha utilizado elementos de ayuda para realizarlos cálculos que ha necesitado. Según ha ido evolucionando la complejidad deprocesos y los conocimientos se han ido desarrollando dispositivos cada vez másavanzados.

Para almacenar información labró piedras, pintó, escribió sobre pieles deanimales 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, que son ristrasde cuentas ensartadas en varillas, que se mueven de derecha a izquierda. Aún hoyse sigue usando en oriente.

Suele mencionarse siempre al «prehistórico» ábaco como el primer eslabónen la historia de los ordenadores. Pero desde éste hasta el siglo XVII no sedesarrolló ningún nuevo artilugio para efectuar cálculos numéricos. Hacia 1620,el alemán Wilhelm Schickar diseñó una máquina que podía restar y sumarautomáticamente y multiplicar y dividir semiautomáticamente, medianteengranajes. El siguiente paso lo dio Blaise Pascal (1623-1662), hacia 1642, consu rodillo sumatorio (que también podía hacer restas), basado en relaciones deengranajes. A finales de ese siglo, 1694, Leibniz (1646-1716) (que fue elprimero en plantear el sistema binario) diseña una máquina ampliando losestudios de Pascal. Esta máquina, además de sumar y restar, tambiénmultiplicaba, dividía e incluso extraía raíces cuadradas. Debido a la falta detecnología de esa época la difusión de esta máquina fue escasa.

En el siglo XVIII se Jacques Vaucanson construyó algunos autómatas que

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recogían la tradición de los relojeros de incluir figuras en movimiento, comoel "pato" que, en 1738, se hizo célebre y que movía las alas, comía y digeríalos alimentos.

En los primeros años del siglo XIX, el francés Charles Jacquard (1753-1834) desarrolló un sistema de tarjetas perforadas para controlar el dibujo enla fabricación de telas. Por aquella época, Charles Babbage, considerado elpadre del cálculo digital moderno, trabajaba en Inglaterra sobre lo que mástarde serían varias ideas revolucionarias. En 1832 inventó la máquina de lasdiferencias para generar tablas astronómicas y logarítmicas de seis posiciones.Usó un grupo de máquinas de sumar conectadas, capaces de calcular valoressucesivos de funciones algebraicas, para lo que utilizó la técnica del cálculode diferencias sucesivas. De ahí el nombre de máquina de las diferencias. Perosus diseños iban más allá de las posibilidades mecánicas de la época.

Sin embargo, a él se debe el que se considera segundo paso en la historiadel cálculo mecanizado: el concepto de que se puede programar un instrumento decálculo, de tal manera que realice una larga serie de operaciones aritméticasy de decisiones sin intervención humana. Hasta ese momento, las máquinas sólopodían hacer un cálculo cada vez.

En 1822 establece los principios de funcionamiento de los ordenadores enun proyecto de máquina denominada "máquina diferencial", que podía resolverpolinomios de hasta 8 términos y en 1833 presenta un nuevo proyecto, la "máquinaanalítica", que puede considerarse un antecedente directo de los ordenadoreselectrónicos. No pudo construirse debido a las limitaciones constructivas en laprecisión de los elementos mecánicos.

En 1845 George Boole, que era un matemático plantea en una obra "las leyesdel pensamiento".

El siguiente paso se debe al norteamericano Herman Hollerith (1860-1929),quien, a finales del siglo XIX, y motivado por la necesidad de completar elcenso norteamericano de 1890, desarrolló una máquina de tabular sencilla, queintegraba muchas de las ideas de los inventos más primitivos, especialmente eltelar de Jacquard y las tarjetas perforadas usadas por los ferrocarriles.

Para vender estas máquinas se fundó la Tabulating Machine Company que en1911 se fusionó con otras compañías para fundar otra, que posteriormente, en1924, cambiaría su nombre por el de International Bussines Machines (IBM).

Konrad Zuse, que nació en 1910, hacia finales de los años 30 inventó elprimer ordenador de la historia, basado en relés, llamado Z1, al que siguieronZ2, Z3 y Z4. La Segunda Guerra Mundial le impidió desarrollar sus trabajos deforma adecuada.

Casi al mismo tiempo, en 1944, Howard Aiken, de la Universidad de Harvard,diseñó una máquina electromecánica (utilizando relés) de cálculo automático pararesolver ecuaciones diferenciales, a la que se llamó MARK I.

El primer ordenador electrónico digital fue el ENIAC (1939-1944), que notenía partes mecánicas, contadores ni engranajes. Contaba con 70.000resistencias, 10.000 condensadores y 18.000 válvulas termoiónicas. Consumíamuchísima energía eléctrica y despedía un enorme calor. Además, era necesariauna tediosa secuencia de contactos eléctricos para cada operación que elordenador tuviese que ejecutar.

A la máquina había que programarla y la dificultad estaba en hacerla pasarde un programa a otro. El cambio de programa era muy difícil. Se podría intentarun nuevo sistema que permitiese programarla con mayor rapidez (mediante cintasperforadas, por ejemplo), pero entonces, según Evans, la idea de von Neumann:lo que debía hacerse era almacenar los diversos programas en el interior delmismo ordenador. Con ello, la máquina puede pasar de un programa a otro en unafracción de segundo, en lugar de depender de la lentitud de un programadorhumano. En segundo lugar (y éste es el punto más importante, con muchadiferencia sobre todos los demás) esto significaba que los distintos programasintegrados en el interior del sistema podían entrelazarse e interactuar unos conotros. Cada programa -si los necesitaba- podría utilizar los demás programas.

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A partir de ese momento, las computadoras dejaron de ser talleres rápidos, peroaptos para realizar un único tipo de trabajo, para convertirse en sistemasdinámicos y flexibles, capaces de procesar datos y de realizar, con granrapidez, multitud de tareas diversas.

Fue un salto conceptual, en el cual la capacidad real de las computadoraspasó de lo finito a disponer de una capacidad potencialmente infinita. Es decir,lo fundamental en un ordenador no es la velocidad ni la capacidad, sino lafacultad de hacer cosas distintas, lo que resulta posible, precisamente, por lacapacidad que tiene de ser programado.

Con ello, los ordenadores dejan de ser máquinas limitadas a realizartrabajos de cálculo rutinario y se convierten en suministradores de información.Al mismo tiempo, esto supone que el ordenador contiene en sí la semilla de supropio crecimiento y de su progreso tecnológico.

1.3. Generaciones.

A partir de este momento se habla de generaciones, lo que permiteestablecer la idea de evolución, aunque pueda ser un tanto artificial, ya quelos avances no han coincidido con las decenas de años, tal como se plantea acontinuación.

Primera generación (años 50).Ordenadores a válvulas.Programación en código máquina.Tarjeta perforada.IBM 650 (en 1954). El Gobierno de USA compró 50.

Segunda generación (años 60).Ordenadores con transistores.Algunas rutinas de ayuda en las tareas de entrada/salida y dealmacenamiento (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 conocidosel sistema IBM 360 (acaparó en 70% del mercado del momento). Se incorporanlos primeros compiladores.Multiprogramación.

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. Seutilizan el CP/M y el MS-DOS en ordenadores pequeños. Sistemas operativosligados a marcas: p.e. VAX de DIGITAL. Primeras versiones de UNIX (conadecuaciones como XENIX).

Quinta generación (años 90).Ordenadores con circuitos integrados más densos y avances muy importantesen 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.

CAPÍTULO 2. ARQUITECTURA Y UNIDAD CENTRAL.

2.1. Recogida y estudio de información.

Recogida de información.

Como primer acercamiento a los Sistemas Informáticos se considera deinterés recopilar la información disponible. En la actualidad esta informaciónes muy abundante ya que los sistemas informáticos tienen una amplia difusión,siendo un elemento más dentro de la electrónica de consumo. La información se

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puede conseguir de los periódicos diarios o de las revistas específicas, sobreinformática o sobre la compra de ordenadores. También se puede conseguirabundante información en las tiendas que venden estos sistemas.

Una vez recopilada la información que aparece en la prensa o los folletosde las tiendas se puede establecer una clasificación con los temas en los quese hace hincapié.

Los temas que aparecen en la propaganda pueden clasificarse de lasiguiente manera:

A) Soporte físico (hardware) [CPU, Memoria, Disco duro, CDROM/DVD, Monitor,Módem, Impresora, Escáner, etc.]

Soporte físico/ Hardware:

Ordenadores: Sobremesa, Portátiles, PDA.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - CAJA // TORRE // CPU

- Procesador: Intel Pentium IV (2,4;3;3,2;3,4 GHz). Celeron.AMD (K6, K7, Athlon XP 3200). AMD Sempron. Cyrix/IBM 6x86MX. 32 bits, 64 bits. FSB 800 MHz.

- Placa base: Intel Triton. SEATTLE, Chipset TX. SE 440 BX,AL440LX, ATX. VIA 133 MHz, BUS a 133 Mhz, 400Mhz. Gigabyte

- RAM: 256, 512, 1024 MBytes. SDRAM, SIMM, DIMM, RIMM,EDO. DDR, Ampliable.

- Memoria Cache: 512 KB, 1 MB. SRAM

- Disco duro: 80, 120, 160, 200 Gbytes. 7.200 rpm, 10.000 rpm.

- Controladora: IDE (LBA), UDMA (Ultra DMA), SCSI. SATA (SerialATA). PATA (Paralel ATA).

- Placa gráfica: VGA, SVGA, 1.024 x 640. 3D. AGP.RIVA TNT; ATIFURY 128 MB, Salida TV; Voodoo III, 3D FX, 3000AGP, 16 MB. nVidia GeForce FX-5500 256 MB. Radeon 9200 128 MB.

- CD-ROM. 48x, 50x, 52x.

- Regrabadora de CD 32x/32x/40x

- DVD 12x, 16x

- Grabadora de DVD: +R,-R, Dual. Doble capa. 16x

- Multimedia: Placa se sonido Sound Blaster 16 / 32 / 64 / 128PCI.

- Comunicaciones: Serie, Paralelo, USB (1.1, 2.0). Firewire.Bluetooth. Tarjeta de red Ethernet 10/100.Tarjeta de red inalámbrica (WI-FI).

- Sintonizadora TV-Tuner

- Capturadora Video

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - PERIFÉRICOS BÁSICOS

- Pantalla: Tipo: Monitor, Plano (TFT)

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Tamaño: 15", 17", 20", 21"Pitch: 0,28, 0,26, Entrelazado/No entralazado. Digital/Analógico.Baja radiación.

- Teclado: PS/2. Ergonómico, número de teclas (105). ParaWindows. Inalámbrico

- Ratón: Serie, USB, Infrarrojos. 2/3 teclas. Óptico.Inalámbrico

- BUS: ISA, VESA, PCI, AGP,

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - OTROS PERIFÉRICOS

- Modem: Interno/Externo. 33.600, 56.700. (Norma V.90 oV.92). RDSI

- Impresoras: Inyección o Láser. Color. Blanco y Negro. 4.800ppp . 10 p.p.m.

- Escáner: Color/Blanco y negro. Resolución.

- Multifución Impresora, Escáner, Fotocopiadora, FAX

- WI-FI: Punto de acceso. Tarjetas par portátiles.

- Varios: Web-cam. Cámara digital. Pen Drive - MP3.Multilector de tarjetas de memoria.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

B) Soporte lógico (software) [Sistema Operativo, Aplicaciones, Antivirus,Juegos, Enciclopedias, etc]

Soporte lógico/ Software:

Sistemas Operativos:- WINDOWS 98/ME (Millennium Edition)/ XP HOME EDITION- WINDOWS XP PROFESSIONAL EDITION- WINDOWS NT/2000/2003 (Workstation/Server)- UNIX (SOLARIS) - LINUX- Jaguar (Mac OS 10.2)

Programas (aplicaciones): -Oficina: OFFICE 2000/XP/2003 ; Star Office 5.2 (procesador de texto, hoja

de cálculo, correo electrónico, presentaciones, etc.), Open Office- Grabadores: Easycd-Creator, Nero- Antivirus: Panda, - Juegos- Enciclopedias- Cursos: Idiomas, Matemáticas, ...

C) Formación [Academias, Universidades, Cursos, ...].

Formación:

-Principalmente en el ámbito del software.

- Sistemas operativos: Windows (2003), UNIX- Ofimática

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- Programación: C, C++, Java, Visual Basic,...- Internet: HTML, Páginas WEB, ...- Cursos de redes

D) Ofertas de trabajo en este campo

- Técnicos- Experiencia

De la información recogida de una primera observación de un sistemainformático basado en el ordenador personal podríamos establecer un esquemabásico según se recoge en la figura siguiente. Este esquema nos permitiráestructurar la materia y será una guía para el estudio.

2.2. ESQUEMA DE SISTEMA INFORMÁTICO GENÉRICO

�� PERIFÉRICOS DE SALIDA � � - Pantalla � � - Impresora � � + Inyección � � + Láser � � + Matricial � � + Térmica � � - Trazador gráfico � � - Sonido � � - Multimedia � �� COMUNICACIONES � �UNIDAD CENTRAL � �MEMORIA EXTERNA �� - Serie � � - CPU (µP) � � Magnética �� - Paralelo � � - Unidad de control � � - Disco flexible �� - USB � � - Memoria cache � � - Disco duro �� - Firewire � � - Memoria central � � - Cinta �� - Infrarrojos �� + ROM �� - Otros �� - Bluetooth � � + RAM � � Óptica �� - MODEM � � � � - CD-ROM /DVD �� - Red Local � � � � Magneto-óptica �� - Inalámbrica � � � � Flashdrive �� PERIFÉRICOS DE ENTRADA � � - Teclado � � - Ratón � � - Bola � � - Joystick � � - Lector � � + Ficha � � + Cinta � � + Barras � � - Sonido � � - Escáner � � - Imagen (Foto, TV) � ��

Figura 2.1. Arquitectura de un sistema monousuario.

2.3. Definiciones

Para fijar algunas cuestiones previas se procede a dar algunasdefiniciones que serán útiles.

Informática:Tratamiento automático de la información.

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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:

Se utilizarán como dos términos opuestos:

Señal analógica: Es aquella que puede tomar cualquier valor dentro de un rangodeterminado.

Señal digital:Es aquella que solamente puede tomar unos determinados valoresdentro de un rango concreto.

Existe una señal especial dentro de las digitales que es aquella que puedetomar solamente dos valores. Se denomina señal digital binaria.

Bit: Un bit es un dígito binario. Aparece del inglés de BInary digiT. Es launidad de información.

Byte: Son ocho bits.

Sistema binario y hexadecimal

El sistema binario es el sistema de numeración en base 2. Esto hace quetodas las cifras estén compuestas únicamente por ceros y por unos. Comoen los ordenadores vamos a disponer de elementos que puedan tomar dosvalores, el sistema binario es el adecuado para el trabajo dentro delordenador.El sistema hexadecimal tiene como base 16. Su utilidad radica en quepermite una conversión muy simple y rápida con el sistema binario ysimplifica enormemente la escritura de cifras binarias.

Códigos: Para convertir la información tal como la usan las personas en binario,se hace necesario la utilización de códigos. Los códigos más utilizadosen los sistemas informáticos son:

ASCII (American Standard Code for Information Interchange)EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)

Soporte físico (Hardware) y Soporte lógico (Software).

Los sistemas informáticos están constituidos por dos elementos trabajandoen conjunto:

Soporte físico (Hardware): comprende todo aquello que tiene consistenciafísica (componentes, circuitos, etc.)

Soporte lógico (Software): es aquello que pone a trabajar a la partefísica. Se suele concretar en los sistemas operativos y en los programasde aplicación.

Proceso:"Conjunto de acciones software ejecutables, que transforma uno o más datosde entrada en datos de salida, incluyendo datos de eventos, tanto deentrada como de salida".

Entorno software: "Todas y cada una de las partes del sistema, externas al software, en lasque pueden suceder cambios de estado, los cuales pueden ser observados ocausado por el software"

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Evento externo:

"Cualquier cambio de estado, en el entorno software, causado u observadopor el propio software"

Tipos de sistemas:

+ Monoprocesador:El sistema consta de elementos únicos. Tiene solamente unprocesador.

+ Multiprocesador:Es el sistema en el que por lo menos está distribuida la unidad deprocesamiento. Tiene más de un procesador.

+ Monotarea:El sistema realiza una tarea y no puede empezar la siguiente hastaque no acaba la actual.

+ Multitarea:El sistema puede realizar varias tareas al mismo tiempo.

+ Monousuario:El sistema atiende a un único usuario.

+ Multiusuario:El sistema puede atender a varios usuarios a la vez, de manera quea cada usuario le parece que le atiende únicamente a él.

Ejemplos:MSDOS: Monoprocesador, monotarea, monousuarioWindows: Monoprocesador, multitarea, monousuarioUNIX, LINUX: Multiprocesador, multitarea, multiusuario

El aspecto de un sistema de ordenador personal básico podría ser el de lafigura: �� Monitor/TFT � � � � � � � � � � � � � �� Disco Flex. �� Unidad Central � �� CD-ROM/DVD �� Teclado Ratón

Figura 2.2. Composición de un sistema ordenador personal básico.

Dentro de la unidad central, al abrir la caja, se observa como elementoprincipal una placa que se denomina Placa base (mother board o main board, eninglés).

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MODELO EN CAPAS

USUARIO �� PROGRAMAS � � �� SISTEMA OPERATIVO � � � � �� FIRMWARE(BIOS) � � � � � � �� HARDWARE � � � � � � � ��

Placa base: �� µP � � Memoria � � � � � � � � � �� ROM � � � � � � � � RAM � � � �� Ranuras de � � � � CONTROL� � Expansión � � � � � � � � � �� RELOJ � � � ��

Figura 2.3. Esquema de la placa base.

De la observación de la placa se concluye que tiene un elemento central,que es el microprocesador (µP), una serie de circuitos que componen el "conjuntode chips" o "chipset" que permiten realizar las tareas encomendadas almicroprocesador. La memoria, que se divide en memoria ROM y RAM. Además existenuna serie de ranuras que permiten la ampliación del sistema y que se llamanranuras de expansión.

2.4. Unidad central

A continuación se va a presentar los elementos básicos de la unidadcentral

2.4.1. Unidad Central de Proceso

CPU (Central Processing Unit), en español UCP (Unidad Central de Proceso).

CPU: microprocesador en el caso de microordenador.

La información que se maneja internamente se puede clasificar en:

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Instrucciones y Datos (entre la CPU y la memoria) y señales de control(entre la unidad de central y el resto del sistema).

Las instrucciones son las órdenes que debe ejecutar el ordenador.

Unidad de control (CU: Control Unit):Interpreta las instrucciones y las ejecuta. Las órdenes se canalizan porel bus de control.

Unidad aritmética y lógica (ALU: Arithmetic Logic Unit): Realiza las operaciones aritméticas o lógicas dando el resultado.

DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN SISTEMA BASADO EN MICROPROCESADOR:

El diagrama general de bloques de un computador es el siguiente:

BUS DE DIRECCIONES �� <�� <�� I/O � CONTROL � CPU � CONTROL � MEM.� � ��>� ��>� � �� BUS DE DATOS

Figura 2.3. Esquema de sistema programable

Sus tres bloques más importantes son: CPU (Unidad Central de Proceso omicroprocesador), Memoria, I/O (circuitos de Entradas/Salidas). Además hay queconsiderar los caminos de interconexión entre ellos, denominados BUSES. También,aunque no aparece en el gráfico, es muy importante señalar que el sistema essíncrono, lo que significa que trabaja al ritmo de un reloj.UNIDAD CENTRAL.

La CPU está constituida por el Microprocesador propiamente dicho, y en élse decodifican las instrucciones, realizándose operaciones aritméticas y lógicascon los datos según indiquen aquellas. más específicamente, las funcionesprincipales de la CPU son:

1º Búsqueda y decodificación de cada instrucción.2º Realización de las operaciones aritméticas y lógicas requeridas por

cada instrucción.3º Gobernar las direcciones de las posiciones de memoria.4º Determinar mediante el uso de Registros de Estado y Flags, las

condiciones resultantes de la operación realizada.5º Transferir datos de la Memoria a los circuitos de Entrada/Salida,

o viceversa.6º Generar y recibir señales de control desde la Memoria y Entradas

Salidas o hacia ellas.7º Suministrar todas las señales de control temporal para los diversos

Registros asociados o demás componentes de la propia CPU.

MEMORIA:

La Memoria es la encargada de almacenar de forma temporal o permanente losDatos y las Instrucciones del programa.

Sus funciones principales son:1º Almacenar las instrucciones del programa.2º Almacenar Datos; tanto los suministrados por la CPU (resultados),

como los que empleará ella (operandos).3º 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):

Es la parte del sistema en donde los Datos digitales entran o salen bien

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secuencialmente (un bit en cada pulso de reloj) o bien en paralelo (varios bitssimultáneamente).

Las misiones principales de los circuitos de Entrada/Salida son:

1º Suministrar la interconexión entre los dispositivos periféricos yla CPU.

2º Transmitir Datos y Comandos desde los periféricos a la CPU oviceversa.

3º Transmitir Datos y Comandos desde los periféricos a la Memoria oviceversa.

4º Indicar a la CPU cuándo los periféricos solicitan su servicio.

Todas estas funciones las realizan los circuitos de I/O bajo la direcciónde las señales de control de la CPU, por regla general.

BUS:Son la agrupación de líneas de comunicación y permiten el transporte

físico de la información entre los tres bloques mencionados. Hay tres buses:

a) Bus de direcciones: Lleva la información de la dirección seleccionadapor la CPU, tanto a la memoria como a la entrada/salida. El máximo delíneas es de 32, por lo que podrían existir 4.096 millones de direcciones(en cada dirección reside 1 byte).

b) Bus de datos: transporta la información propiamente dicha entre lostres bloques. Puede ser de 8, 16, 32 o 64 líneas (1, 2, 4 u 8 bytes).

c) Bus de control: transporta información que permite las señalesnecesarias para el funcionamiento: reloj, lectura/escritura,entrada/salida, etc.

Tal como se ha visto, en los ordenadores actuales se utilizan básicamentelos microprocesadores de la casa Intel, con 32 bits de bus de datos: Pentium:II, III, IV, Céleron. También se utilizan los de la casa AMD: K6, K7, Athlon.

Recientemente se han presentado los microprocesador de 64 bits de bus dedatos tanto de Intel como de de AMD (Athlon 64 FX).

Está previsto (EL MUNDO de 2 de octubre de 2003) que Intel lance elPentium V, en versiones de 32 y de 64 bits, con unas velocidad de 5 a 7 GHz.

CAPÍTULO 3. MEMORIAS.

3.1. Introducción.

Bajo el término de "memoria" se engloban todos los dispositivos que soncapaces de almacenar información. En nuestro caso esta información siempre esdigital, por lo que la memoria comprenderá un conjunto de bits.

Para facilitar la comprensión de la función realizada se puede realizaruna comparación con otros tipos de almacenamiento de información, como son:libros, cuadernos papeles, agendas, etc.

Las memorias almacenan la información que va a manejar el ordenador. Estainformación se guarda en forma de bits, que son unidades de información que sólopueden tomar los valores «0» y «1». Normalmente, se suele emplear como medidade la capacidad de almacenamiento de las memorias el byte, que es una agrupaciónde ocho bits. Además, esta agrupación se suele tomar como base para medirmemorias, ya que cada byte almacena un carácter. Se emplean múltiplos como elKilobyte, que equivale a 210 (1.024 bytes), el Megabyte, que vale 220 (1.024Kilobytes o 1.024 x 1.024 bytes) y el Gigabyte que es 230 (1.024 Megabytes o1.024 x 1.024 x 1.024 bytes).

La memoria total se organiza según una jerarquía, atendiendo a lacapacidad y a la velocidad de acceso. De más próxima a más externa se puedehablar de:

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Memoria Caché (primaria y secundaria)Memoria interna (RAM y ROM)Memoria de masa o externa

Magnética:En disco rígidoEn disco flexibleEn cinta

ÓpticaEn CD-ROM/DVD

Otros soportes

Memoria en papel

Según se va descendiendo en la relación anterior se aumenta en capacidady se disminuye en velocidad de acceso. En la actualidad las dos primeras sonelectrónicas, realizadas con componentes de semiconductores. Las siguientes sonmagnéticas y la última es óptica. Están en desarrollo, existentes, pero conescasa difusión, los dispositivos magneto-ópticos.

3.2. Memoria Cache.

Es una memoria RAM estática muy rápida, pero generalmente de bajacapacidad (256 o 512 KBytes). Trabaja bajo el supuesto que la mayoría de losaccesos a memoria se realiza en direcciones próximas, por lo que se trabajaduplicando una zona de memoria RAM en la memoria cache. Cuando elmicroprocesador 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 general y elsistema de memoria cache traslada la zona colindante.

Existen dos tipos de memoria cache:

- L1 (Level 1 o nivel 1): se encuentra integrada en el procesador yes la de mayor velocidad.

- L2 (Level 2 o nivel 2): Suele colocarse externamente, aunque algunosmicroprocesadores también la llevan integrada.

3.3. Memoria interna (electrónica):

Dentro de las unidades internas de memoria, debemos distinguir entre lasRAM y las ROM. Las memorias RAM (Random Access Memory) son aquellas que permitensu lectura y escritura, mientras que las ROM (Read Only Memory) sólo pueden serleídas. Este comportamiento diferente hace que los dos tipos de memorias seempleen en tareas distintas, como veremos más adelante. Por lo demás, lascaracterísticas son comunes.

Un microordenador cualquiera deberá tener una combinación adecuada dememoria RAM y ROM para funcionar correctamente como tal. La memoria RAM será laque realice el almacenamiento temporal de datos y programas, una vez que elordenador esté encendido, mientras que la memoria ROM retendrá la informaciónnecesaria para que el sistema arranque en el momento del encendido y funcionesin problemas después.

3.3.1. ROM.

Los avances en la tecnología de fabricación de memorias han permitido laaparición de dispositivos ROM modificables (EPROM, EEPROM, etc.), pero su costey la dificultad en el cambio de información las relegan a aplicaciones muyparticulares.

Debido a sus características, las memorias ROM no pierden sus datos cuandose desconecta la fuente de alimentación, por lo que se emplean para almacenarinformaciones de gran valor, como los pasos que debe seguir el ordenador en elmomento de arrancar o los comandos necesarios para traducir o interpretar lasinstrucciones de los lenguajes de programación.

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3.3.1.1. ROM de máscara.

Las ROM "puras" son aquellas cuyo contenido se establece en el momento dela fabricación. Por esto reciben el nombre de programables por máscara,ya que en el proceso de fabricación las máscaras se realizan de forma quelas posiciones almacenarán la información permanentemente.

La utilización de estas memorias se justifica en caso de grandes seriesde fabricación, ya que los procesos de creación de máscaras específicasson caros, costando prácticamente lo mismo hacer 1 que hacer 1.000.

3.3.1.2. PROM.

La denominación significa (Programmable ROM). En estas memorias el procesode grabación es destructivo, de forma que se fabrican "en blanco" o"vírgenes" con todas las posiciones a "0" o a "1", según los tipos, y esel usuario quien las programa mediante un equipo adecuado ("ad hoc"). Unavez grabadas, su contenido es inalterable. Se utilizan en pequeñas seriesde fabricación.

Suelen estar constituidas por un matriz cuyas conexiones pueden rompersefundiendo unos fusibles integrados en la fabricación. Programar estasmemorias consiste en romper los enlaces necesarios. En algunos tipos hayun fusible general que impide nuevas grabaciones.

3.3.1.3. EPROM.

El nombre de EPROM proviene de Erasable (borrable) PROM. Significa quepuede modificarse el contenido por los métodos adecuados. También recibenel nombre de RPROM (Reprogrammable ROM).

Estas memorias se graban con el equipo adecuado y se pueden borrarhaciendo incidir rayos ultravioletas a través de la ventana que llevanincorporada en el encapsulado, durante unos 20 a 30 minutos. Una vezborrada puede volver a grabarse. Las veces que se puede repetir esteproceso puede estar limitado por la degradación interna producida.

Se utilizan en la construcción de prototipos y de series muy pequeñas.

3.3.1.4. EEPROM.

Significa (Electrically Erasable ROM). Su contenido puede variarse conmétodos eléctricos estando conectada al sistema.

Tienen el inconveniente de ser más caras que las anteriores, siendo lasrutinas de grabación más complejas o pueden necesitar un hardwareadicional.

3.3.1.5. FLASH.

Se borra toda la memoria, de forma rápida, con lo que se debe volver aescribir entera. Son del tipo no volátil.

3.3.1.6. OTP.

Significa One Time Programmable. Se programan una sola vez. Son EPROM sinventana de borrado.

3.3.2. RAM.

Las memorias RAM cumplen una función de almacén intermedio de datos yprogramas, ya que cuando se apaga el ordenador, la información contenida enellas desaparece. Por ello, se emplean para guardar temporalmente programas, oparte de ellos, que se utilizan a menudo, para depositar cálculos intermedios,cuando se realizan operaciones complicadas, valores de variables o el texto quese está procesando.

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Hay una memoria especial, que es del tipo RAM, pero viene a comportarsecomo una ROM. Se trata de la memoria en la que se almacenan los datos del SETUPy de la hora y fecha. Cuando se apaga el ordenador, una pila sigue alimentadoesta memoria, con lo que se mantiene los datos. Se denomina NVRAM ( Non VolatileRAM)

En la práctica se están utilizando dos tipos de memoria RAM, la elecciónde una u otra se suele realizar por cuestiones económicas. Se denominan memoriaestática y memoria dinámica.

3.3.2.1. SRAM.

SRAM (Static Random Access Memory). Una vez escritas, mantienen lainformación (mientras exista alimentación)

La hay asíncrona (si no puede seguir la velocidad del bus) (velocidad de20 ns) y síncrona (velocidad de 10 ns). La utilizada en la actualidadaparece con el nombre de PB SRAM (Pipelined Burst RAM). Puede realizartareas de entrada y de salida de información en paralelo (velocidad delorden de 5 ns).

3.3.2.2. DRAM

DRAM (Dymamic Random Access Memory). Mantienen la información durante untiempo relativamente breve, por lo que necesitan reescribir lainformación. Este proceso se denomina Refresco de memoria.

La memoria RAM suele aparecer como chips montada en placas conocidas comoSIMM (Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos. La DIMM (Dual In lineMemory Module) o RIMM (Rambus In-line Memory Module). Esto pueden ser de 168contactos (trabajando a 64 bits) o de 188, y pueden aparecer en formato EDO RAMy el más moderno de DDR (Double Data Rate SDRAM). La opción de RIMM, que es untipo de memoria denominada RAMBUS, es propietaria por la que hay que pagarroyalties.

En su momento existieron los DIP (Dual In-line Package) y los SIP (SingleIn-Line Package) que en la actualidad no se emplean.

La memoria SDRAM (Syncronuos Dynamic RAM) aparece en formato de 168contactos. Permite un trabajo coordinado con el reloj de la UnidadCentral. Funciona a 100 MHz, con tiempos de acceso de 10 ns. La RDRAMDirect Rambus que se está desarrollando para trabajar en las tarjetasgráficas AGP. Una mejora es la DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) quefunciona a doble velocidad de datos.

Se pueden mencionar las SLDRAM que pueden funcionar a velocidades de 400MHz e incluso 800 MHz que se puede utilizar en equipos servidores. Y las ESDRAM,de Alpha, que funcionan a 133 Mhz.

3.3.3. MAPA DE MEMORIA.

En los sistemas basados en microprocesador, la memoria se organiza segúnunas dirección en función del tamaño de palabra disponible y el número de líneasdisponibles determina el tamaño máximo de la memoria. La organización de lamemoria en direcciones se denomina Mapa de Memoria.

MAPA DE MEMORIA DEL PC

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.

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DECIMAL HEXADECIMAL FUNCIÓN

0 KB

64 KB

00000FFFF(Ver 1)

CÓDIGOS DEL DOS

64 KB 128 KB

100001FFFF

PROGRAMAS RESIDENTES

128 KB 640 KB

200009FFFF

Memoria convencional: Programas

640 KB 688 KB

A0000ABFFF

Pantalla EGA O VGA

688 KB 720 KB

AC000B3FFF

Pantalla Monocromo

720 KB 752 KB

B4000BBFFF

Pantalla CGA

752 KB 768 KB

BC000BFFFF

Ampliación para las pantallasEGA/VGA

784 KB 800 KB 800 KB 976 KB

C0000C7FFFC8000F3FFF

ROM adicional

Control de disco duro.

976 KB 1.024 KB

F4000FFFFF

ROM del Sistemas BIOS (Basic Input Output System)

1.024 KB 1.088 KB

10000010FFFF

Memoria Alta (HMA)

1 MB 16 MB

100000FFFFFF

Memoria extendida (límite en losµP 80286)

Hasta 4.096 MB FFFFFFFF

Resto de memoria extendidadisponible en los micros 80386 y posteriores.

Por razones históricas debido al incremento paulatino y al uso que de lamemoria hacen algunos sistemas operativos (como el MS-DOS y WINDOWS 3.XX), sehabla de:

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 laROM (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).

Memoria extendida:

Es la memoria por encima de 1MB. Necesita del uso de un controlador dememoria extendida (HIMEM.SYS). Llega hasta los 4.096 MB.

Memoria Expandida:

Se llama también paginada. Es el espacio comprendido entre los 640 KB y1 MB, y utiliza bloques o páginas de memoria de un tamaño determinado(típicamente de 64 KB).

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CAPÍTULO 4. MEMORIA EXTERNA (MAGNÉTICA)

Además de la memoria interna, ya vista, se hace necesario la existenciade una memoria externa, principalmente por dos motivos: capacidad y permanencia.La memoria interna es limitada y no permite almacenar toda la información deprogramas, datos, etc. que se utilizan. Además es volátil, de manera que alapagar el ordenador se pierde la información. Por eso las característicasprincipales de las memorias externas son su capacidad y su no volatilidad. Porotro lado las memoria externa no es tan rápida como la interna, por lo quetrabajan de forma conjunta transfiriendo información según se demanda entreambos sistemas.

La más utilizada es la memoria en soporte magnético (memoria magnética)y a continuación la óptica y la magneto-óptica.

Memoria de masa o externaMagnética:

En disco rígidoEn disco flexibleEn cinta

ÓpticaEn CD-ROM

Magneto-ópticaOtros:

- Discos duros portátiles- Ramdrive- Memorias sueltas: Compact Flash, etc.- Fluorescente

4.1. Breve introducción al magnetismo.

El electromagnetismo viene a reunir en un solo concepto lo queanteriormente se había considerado como dos fenómenos inconexos: el campoeléctrico y el campo magnético.

El fenómeno que sirvió como punto de partida para relacionar ambosconceptos fue descubierto por Christian Oersted a principios del siglo XIX;dicho investigador descubrió que una corriente eléctrica actuaba sobre una agujamagnética desviándola.

Tras unas experiencias de Oersted y Ampere, James C. Maxwell planteó encuatro leyes la teoría electromagnética.

Leyes de Maxwell:

Estas leyes compendian todo el fenómeno electromagnético. Ponen demanifiesto que dos fenómenos que empezaron estudiándose como algo totalmenteindependiente, en realidad, son dos aspectos de un mismo fenómeno (en negritalas magnitudes vectoriales).

�� x E = -(�B/�t) rot E = -(�B/�t)�� . D = � div D = �� . B = 0 div B = 0�� x H = j + (�D/�t) rot H = j + (�D/�t)

D = � EB = µ H [B = µo (H+M)]

µr = µ / µo ; Xm = M / H ; µr = 1 + Xm � � �� = Operador nabla o de Hamiltong =( -- i + -- j + -- k) �x �y �z

E = vector Intensidad de Campo Eléctrico (Newtons/Culombio en MKS)D = " Inducción Eléctrica.

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B = " " Magnética (Tesla en MKS, Gauss en CGS, 1 Tesla = 104 G).

H = " Intensidad de Campo Magnético(Amperios/m en MKS, Oersted en CGS, 1 A/m = 4�10-3 Oe).M = Magnetización del sólido

� = densidad de carga eléctrica. j = " de corriente eléctrica.� = rigidez dieléctrica. �o = r. del vacío. � = �r �o µ = permeabilidad magnética. µo = p. del vacío. µr = p. relativa. µ = µr µo Xm = susceptibilidad magnética.

Sommerfield demostró el paralelismo entre:

E <--> BD <--> H� <--> 1/µ

A los efectos que nos ocupan nos interesa señalar los siguientes hechos:

* Una corriente eléctrica crea un campo magnético.

* Un campo magnético variable crea una corriente eléctrica.

* Existen materiales que pueden almacenar un cierto magnetismo enfunción de la inducción magnética aplicada sobre ellos.

Del primer enunciado se deduce la aparición de un campo magnéticoartificial proporcional a una corriente eléctrica, que podemos controlarfácilmente.

Se puede reforzar la acción utilizando una disposición del conductor enforma de solenoide (bobina) y utilizando dentro de la misma un núcleo dematerial adecuado.

Para construir dispositivos capaces de inducir un campo eléctrico grandese dispone en forma un núcleo casi cerrado, de cabezal magnético. En la zona deseparación, llamada entrehierro aparece un campo magnético fuerte. Este campomagnético es proporcional a la intensidad y sentido de la corriente queatraviesa la bobina. Con esto se puede almacenar un campo magnético sobre elsoporte adecuado.

Por el contrario, si se hace circular una superficie sobre la que se hancreado diversos recintos magnéticos, aparecerá una corriente sobre la bobina dela cabeza lectora.

Clasificación de los materiales según su comportamiento magnético:

Mediante métodos adecuados pueden medirse las propiedades magnéticas decualquier sustancia y clasificarla según los resultados obtenidos en:diamagnéticas, paramagnéticas, ferromagnéticas y ferrimagnéticas.

Para realizar esta clasificación se atiende a las susceptibilidades y lasmagnetizaciones de saturación, así como la variación de dichos valores con latemperatura.

Las propiedades magnéticas aquí consideradas se deben enteramente a loselectrones de los átomos, que tienen un momento magnético en virtud de sumovimiento.

Si la resultante de todos los momentos de los diversos electrones de unátomo es nula, por cancelarse entre sí, la sustancia es diamagnética ( Xm < 0=> µ < µo). Si por el contrario, la cancelación es solamente parcial, lasustancia es paramagnética (Xm = 0 => µ = µo), ferromagnética (Xm >> 1 => µ >>µo), o ferrimagnética.

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Diamagnéticas: presentan lo que podría llamarse un magnetismo negativo. Reaccionan alcampo aplicado oponiéndose a su paso. Presentan una gran reluctancia a laslíneas 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 pasode líneas de fuerza por ellos.Un material paramagnético consiste en átomos o moléculas con momentomagnético, pero que queda compensado entre todos los elementos que formanel cuerpo. Responden de forma inversa con la temperatura debido a laagitación térmica, de forma que a bajas temperaturas se imanta confacilidad, pero a altas temperaturas se opone al paso de las líneas defuerza.

Ferromagnéticas: Son aquellas capaces de adquirir propiedades magnéticas al someterlos ala influencia de campos magnéticos. Los materiales más representativos sonel hierro, al cobalto y el níquel, a los que se pueden añadir el Gadolinioy Disprosio. Favorecen el paso de las líneas de fuerza.

Si se observan las curvas de magnetización, se aprecia que el valor desaturación depende del material empleado, pero el campo necesario paraproducir este valor de saturación depende de la estructura específica delmaterial del que se trate. En cualquier caso el valor de magnetizaciónalcanzado en un material ferromagnético puede ser del orden de un millónde veces superior al alcanzado en los paramagnéticos.

Por encima de una cierta temperatura, denominada temperatura de Curie, losferromagnéticos pasan a convertirse en paramagnéticos, perdiendo lamagnetización que tuvieran.

Ferrimagnéticas: Son aquellas que tiene una magnetización espontánea de los domínios atemperatura ambiente. Esta magnetización desaparece por encima de unacierta temperatura, llamada temperatura de Curie. Constituyen lasferritas.

Ciclo de Histéresis:

En los materiales ferromagnéticos se produce el siguiente efecto alaplicar un campo magnético sobre él:

Partiendo de material virgen (B=H=0) si aumentamos el valor de H, B crecesegún la parte a de la curva, de forma que pequeños incrementos de H producenfuertes variaciones de B. Esto ocurre hasta llegar a un valor máximo de B,llamada valor de saturación.

Si ahora desaparece la causa de la imantación (haciendo H=0) lo que ocurrees que el material queda cargado con un valor remanente Br. (H = Br/µo).

Invirtiendo el sentido del campo H hacemos decrecer B. Hc = campocoercitivo => hace B = 0. Si se sigue aumentando llegaremos al valor desaturación negativo y al desaparecer queda -Br, una imantación de signocontrario a la anterior. Si se vuelve a aumentar H, B alcanza de nuevo el valorde saturación.

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Figura 4.1. Lazo de histéresis de un material ferromagnético.

Esto implica que el material es capaz de almacenar información ("tienememoria").

Del ciclo de histéresis se pueden obtener dos características muyimportantes para la composición del material magnético:

1 - El magnetismo remanente debe ser bastante elevado, lo que asegura lapermanencia de la información recogida (ciclo cuadrado y alto).

2 - La fuerza magnética necesaria para cambiar la orientación debe ser pequeña(ciclo estrecho).

4.2. Disco flexible (floppy-disk o disquette).

El disco flexible está compuesto por una lámina delgada de materialplástico (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 campomagnético aplicado con intensidad suficiente como para influir en el disco.

Para su utilización llevan una cubierta protectora. De esta forma seprocura evitar el almacenamiento de suciedad sobre el óxido de hierro, comoocurre cuando se toca la superficie magnética con los dedos y de esta forma serecubre con grasa que impida una lectura o escritura correcta. En este sentidolos discos modernos están totalmente recubiertos.

Según la densidad de las partículas de óxido se podrá grabar más o menosinformación. Los más habituales son los de doble densidad ("double density" oDD). En la actualidad prácticamente solo se utilizan los de alta densidad ("highdensity" o HD).

Del disco se puede utilizar una sola cara ("single sided" o SS), ya no seutilizan, siendo lo más habitual que se utilicen las dos caras del disco("double sided", DS o 2)

Para utilizar el disco se procede al "formateo". Este formateo consisteen 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 tipode disco puede ser 512 Bytes o 1.024 Bytes.

Los tipos de discos flexibles más utilizados en los ordenadores personalesson los siguientes:

Diámetro Características

* 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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Densidades:

Pistas por pulgada (tpi: tracks per inch): 48, 96 o 135 tpi.

Bits por pulgada (bpi: bits per inch): 5.876, 9.646 ó 17.434 bpi

El dispositivo lector/grabador ("driver" o disquetera) consta de dospartes diferenciadas:

A - Parte electromecánica.

B - Parte electrónica.

A - Parte electromecánica.

La parte electromecánica consta de un motor que hace girar el disco a unavelocidad fija igual a 300 revoluciones por minuto.

Como parte electromecánica está también el motor paso a paso que sitúa elcabezal magnético sobre la pista adecuada.

Esta operación es muy delicada pues se requiere buena precisión y que noexistan rebotes ni vibraciones. En cualquier caso siempre existe un tiempo desdeque se sitúa la cabeza hasta que se puede leer ("setting time").

El cabezal de lectura/escritura está compuesto por una bobina enrolladaa un núcleo de ferrita con una abertura en la parte de contacto del disco.

Para que el contacto no sea destructivo, se coloca una pieza de cerámicaalrededor de ese núcleo que suaviza el contacto, obteniendo a su vez la máximaseñal.

El contacto entre cabezal y disco es fundamental ya que cualquierimperfección en esta cerámica o un contacto no-plano puede distorsionar lasseñales electrónicas pudiendo darse el caso de llegar a dañarloirreversiblemente.

B - Parte electrónica.

Pueden distinguirse cuatro partes fundamentales:

- Control del motor paso a paso:

Como entrada recibe dos señales, una de pulsos indicándole la cantidad,y otra señalándola la dirección de movimiento. Estas señales las convierte encorrientes de excitación de las bobinas del motor paso a paso. Al ser lasbobinas de baja impedancia, hay que disponer de amplificadores de corriente(drivers).

- Circuitos de lectura/escritura:

Son conversores analógico/digitales y digitales/analógicos,respectivamente. El circuito de escritura traduce la señal procedente delsistema en señal almacenable mediante generadores de corriente, que a su vezcrean un campo magnético fuerte en la cabeza que opera sobre el disco.

El circuito de lectura consta de un amplificador que hace disponible laseñal recogida por la cabeza que reposa sobre el disco. A continuación se filtraesta señal y se pasa por un conversor analógico/digital para obtener los pulsosde salida.

- Información sobre el disco:

Existen varias señales que suministran una información del estado deldisco:

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+ Indicación de disco protegido ("write protect"): Es una señal que envía elsistema e impide escribir sobre el disco, evitando la pérdida de la informaciónactual.

La indicación de protección consiste en una parte hueca en la carcasa deldisco que permite, cuando está abierta, la escritura sobre el disco y la impidecuando está cerrada.

El circuito detector suele estar constituido por la combinación de undiodo LED y un fototransistor.

+ Indicación de cara sencilla o doble:

Hay que evitar intentar grabar sobre las dos caras de un disco con unasola cara activa.

+ Indicador de pista 0 ("track 0"):

Esta señal se utiliza para tener una pista de referencia. Esto esnecesario al ser el movimiento del cabezal relativo (10 pistas hacia adelanteo hacia atrás) hay que tener una referencia.

La detección de pista cero se realiza al introducir el disco, medianteunos circuitos que localizan un máximo de señal en el lugar correspondiente aesta pista.

+ Indicación de principio de pista (index):

Es un agujero en el disco que permite determinar la posición a partir dela cual se empiezan a contar sectores. Esta señal es necesaria al ser las pistascircunferencias, y poder introducirse el disco en cualquier posición de formaaleatoria. En los discos de 3 1/2 se fija la posición por la chapa de engancheal motor de la unidad.

+ Indicación de preparado (ready):

Sirve para indicar cuándo se han cumplido una serie de condicionesnecesarias para poder empezar a trabajar. Para esto el disco debe estar situadoen el interior del driver, la puerta cerrada, y se deben haber detectado lospulsos de principio de pista.

- Circuitos de las bobinas:

Se encargan de la carga del cabezal ("head load"), que permite el contactodel cabezal con el disco, y el otro impide interrumpir el acceso al disco cuandoéste está siendo leído.

Funcionamiento del disco:

- Escritura:

La cabeza tiene dos excitadores arrollados en sentido contrario. Unosdiodos hacen actuar a uno u otro excitador magnetizando la bobina en un sentidoo en otro, en definitiva creando un "cero" o un "uno".

- Lectura:

Los flujos magnético recogidos por el cabezal aparecen como una señalanalógica, básicamente con zonas positivas y con zonas negativas. Esta señal sefiltra para eliminar ruidos, y a continuación se digitaliza para obtener unaserie de impulsos ("uno") o falta de impulsos ("cero").

Hay que recordar que para la correcta utilización de los discos flexiblesse deben observar una serie de cuidados:

- No deben acercarse a campos electromagnéticos intensos: altavoces,monitores, etc.

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- No deben exponerse a temperaturas elevadas de mas de 50º gradoscentígrados.

- No deben someterse a esfuerzos mecánicos intensos: caídas, doblados, etc.

4.2.5. Parámetros de los discos flexibles:

A modo de referencia se dan algunos valores de los discos flexibles.

Tipo de unidad: 5 1/4", 3 1/2 "Capacidad total: KB, MBDensidad 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 (revoluciones por minuto)Velocidad de transferencia: 250/500 kbits/sTiempo de acceso: 95/175/94 msNúmero de pistas: 40/72/160

4.3. Disco rígido o duro (hard disk: HD).

4.3.1. Descripción.

El soporte, en vez de plástico, es de aluminio perfectamente pulido de 0,6a 2 mm de espesor, con una fina película de material magnético que cubre las dossuperficies.

Esto permite que pueda girar a una mayor velocidad siendo del orden 4.000rpm. También se consiguen mayores densidades de grabación por unidad desuperficie y una mayor velocidad de transferencia de datos.

La velocidad se mantiene mediante un "servomecanismo" que limita loscambios al 0,1%.

El cabezal no apoya sobre la superficie del disco, con lo que se evitadesgaste, sino que se sitúa a unas 0,5 µm. Esto hace que haya que evitar laspartículas de polvo, que pueden medir unas 20 µm de diámetro. Por esto esnecesario que los discos duros estén sellados y las entradas de aire lleven unmicrofiltro que impida el paso de las partículas de polvo.

Para proteger las cabezas y los datos grabados conviene que las cabezasreposen 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. En elmanual una instrucción del S.O. se encarga de hacerlo. En la actualidadprácticamente todos los discos incorporan el aparcamiento automático que detectael instante en el que se apaga el equipo y con la energía acumulada o medianteun resorte se colocan en la zona de aparcamiento. También cuando permanece uncierto tiempo inactivo suelen colarse las cabezas fuera de la zona activa.

Al igual que los discos flexibles, para poder utilizarse debe formatearse.Este formateo puede ser: Formateo a bajo nivel y a alto nivel.

El formateo a bajo nivel consiste en realizarlo desde el lenguajeensamblador. Se suele realizar solamente la primera vez o si el disco ha sufridoalgún percance serio, como el ataque de un virus muy potente. Suelen realizarlopersonas expertas.

El de alto nivel se realiza desde el Sistema Operativo, aunque tampocosuele ser frecuente, está al alcance del usuario.

Se pueden citar que discos como los QUANTUM (www.quantum.com) que girana 10.000 rpm, tienen tiempo de búsqueda de 4,7 ms y tamaños de más de 100 GB.

4.3.2. Controladoras del disco duro.

La interface es la conexión entre el mecanismo de la unidad de disco y elbus del sistema. Define la forma en que las señales pasan entre el bus delsistema y el disco duro. En el caso del disco, se denomina controladora o

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tarjeta controladora, y se encarga no sólo de transmitir y transformar lainformación que parte de y llega al disco, sino también de seleccionar la unidada la que se quiere acceder, del formato, y de todas las órdenes de bajo nivelen general. La controladora a veces se encuentra dentro de la placa madre.

Existen varios tipos de controladoras, siendo la diferencia más importantela velocidad de transferencia:

Controladora VelocidadST 506 1 MBps

ESDI 2,5 MBpsSCSI 4 MBpsIDE 5 MBpsEIDE 10 MbpsIDE-UDMA 33-66 MBpsSCSI Ultra 80-160 MBps

ST 506

La desarrolló SEAGATE, una de las mayores fabricantes de discos duros. Esun interface a nivel de dispositivo. Fue el primer interface utilizado enlos PC’s. Proporciona un valor máximo de transferencia de datos de menosde 1 Mbyte por segundo. Actualmente esta desfasado y ya no hay modelos dedisco duro con este tipo de interface.

El formato máximo de esta controladora es:

1.024 cilindros, 63 sectores y 16 cabezales. Sector: 512 Bytes

Esto hace un máximo de 504 MBytes.

ESDI (Enhanced Small Devices Interface)

Se utilizó en la PS/2 de IBM. Es un desarrollo de la anterior. La partelógica decodificadora se integró en la propia unidad, permitiendo elevarla velocidad de transferencia de datos (entre 1,25 y 2.5 Mbytes porsegundo).Ya ha dejado de utilizarse este interface y es difícil deencontrar.

IDE (Intelligent Drive Electronics) (Integrated Device Equipment)

Es el utilizado en la actualidad. Data de 1984. La controladora estáligada al disco duro y se une mediante un cable de 40 polos que se conectamediante una placa en una ranura de expansión. Tiene un bajo consumomediante un estado de "hibernación".

Íntimamente relacionado con el IDE, tenemos lo que se conoce como ATA,concepto que define un conjunto de normas que deben cumplir losdispositivos. Años atrás la compañía Western Digital introdujo el standardE-IDE (Enhanced IDE), que mejoraba la tecnología superando el límite deacceso a particiones mayores de 528 Mb. y se definió ATAPI, normas parala implementación de lectores de CD-ROM y unidades de cinta con interfazIDE. E-IDE se basa en el conjunto de especificaciones ATA-2. Comocontrapartida comercial a E-IDE, la empresa Seagate presento el sistemaFAST-ATA-2, basado principalmente en las normas ATA-2. En cualquier casoa los discos que sean o bien E-IDE o FAST-ATA, se les sigue aplicando ladenominación IDE como referencia. Para romper la barrera de los 528 Mb.las nuevas unidades IDE proponen varias soluciones:

* El CHS es una traducción entre los parámetros que la BIOScontiene de cilindros, cabezas y sectores (ligeramenteincongruentes) y los incluidos en el software de sólo lectura(Firmware) que incorpora la unidad de disco.

* El LBA (dirección lógica de bloque), estriba en traducir la

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información CHS en una dirección de 28 bits manejables por elsistema operativo, para el controlador de dispositivo y para lainterfaz de la unidad.

EIDE (Enhanced IDE)

Es una mejora del anterior. Logra una mejora en las prestaciones. Puedesoportar hasta cuatro unidades de disco duro, siendo uno el maestro(master) y el resto los esclavos (slaves).

El acceso UDMA (Acceso a Memoria Ultra Directo) consigue velocidades deacceso de 33 Mbps, 66 Mbps y pueden llegar a 100 Mbps.

ATA

En la actualidad los discos duros se conectan en base a la conexión ATAparalelo, que permite una tasa elevada de transferencia. Sin embargo estáempezando a imponerse el Serial ATA que consigue velocidades de 1,5Gbits/segundo o 150 Mbytes/segundo (se transmiten 10 bits por cada byte),y están previstos el Serial ATA a 3 Gb/s y a 6 Gb/s, como evolucionesfuturas.

SCSI (Small Computer System Interface)

Sirve para controlar más dispositivos además de discos duros: CD-ROM,Escáner, etc. pudiendo controlar un sola interfaz varios de estosdispositivos a la vez. Se comunica con el sistema a través de un buspropio.

Es un interface a nivel de sistema, diseñado para aplicaciones depropósito general, que permite que se conecten hasta siete dispositivosa un único controlador. Usa una conexión paralela de 8 bits que consigueun valor máximo de transferencia de 5 Mbytes por segundo. Actualmente sepuede oír hablar también de SCSI-2 que no es más que una versiónactualizada y mejorada de este interface. Es el interface con más futuro,si bien tiene problemas de compatibilidad entre las diferentes opcionesde controladoras, discos duros, impresoras, unidades de CD-ROM y demásdispositivos que usan este interface debido a la falta de un estándarverdaderamente sólido.

Las mejoras del SCSI-2 sobre el SCSI tradicional son el aumento de lavelocidad a través del bus, desde 5 Mhz a 10 Mhz, duplicando de esta formael caudal de datos. Además se aumenta el ancho del bus de 8 a 16 bits,doblando también el flujo de datos. Actualmente se ha logrado el ancho de32 bits, consiguiendo velocidades teóricas de hasta 40 Mbytes / seg.

Los interfaces IDE y SCSI llevan la electrónica del controlador en eldisco, por lo que el controlador realmente no suele ser mas que un adaptadorprincipal para conectar el disco al PC.

4.4. Cinta (streamer).

La cinta magnética (tape) tiene un soporte en forma de cinta de plásticorecubierta por un material magnético, que se arrollan sobre un carrete, unabobina o formando una caja ("cassette").

La unidad de cinta está compuesta por unos tambores para la cinta, unaserie de rodillos que conducen la cinta, unos sensores y unos cabezales que leeno escriben información sobre el soporte magnético.

En la cinta existen una marcas que señalan el inicio de la cinta (BOT:Beginning Of Tape) y el fin de la misma (EOT: End Of Tape). Los sensores son losencargados de detectar estas marcas así como determinar la posición de la cintaen cada momento, así como la ausencia de la misma.

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El soporte ha de ser estable, se fabrica de mylar de media pulgada deancho y del orden de 30 µm de espesor. El espesor del material magnético vienea ser de 15 µm. Los carretes tienen una longitud de 800 metros.

La información va dispuesta a lo largo de la cinta en forma de pìstaslongitudinales. Cada pista almacena un bit de los que forman el byte. Además seañade otro bit de control que se llama de paridad.

Debido a su estructura pueden almacenar una gran cantidad de información(desde varios MBytes hasta GBytes), con densidades de más de 10.000 bpi (bitsper inch: bits por pulgada).

Se utilizan para almacenamiento de grandes cantidades de información, ala que se accede de forma poco frecuente, ya que al ser memorias de accesosecuencial el tiempo de acceso medio es muy alto y no son útiles como memoriasde trabajo.

Los parámetros más importantes para considerar las cintas son:

Ancho de cinta: Marca las dimensiones exteriores y la capacidad de la cinta. Se mide en

pulgadas, fracciones de pulgada o milímetros.

Capacidad:Es la cantidad total de información que puede almacenar una cinta. Se mideen Bytes o en sus múltiplos.

Densidad de grabado:Es el número máximo de bits por pulgada (bits per inch: bpi) que puedegrabarse.

Número de pistas:Depende del cabezal utilizado.

Velocidad de la cinta:Es la velocidad lineal de la cinta en el momento de lectura o escritura.Se mide en pulgadas por segundo (inchs per second: ips). A veces tambiénes importante las velocidades de avance o retroceso rápido.

Velocidad de transferencia:Es la cantidad de información que puede leerse o grabarse por unidad detiempo. Se mide en bits por segundo.

4.5. OTRAS MEMORIAS.

Se incluyen aquí otros sistemas auxiliares, que básicamente sonmagnéticos, aunque se mencionan otros elecrtónicos.

4.5.1. TAMBOR.

El soporte es un cilindro sobre el que se deposita la sustancia magnéticaen la superficie lateral. Este tambor está girando permanentemente a granvelocidad (10.000 rpm). Se divide en pistas circulares teniendo una cabeza cadauna. Con esta disposición se consiguen tiempos de acceso menores que en eldisco, pero con menos capacidad y a un mayor precio.

4.5.2. LÁMINAS MAGNÉTICAS.

El soporte básico es una lámina de 50 mm por 300 mm. La unidad de usotiene unas 2.000 láminas de éstas, almacenadas en celdas y subceldas. Para leerhay que localizar la lámina y situarla en el dispositivo de lectura, para volvera colocarla otra vez en su sitio una vez leída.

4.5.3. FICHAS O TARJETAS CON BANDA MAGNÉTICA.

En realidad no son memorias auxiliares, pero emplean el mismo sistema queellas. Se emplean para almacenar ciertos datos codificados que solo pueden ser

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leído con los decoficadores adecuados. En la actualidad se emplean en tarjetasde crédito, sanitarias, identificación, etc.

4.5.4. OTROS SISTEMAS MAGNÉTICOS (ZIP, JAZZ)

En este apartado se pueden incluir los dispositivos que constituyen undisco duro externo, y por lo tanto transportable. En la actualidad se anunciandispositivos con 20 ó 40 GBytes de capacidad y que se puede conectar a travésdel puerto USB (www.mineterapin.com/terapin/start-product.htm) Los precios enoctubre de 2004 son del orden de unos 150 euros.

Como soportes especiales se pueden mencionar las unidades ZIP que puedenalmacenar desde 100 hasta 250 MB en un disco un poco mayor que un disquete. LosJAZZ alcanzan los 2 GB.

4.5.5. DiscDrive

Son memorias en forma de lápiz (pen drive) que se conectan al puerto USBy disponen de capacidades de 64 MB a 1 GB. Facilitan el transporte deinformación entre ordenadores por su tamaño y fácil inserción. Suelenreconocerse por el nombre comercial: Memory Drive, Jet Flash, etc.

4.5.6. TARJETAS.

Nos referimos a aquellas memorias que se emplean principalmente para PDAo “palmtops”, o para accesorios como cámaras digitales y que cada vez vantomando más importancia.

Existen varios tipos, en general incompatibles entre sí. Se pueden citar:Compactflash (I y II), Smartmedia, Memory Stick, SD Card (Secure Data Card) yXD Picture Card. Las capacidades suelen varias desde 8 Mbytes llegando a 1Gbyte. Los precios oscilan bastante según el momento. Se pueden estimar desde30 euros a 250 euros, dependiendo del tipo y capacidad. Existen accesorios quepermiten leer el contenido de varios tipos de memoria, disponiendo de ranurasespecíficas para cada tipo.

También se utilizan tarjetas específicas, de las que hay varios tipos,como elementos auxiliares para cámaras de fotos digitales y que puedentransferirse al ordenador utilizando lectores multiformato (externos ointernos).

CAPÍTULO 5. MEMORIA ÓPTICA Y MAGNETO-ÓPTICA.

5.1. CD-ROM.5.1.1. Introducción.

El CD-ROM (Compact-Disk Read Only Memory) es un disco compacto quecontiene una cantidad elevada de datos que pueden ser leídos. Una vez grabadala información no puede ser modificada, de ahí el nombre de "solo lectura".

Su origen es el disco compacto para almacenamiento de música quedesarrollaron de forma conjunta SONY y PHILLIPS.

El formato estándar es de un disco de policarbonato de 120 mm de diámetro,con un grosor de 1,2 mm y un orificio central de 15 mm.

La información se almacena en forma de espiral formada por "hoyos" y"mesetas" ("valles" o "picos") que representan a unos y ceros, pudiendoalmacenar hasta 650 MB o 700 MB (500 MB en los de 8 cm). Para mantener constantela velocidad lineal del haz de rayos sobre el disco, la velocidad de giro esdiferente en función de la pista que se esté leyendo, desde las 200 a las 500r.p.m.

Las unidades lectoras de CD-ROM mantienen la compatibilidad, de forma que

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pueden leer los discos compactos que solamente tienen música.

La velocidad de lectura simple es de 150 KBytes/s. Las unidades de 8x leena 1.200 KB/s y las de 16x a 2.400 KB/s. La velocidad de giro que varía de 200a 540 rpm en simple varía de 1.600 a 4.320 rpm a 8x y de 3.200 a 8.640 rpm en16x, 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 lapresencia de un 1 o un 0. Debido a la característica que tiene el rayo láser deser muy fino, las zonas de almacenamiento pueden ser muy pequeñas y por lo tantose puede guardar mucha información.

5.1.2. 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, conexiónde auriculares e indicador de funcionamiento.

En la parte posterior están los conectores:

De audio para permitir la reproducción de música. El interface IDE paratrasladar los datos leídos.

Unos jumper que permiten establecer la prioridad de acceso respecto delo de los discos duros.

5.1.3. Funcionamiento.

La superficie del disco contiene dos tipos de zonas: picos y valles, cadauno representando un bit (0 o 1). Los picos dispersan la luz y los valles lareflejan.

Un rayo láser se proyecta sobre estas zonas, de manera que al incidirsobre ellas se refleja o no sobre el detector determinando un valor de tensióndiferente para cada tipo de zona.

En cuanto a la velocidad se parte de que los primeras lectoras utilizadasdaban una transferencia de datos del doble (2x). En la actualidad hay en elmercado unidades de 48 (48x) y 52 (42x) veces la velocidad.

5.1.4. Unidades lectoras y grabadoras.

Con el nombre de CD-R (CD Recordable) o CD Write Once, han aparecido lasunidades que permiten la grabación de discos CD-ROM. Sobre un disco virgen sepueden almacenar información. Una vez grabada no puede modificarse, por lo quehay que asegurar lo que se quiere grabar. Se emplean frecuentemente paraduplicar CD's.

Es de señalar la importante disminución en el precio que se ha producidoen un plazo relativamente breve. Desde las 900.000 pesetas de finales del año1993 a las aproximadamente 50 euros (8.000 pesetas) o menos actuales (octubrede 2003). También se ha producido una bajada muy significativa en el precio delos mismos discos desde 5.000 pesetas a 80 céntimos de euro, encontrándosealgunos en el entorno de los 40 céntimos de euro.

5.1.5. Diferencias entre un CD-DA y un CD-ROM

El CD-DA (CD Digital Audio) son los que almacenan música, susespecificaciones aparecen en el denominado Libro Rojo. Pueden ser leídos por lasunidades de CD-ROM. El CD-ROM, Libro Amarillo, además de audio pueden almacenartextos y gráficos. El CD.ROM XA (eXtended Arquitecture) es una ampliación delCD-ROM por la que se pueden almacenar sonidos y datos en la misma pista. Estádiseñado para cubrir las necesidades multimedia.

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Además existe el CD dedicado específicamente a almacenar fotografías enalta resolución. Es un desarrollo de la casa Kodak.

Como ampliación del CD-ROM existe el CD-I (CD Interactive), Libro Verde,almacenan audio, texto e imágenes reproducibles en un televisor. Componen unsistema específico y no puede considerarse una ampliación de memoria delordenador, ya que no dependen de él.

5.1.6. CD-R y CD-RW.

Los CD-R (CD-Regrabable) son aquellos discos que se venden vírgenes y quemediante la grabadora adecuada se puede almacenar la información (los CD-ROMsalen con la información "de fábrica"). Son del denominado tipo WORM (Write OnceRead Meny). La grabación puede ser monosesión, que obliga a introducir toda lainformación de una vez, o multisesión, en la que la información va ocupandoespacios secuenciales en varias ocasiones hasta agotar el espacio disponible.

La grabación se produce la destrucción (o quemado) de ciertas zonasalmacenando la información. El CD-R está formado por una capa plástica deprotección, una capa reflectante de aluminio y otra de policarbonato. Entreestas dos hay una capa de tinta orgánica fotosintética, sensible a latemperatura. Cuando el haz grabador incide sobre un punto la calienta y el puntocambia de color, alterando las propiedades de reflexión.

El CD-RW (Rewritable) es reescribible, por lo permite el borrado de lainformación. Utiliza la técnica de cambio de fase PD (Phase-change Dual), en laque el láser produce deformaciones en la capa tintada par amodificar laspropiedades reflectivas del disco.

Según se ha citado un disco CD-R puede costar menos de 40 céntimos de euroy un CD-RW del orden de 1 euro.

5.2. DVD.

La técnica del DVD se desarrolló para almacenar imágenes y de ahí sunombre (Disco de Video Digital). Sin embargo, de forma parecida a lo ocurridocon el CD su uso se amplió cambiando el significado de la V por Versátil.

Su capacidad se amplía hasta los 17 Gbytes (según los usos).

Las especificaciones son: un disco de 5", que es un poco más grande queel CD (4,75"); compresión de vídeo MPG-2 y audio Dolby AC-3 (con hasta 8canales).

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-ROMpara utilizar con ordenadores los lectores son compatibles con los CD de audioy de CD-ROM. El láser de lectura tiene una longitud de onda comprendidas entre630 nm y 650 nm, frente a los 780 nm de los CD convencionales. Los tamaños delas pistas y los huecos son más pequeños permitiendo mayores densidades dealmacenamiento.

También existen los DVD-ROM, grabado de fábrica, los DVD/R, que se puedegrabar 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 dosformatos: DVD+R y DVD-R. En general las grabadoras suelen ser duales (trabajancon los dos formatos).

En septiembre de 2001 aparecieron en el mercado español las primerasgrabadoras 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 encontrargrabadoras de DVD multiformato (DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW, CD-R, CD-RW) paraPC por unos 100 euros.

En el año 2004 han aparecido las primeras regrabadoras DVD de doble capa.

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5.3. Memoria Magneto-óptica.

Si bien no tienen gran difusión en el mercado actual, es posible que unfuturo próximo tengan gran implantación.

Consiste en un sistema mixto: la grabación de la información se efectúade forma magnética y la lectura de forma óptica. Con esto se pretende conseguiraunar las ventajas de ambos sistemas. Se consiguen sistemas regrabables y a lavez 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 lacapacidad de los discos (desde 100 MByte a 1 GByte) viene a funcionar como undisco duro intercambiable.

En la actualidad su principal aplicación es para realizar copias deseguridad rápidas y a un precio competitivo respecto de la cinta. Parece queofrecen más seguridad y mayor duración que las cintas.

CAPÍTULO 6. PERIFÉRICOS DE ENTRADA.

PERIFÉRICOS.

Se denominan periféricos los dispositivos que le permiten a la CPUrelacionarse con el mundo exterior. Han ido evolucionando para permitir unautilización cada vez más simple y con mayores posibilidades. Para su estudio sesuelen clasificar en periféricos de entrada y de salida. Las comunicaciones conotros sistemas electrónicos se suelen clasificar aparte y en muchos casos seutilizan para conectar los periféricos.

6.1. PERIFÉRICOS DE ENTRADA BÁSICOS.

Los periféricos de entrada permiten la introducción de información alordenador convirtiendo la información contenida en un determinado soporte (textoescrito, perforaciones, etc.) en información procesable por la CPU.

En el uso de los periféricos de entrada por las personas cada vez se tienemás en cuenta un nuevo concepto denominado ERGONOMÍA. Esto trata de que lautilización de estos elementos sea lo más sencilla posible, al mismo tiempo queofrezca las mayores prestaciones. De ahí la forma de los teclados y de losratones, el tamaño y perfil de las teclas, etc.

6.1.1. TECLADO.

Fue el primer medio de comunicación con el ordenador y es el más simplede todos. Consta de una serie de interruptores de pulsación (teclas).

Tiene su origen en las máquinas de escribir, de las que se ha trasladadoel orden. Como es conocido, la disposición de las teclas se debe a que en lasprimeras máquinas que se fabricaron se daba con cierta frecuencia el engancheentre dos martillos. Para tratar de evitar ésto se dispusieron en lados opuestoslas teclas cuya probabilidad de pulsarse de forma consecutiva era alta (enidioma inglés). Este tipo de teclado se conoce por las primeras letras de lasfila superior izquierda: "QWERTY" (en francés se utiliza el "AZERTY").

Los teclados pueden emplear diversas técnicas: membrana, táctil, "goma deborrar", mecánicos, capacitivo, de núcleo de ferrita, etc.

Los mecánicos establecen un contacto mecánico al pulsar una tecla,disponen de un muelle que provoca el retorno a la posición original.

Los capacitivos tiene la ventaja de su bajo coste. Consisten en dosláminas de material conductor, separadas por otras aislante. Al presionar latecla, las láminas conductoras tienden a acercarse y por lo tanto varía lacapacidad.

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Los de núcleo de ferrita tienen una barrita de este material queconstituye el núcleo de un transformador, de forma que al presionar la tecla elnúcleo se desplaza y varía la tensión sobre el secundario del transformador.Tiene la ventaja de su inmunidad al derramamiento de líquidos (algo bastantefrecuente es que el operador del teclado vierta "Coca-Cola" o café sobre éste).

En los PC's se utilizan teclados profesionales, que están constituidos poruna tecla plástica sobre la que presiona el dedo, un empujador, muelle, y unoscontactos que son los que dan la señal eléctrica. Es importante evitar "elrebote". Este rebote consiste en la aparición de dos pulsos en lugar de unosólo.

Las teclas están dispuestas según un matriz, de forma que al pulsar unatecla una intersección está a nivel bajo, esto implica que una fila y unacolumna están a nivel bajo. El circuito 8048 rastrea una a una las columnas ya continuación las filas. Este proceso lo realiza cada 3 milisegundos. Con losdos decodificadores se forma el código del carácter tecleado.

El 8048 tiene un buffer en el que va almacenando los códigos obtenidos(hasta un máximo de 15). Cada pulsación de tecla genera un código de búsquedaparticular. Al soltarla se produce otro código igual al anterior, pero con elbit más alto a 1. De esta forma, si no aparece este código se interpreta que latecla sigue pulsada y se genera el carácter de forma repetida.

En la actualidad suelen tener varias zonas diferenciadas: una zonaalfanumérica con un teclado similar al de una máquina de escribir; una zonanumérica, que se utiliza para introducir grandes cantidades de números; una zonade teclas de función, con significados especiales y normalmente programables yuna zona de movimiento del cursor sobre la pantalla.

Si bien el teclado es físicamente le mismo, cada país (o idioma) adecuaalgunas teclas a sus peculiaridades. En español la característica más distintivaes la letra ñ.

Este tipo de teclado es el que se denomina expandido y tiene 102 teclasfrente al "normal" que tiene 83. Con la aparición del sistema operativo Windows95 se han añadido nuevas teclas de uso especifico.

El teclado se conecta al ordenador mediante un conector DIN (los másantiguos) o un conector denominado tipo PS2. Últimamente han aparecidoconexiones USB, y también se van utilizando frecuentemente los inalámbricos,conectados por radio.

6.1.2. RATÓN.

Es un dispositivo de fácil manejo, pero que necesita de una programaciónprevia en el ordenador. Consta de dos detectores perpendiculares de movimientoy uno o dos pulsadores.

Debe detectar el movimiento sobre una superficie plana y convertirlo endesplazamiento del cursor, junto con la pulsación de unas determinadas teclas(botones derecho e izquierdo. El botón central que llevan algunos prácticamenteno se utiliza)). Para ello requiere de un hardware concreto y un softwareespecífico para realizar la adecuación a los programas.

El movimiento se descompone en las componente horizontal y vertical. Paraello está dotado de dos sensores que convierten estos movimientos en cantidadesdigitales. Básicamente hay dos sistemas de realizar esta conversión: el mecánicoy el óptico. Los más abundantes son los mecánicos, pero los ópticos se vanabriendo camino por tener un mantenimiento más simple (no hay que limpiar losrodillos).

Las conexiones al ordenador se pueden hacer a través del puerto serie conconector DB9 o con conexión específica PS2. Como para los teclados existentambién las conexiones USB y los ratones inalámbricos, para evitar laproliferación de cables.

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6.1.3. BOLA (TRACKBALL).

Es similar al anterior, pero en vez de desplazar en el dispositivo sobreuna superficie se procede a girar una esfera sobre su propio centro.

Esta disposición permite el desplazamiento sobre tres ejes en vez de sobredos como en el ratón.

6.1.4. JOYSTICK

El joystick (mando de juegos) es un dispositivo que permite traducir losmovimiento sobre una palanca en movimientos del cursor. En este sentido suestructura es similar a la del ratón, pero su aspecto físico es diferente al noexistir movimiento sobre superficie sino desplazamientos de una palanca demando. Suelen estar construidos por dos potenciómetros (resistencias variables)con un sistema mecánico de movimiento perpendicular. Su aplicación casiexclusiva es en juegos de acción.

6.1.5. GLIDE POINT.

En este caso la información de entrada se produce desplazando un dedosobre una superficie plana rectangular con unas mediadas de 5 x 7 cm o 4 x 5,5cm. El software especializado proporciona las funciones de ajuste de velocidady orientación del cursor. Dispone de tres botones que permiten utilizarlo deforma convencional. Por sus características mecánicas y por ser delgado y ligeroes ideal para ordenadores portátiles.

6.1.6. PANTALLA TÁCTIL.

La pantalla táctil consiste en dotar a la pantalla del monitor de algúnsistema que permita determinar el punto en el que se sitúa un dedo sobre lamisma. En conjunto con el soporte lógico adecuado permite un uso interactivo ymuy intuitivo, lo que posibilita su utilización en sistemas destinados alpúblico 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 einfrarrojos.

Tecnología capacitiva, Miden la capacidad eléctrica al pulsar sobre un material transparente

dispuesto sobre la pantalla. Es necesario configurarlas con ciertafrecuencia.

Tecnología acústica,

En la otra se dispone de unos transductores piezoeléctricos que generanondas acústicas. El sistema detecta la interferencia de las ondas queprovoca un dedo al situarse 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 lavariación 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, queidentifican el punto pulsado.

6.2. OTROS PERIFÉRICOS DE ENTRADA.

Aunque en franco retroceso y nula aplicación en el campo de los PC's (aexcepción quizá de los códigos de barras utilizados en los sistemas de

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distribución y ventas) se ha creído conveniente incluir un breve resumen sobresistemas lectores.

6.2.1. TABLETAS GRÁFICAS.

La tableta gráfica o digitalizadora permite la introducción fácil dedibujos. Suele trabajar en conjunto con un ratón.

Su funcionamiento se basa en crear un mapa de puntos discretos sobre unasuperficie plana. Al situar el ratón sobre un punto, o bien al presionar con unpunzón, se transmiten las coordenadas de ese punto al ordenador.

De esta forma se le puede suministrar información de forma muy rápida yvisual.

6.2.2. LÁPIZ ÓPTICO.

El lápiz óptico recoge la información de un punto de la pantalla delordenador calculando la posición por el instante exacto en el que el sensorsituado en la punta detecta la presencia del trazado de la pantalla y con elproceso de la unidad de control alojada en el monitor permite dibujar un puntoen la posición señalada por él.

Con este lápiz se pueden realizar múltiples funciones, como señalar ydibujar, de forma interactiva con la pantalla.

6.2.3. LECTORES.

Los lectores son dispositivos que permiten convertir directamenteinformación impresa en información digital. La información puede aparecer comoperforaciones, impresiones en formas (códigos de barras) o tintas especiales(magnética) o incluso en forma de escritura normal a través del escáner y unreconocedor de caracteres (OCR).

6.2.3.1. LECTORES DE TARJETA PERFORADA.

La tarjeta es un cartoncillo rígido con unas dimensiones determinadas enla que se pueden producir ciertas perforaciones. La más típica consta de 80columnas y 12 filas, lo que supone un máximo de 960 perforaciones,correspondiendo cada perforación a un bit.

Sin embargo, no se permiten realizar demasiadas perforaciones para evitaruna excesiva fragilidad.

Los lectores de estas tarjetas pueden ser mecánicos, disponiendo de unposible contacto en los lugares de las perforaciones, produciéndose estecontacto cuando sí haya perforación. Otro tipo de lectura, más fiable y rápida,es la lectura óptica. En este caso existirá paso del haz luminoso en lasposiciones perforadas.

6.2.3.2. LECTORES DE CINTA PERFORADA.

En este caso el soporte es una cinta continua en las que las perforacionesestán en sentido transversal. El número de perforaciones suele variar entre 5y 15, siendo los códigos empleados similares a los utilizados en las cintasmagnéticas.

La lectura se realiza de una de las dos maneras vistas en el casoanterior.

6.2.3.3. LECTORES DE CÓDIGOS DE BARRAS.

La información se almacenada mediante unos códigos formados por unasbarras más o menos gruesas situadas en posiciones determinadas.

La lectura se realiza mediante reflexión óptica.

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Además de la información codificada, suele figurar de forma legible paralas personas. El uso de estos códigos se está extendiendo, principalmente en ladistribución y venta de pequeños artículos, con lo que se facilita lainformatización de la venta y del sistema de stocks.

6.2.4. VOZ.

Como sistema bastante nuevo que en los últimos años ha experimentado unauge importante está el dispositivo, combinación de soporte físico y lógico, quepermite convertir las palabras pronunciadas directamente en texto sobre elordenador. Requieren una cierta habituación y entrenamiento. Están pensados parapersonas ("jefes") que trabajando en una oficina necesitan escribir documentosy en la actualidad le dictan a otra persona ("secretaria") y esta se encarga demecanografiar o imprimir.

6.2.5. IMAGEN (ESCÁNER O SCANNER).

El escáner es un dispositivo que permite la conversión en informacióndigital electrónica de cualquier documento escrito sobre papel: carta, dibujo,fotografía. Una vez en formato electrónico se puede tratar, combinar, almacenaro transmitir como cualquier otra información digital.

Se engloba dentro de los periféricos de entrada ya que permite laintroducción de información al ordenador.

Hay dos tipo principales: de mano y de sobremesa (flatbed). Los de manoson más económicos y más imprecisos. Los de sobremesa ofrecen mayoresprestaciones, pero son más caros. También los puede haber de rodillo.

Componentes:

Hay un elemento básico que es que convierte la luz reflejada sobre elpapel en impulsos eléctricos, que es el dispositivo CDD (Charge-coupled Device:dispositivo de acoplamiento de carga). Estos impulsos se pueden almacenar enforma de gráficos de varios formatos. Los más típicos son los TIFF.

Además de elemento hardware, que puede necesitar la inclusión de unatarjeta en el ordenador, se necesita un soporte lógico que permita eltratamiento de la información recogida.

Con la información se puede depurar, retocándola, y se puede almacenar enun fichero que posteriormente se puede convertir en texto o en gráficosvectoriales.

Clasificación:

Tipo: Sobremesa o mano.Tonos grises: Es el número de tonos grises diferentes que puede reconocer

el escáner.Colores: Es el número de colores diferentes que puede digitalizar el

escáner. La resolución se suele ofrecer en bits:

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.

Resolución: Es la resolución real del escáner. Se mide en puntos porpulgadas y expresa cuántos puntos puede "ver" el escáner enuna pulgada (ppp: puntos por pulgada o ppi: points per inch).Una resolución típica es 600 ppp. La gran mayoría de losescáneres pueden digitalizar con más resolución con técnicasde interpolación.

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Ancho y Alto: Dimensiones máximas de la superficie a escanear.

Interfaz: Tipo de puerto de conexión del escáner la ordenador. Seemplean unas siglas cuya interpretación es la siguiente:

S : SCSIP: Interfaz propio del fabricante.PA: ParaleloXI: XionicsLM: LasermasterV: Video.

OCR (Optical Character Recognition):Es un programa de reconocimiento óptico de caracteres, con loque se puede convertir la imagen de un texto en textocodificado en ASCII. Funciona con unos tipos de ficherosespecíficos.

Retoque: Es un programa de retoque gráfico, que permite eliminarimpurezas recogidas en el proceso.

TWAIN (Tecnology Without An Interesting Name: Tecnología sin nombreinteresante):

Es un interfaz que permite adquirir las imágenes directamentedesde las aplicaciones. Esto evita el tener que salir de laaplicación que se está ejecutando, capturar la imagen,grabarla y después importarla desde el programa.

Cámaras digitales.

A modo de comentario se pueden citar las cámaras de fotografía digital.Estas cámaras almacenan la información de la imagen en forma digital, lo quepermite la comunicación inmediata y fácil con el ordenador. Están llamadas asustituir en bastantes casos a las actuales cámaras basadas en procedimientosanalógicos y químicos.

Las definiciones pueden ser desde 600x400 a 1.800x1.200, llegando enalgunos modelos a 2.048x1.536. Las memorias suelen pueden ser desde 8 Mbytes a128 en algunos formatos. El interfaz típico es USB.

En octubre de 2004 los precios de cámaras aceptables oscilan alrededor delos 100 euros las aceptables (sin zoom óptico), 300 euros las buenas (más de 3Mpixels y zoom óptico) y más de 1.000las muy buenas (más de 5 Mpixels).

Con menores prestaciones, y también más baratas, existen las cámaras web,cuya principal utilidad es permitir la inclusión de imágenes en lascomunicaciones a través de Internet.

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CAPÍTULO 7. PERIFÉRICOS DE SALIDA I: Pantallas.

PERIFÉRICOS DE SALIDA I.

Los periféricos de salida son los dispositivos que le permiten alordenador comunicarse con el exterior y suministrar información de formautilizable por las personas o por otras máquinas.

7.1. Pantalla

7.1.1. Introducción.

Cuando se empezaron a utilizar los ordenadores de una forma másdistribuida fue necesario dotarle de una comunicación más inmediata de lo quehasta ese momento se había utilizado que era el teletipo. La elección erabastante evidente ya que el método que los técnicos tenían a mano era unapantalla similar a la de los osciloscopios o la de la televisión. Para entenderel mecanismo hay que conocer cómo se manejan las imágenes.

7.1.1.1. 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 sedivide la imagen en cuadrículas (ver figura 7.1) �� V �� H

Figura 7.1. Descomposición de una imagen en puntos.

Cada cuadro es un elemento de la imagen con lo que se le dio el nombre dePIXEL (Picture Element). Parece claro que cuanto mayor sea el número deelementos con mayor precisión se podrá reconstruir la imagen. Debido al formatode la televisión se adoptó que las imágenes del ordenador deberían mantener laproporción siguiente, que se denomina "razón de aspecto":

V = 3 H 4

Para digitalizar la imagen una vez descompuesta se pueden utilizardistintos códigos. El más elemental consiste en asignar el valor 0 si el puntoes más bien negro y un 1 se es más bien blanco. Con este convenio sedigitalizaría la imagen con un bit (0 o 1) para cada punto y la imagen tendríatantos bits como puntos. Este código es útil para imágenes en blanco y negrocomo texto o gráficos monocromos.

Como este código es muy pobre, si se desea manejar imágenes más precisasse podrían utilizar escala de grises. Según el número de gradaciones de gris asítendrían que utilizarse más bits. Por ejemplo para una escala de 16 tonos degris se necesitarían 4 bits para cada punto (24 = 16). Por lo tanto si se deseamanejar imágenes de esta forma tendrían (4 x nº de puntos) bits.

La mejora puede venir de la mano del color. Es decir si se desea manejarimágenes en color hay que tener presente que los colores pueden descomponerseen 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 acada color así será la precisión y complejidad de la imagen. Si de utilizan 4bits por color, cada punto necesitaría 12 bits y se tendría una gama de 4.096colores (212). Con 8 bits por color, cada punto necesitaría 24 bits y se podríanmanejar unos 16 millones de colores (224).

Se aprecia el crecimiento de la cantidad de información cuando se quieremanejar con precisión las imágenes.

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Para renovar las imágenes en la pantalla se utiliza el procedimiento derenovar la imagen cada cierto tiempo y cada imagen se reconstruye rastreando lapantalla en forma de líneas desde el ángulo superior izquierdo al inferiorderecho. En principio se utilizaron las mismas frecuencias que en el sistema detelevisión, es decir 25 imágenes por segundo con 625 líneas por imagen (enrealidad 50 medias imágenes de 312,5 líneas cada una, con entrelazado). Estohace 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 (160imágenes por segundo sin entrelazar).

A continuación se muestra la evolución sufrida, que ha ido acompañada deunas mayores necesidades de memoria.

El adaptador más simple, que se incorporó en los primeros aparatosvendidos, era el adaptador monocromo de texto, MDA (Monochrome Display Adapter).Sólo podía mostrar texto en 25 filas de 80 columnas, formándose cada caráctersobre una matriz de 9 * 14 puntos.

A continuación se utilizó el adaptador de gráficos y color, CGA (ColorGraphic Adapter) que podía utilizar baja resolución (100 * 160) en 16 colores,media resolución (200 * 320) en cuatro colores y alta resolución (200 * 640) enblanco y negro. Los caracteres de texto se crean en matriz de 8 * 8 puntos,ocupando sólo 7 x 7.

Para aplicaciones de gráficos apareció una tarjeta (no IBM), la Hércules(Hercules Graphic Card) con una resolución de (720 * 348).

Para mejorar la calidad del texto, respecto de la CGA, apareció la tarjetaEGA (Enhanced Graphic Adapter). Esta tarjeta alcanza una resolución de (650 *350) con 16 colores a elegir de una paleta de 64.

El adaptador PGA (Professional Graphic Adapter) ofrecía una resolución de(640 * 480), lo que significa la misma cantidad de puntos por centímetro enhorizontal y en vertical (la pantalla del monitor de TV tiene un formato de4:3).

En la nueva gama de ordenadores PS/2, IBM incorpora tres nuevos estándaresgráficos: el MCGA (Multicolor Graphic Adapter) con (640 x 480) y una matriz detexto de 8 x 16; el VGA (Video Graphics Array), que emula CGA y EGA, y puedemostrar (320 x 200) con 256 colores y (640 x 480) con 16 colores; el 8154/A(ADFA = Advanced Function Display Adapter) es especial para manejar un monitoranalógico (el 8154), que permite (1.024 x 768) con 256 colores de una paleta de262.144.

Los ordenadores AT llevan como norma una tarjeta VGA. En la actualidad,con los ordenadores basados en el microprocesador Pentium llevan SVGA, con altasresoluciones y grandes posibilidades en el manejo del color. Las definicionesmás elevadas en la SVGA son de 1.024x768, 1.280x960 y 1.600x1.200.

7.1.2. TRC (Tubo de Rayos Catódicos).

La pantalla más extendida consiste en un tubo de rayos catódicos (TRC:Cathode Ray Tube: CRT). El funcionamiento es similar al del osciloscopio, perocon deplexión magnética para conseguir mayores superficies, al igual que en losaparatos de televisión.

En las pantallas de color cada punto está formado por tres elementos, unopara cada color primario, que se llaman luminóforos. A la distancia entre dosluminóforos del mismo color es lo que se viene denominando "dot-pitch" o tamañode punto. Viene a establecer la máxima resolución que puede manejar la pantallaconcreta.

7.1.3. Cristal Líquido (LCD: Liquid Cristal Display).

En los último años hemos asistido a un cambio en el tipo habitual depantalla de ordenador. A partir de que los ordenadores portátiles se utilizabanpantallas de cristal líquido (LCD = Liquid Cristal Display) debido a las

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ventajas de ser totalmente planas, de bajo consumo y poco peso, se ha extendioel uso a los de sobremesa.

Suelen funcionar a base de reflejar o no la luz incidente en función dela polaridad aplicada en cada punto predeterminado de la superficie (igual queen la mayoría de los relojes actuales).

La pantalla está surcada por una red de conductores, aislados unos deotros. Los ánodos (electrodos positivos) forman la cara superior; la carainferior la forman los electrodos negativos o (cátodos) situados de formaperpendicular a los anteriores. Entre ellos se sitúa el materialelectroluminiscente. Al aplicar una tensión a dos hilos perpendiculares estadiferencia de potencial excitará el material (normalmente semiconductor) y levolverá opaco. Las más modernas utilizan la tecnología TFT (Thin FilmTransistor) que permiten una visualización mejor independientemente de lascondiciones ambientales. Además consiguen un ángulo de visión próximo a los180º.

Para mejorar el contraste se puede recurrir a iluminar la pantalla porla parte posterior, si bien esto supone un mayor consumo de energía.

Los precios han bajando significativamente en los últimos años. Seanuncian pantallas de 15" por un poco más de 200 euros, de 17 por 350 y de 19por 500 euros.

En una disposición similar a la anterior, pero utilizando gases nobles,se consigue que el gas emita una luz característica al situarle en el campoeléctrico. Estas son las denominadas pantallas de plasma.

Las pantallas de plasma reaccionan rápidamente, dan una gran nitidez yestán libres de parpadeos. Son bastante más caras y se utilizan para pantallasde televisión con tamaños de más de 30 pulgadas y precios por encima de los2.000 euros.

7.2. Tarjetas Gráficas.

En cualquier caso las pantallas trabajan en íntima cooperación con lastarjetas gráficas o de video del ordenador, ya que son estas tarjetas las queenvían los ceros y unos indicando los pixels que se iluminan y los que no.

La salida de la señal puede realizarse de varias formas: en forma de señalde video compuesto, en el que se incluye la información y los sincronismos; enRGB, 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 principalmente de los siguientes bloques:

El controlador del TRC que genera las señales de sincronismo vertical yhorizontal.

Generador de caracteres alfanuméricos que guarda la información de loscaracteres a formar y se encuentran en la memoria ROM (U33: MK 36000).

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 apresentar en pantalla. Puede ser SGRAM, VRAM o WRAM o DDR.

La comunicación de la tarjeta con la placa gráfica se hacía al principioen el bus PCI, pero en la actualidad, para ganar en velocidad de intercambio dedatos, se suele utilizar alguna versión de AGP (Acelerated Graphics Port). Conesto se consigue incrementar la velocidad de transferencia de datos hasta 132o 264 Mbps. Posteriormente apareció el AGPx2 que duplicó la velocidad hasta 528Mbps. En la actualidad está disponible el AGPx4 con una velocidad de 1 Gbps. Losconectores son ligeramente diferentes.

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CAPÍTULO 8. PERIFÉRICOS DE SALIDA II.: Impresoras, Plotters y Sonido.

8.1. IMPRESORA.

Para sacar el mejor partido al ordenador se necesita de una impresora. Sinuna impresora, solamente puede interactuar con su ordenador a través del monitoro pantalla. Este tipo de interacción es adecuado para la utilización inmediata,pero en gran cantidad de casos se necesita disponer de una copia en papel(hardcopy), ya que se va a necesitar utilizar los resultados del trabajo deforma independiente del ordenador. En principio solamente se realizaba la salidaen modo de textos, sin embargo primero los gráficos y a continuación lasimágenes se han ido imponiendo como algo importante en los documentos finales.Hoy por hoy sigue siendo una utopía lo que en su momento se denominó "oficinasin papel".

8.1.1. INTRODUCCIÓN.

Las impresoras reciben la información del ordenador a través de uno de lospuertos de los que está dotado: el serie o el paralelo, si bien el más extendidoes el paralelo. También es posible que ña conexión se realice mediante laconexión USB o infrarrojos.

A través del puerto recibe la información necesaria para crear la imagena construir.

Las características más importantes a tener en cuenta en las impresorasson:

Velocidad de impresión:Da la capacidad de escritura por unidad de tiempo. Se puede dar en hojaspor minuto (hpm) o caracteres por segundo (cps).

Tipo de papel:

Es importante determinar los usos para los que se necesita la impresora,ya que condicionará necesariamente el tipo de impresora elegida. Porejemplo, si se necesita imprimir original y copias al mismo tiempo seráimprescindible utilizar una impresora de impacto.

Tamaño: A4, A3, folio, sobre.Perforado: papel continuo (original u original y copias)Cargador: Si se utilizan hojas sueltas hay que saber si dispone de

cargador automático y cuál es la capacidad del mismo.

Capacidad del Buffer:El buffer es la memoria de la impresora en la que se almacenatemporalmente la información proveniente del ordenador. Hay que saber sila memoria que incorpora de origen es ampliable o no.

Tipo de interface:Como se ha mencionado los interfaces de conexión pueden ser: el serie (SR-232), el paralelo (CENTRONICS), el USB o el Infrarrojos.

Color:Especifica si la impresora puede trabajar imprimiendo en negro sobre papelblanco, en color o en ambos (tal vez con algún cambio).

Consumibles:

Son los elementos que la impresora gasta al imprimir y que por lo tantodeben reponerse cada cierto tiempo según la carga de trabajo. Es unacaracterística importante para conocer el coste de los trabajosrealizados. Pueden ser las cintas, los cartuchos de tinta, el toner, etc.

Tipos de escritura:Determina los tipos de letra y la definición con la que puede trabajar.Según la tecnología empleada se mide de una manera diferente, si bien elreferente suele ser siempre la medida utilizada en la impresión en general

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que es el punto, siendo una pulgada (2,54 cm.) 72 puntos.

8.1.2. CLASIFICACIÓN GENERAL DE LAS IMPRESORAS.

Las impresoras se pueden dividir en dos categorías generales: Impacto oNo impacto.

8.1.2.1. Impacto.

Las impresoras de impacto utilizan un medio mecánico para generar eldocumento. Básicamente están diseñadas para imprimir textos y trabajannormalmente sobre papel continuo arrastrado por ruedas dentadas, por lo que estádotado de unas perforaciones laterales, que en muchos casos pueden desecharseuna vez realizada la impresión. Con esta estructura pueden emplear papeles muyanchos. Dado el proceso empleado suelen ser ruidosas.

Una parte de estas impresoras se llaman de fuente única porque en ellaslos caracteres ya están formados, de forma similar a las máquinas de escribir.Poseen características semejantes a las buenas máquinas de escribir, de oficina.Estas impresoras utilizan un elemento impresor, que puede ser o una rueda,llamada normalmente margarita, o una bola, así cuando es requerido un carácter,la margarita o bola, gira hasta esa posición, y la letra golpea contra una cintade tela entintada o de plástico.

8.1.2.1.1. Matricial.

Las impresoras matriciales forman sus caracteres mediante una serie depequeñas agujas metálicas, en una configuración o bloque rectangular (matriz).El conjunto que crea los puntos que forman las letras y demás signos es unacabeza impresora, equipada con una hilera de esas agujas. Cuantas más agujasexistan se pueden conseguir mayores definiciones. Las primeras tenían 9 agujasy las actuales suelen manejar 18 o 24. La imagen es formada sobre el papelcuando la cabeza impresora golpea contra el papel a través de una cinta deplástico o tela entintada. Este tipo de impresoras imprimen sobre papel normal,hoja suelta o papel continuo.

La velocidad de impresión se mide en caracteres por segundo, teniendo unosvalores desde unos 200 hasta unos 900.

Una impresora matricial puede ofrecer algo llamado operación multimodo.Esas impresoras poseen como mínimo tres modos: el modo borrador ("DRAFT"), quegenera una salida para usos generales, el modo realzado, que genera un esquemade puntos más denso haciendo que la cabeza avance a medios espacios, y creandoasí una copia más fácil de leer, y el modo doble golpe, en el que todos loscaracteres se imprimen en dos pasadas desplazándose el rodillo en la segundapasada 1/144 pulgadas (medio punto) generando lo que se llama "NLQ: Near LetterQuality".

Puede imprimir gráficos ya que cada aguja puede funcionar como un puntoindependiente. También pueden imprimir en color utilizando cintas con varioscolores (al menos los tres primarios).

8.1.2.1.2. Margarita.

Las impresoras de margarita disponen de los caracteres en forma de hojasque imitan a la flor y de ahí su nombre. Para escribir se gira la margaritahasta enfrentar el carácter deseado y en ese instante un martillo golpea sobreel mismo y éste sobre la cinta y el papel. Se usan principalmente paracorrespondencia comercial o tratamiento de textos profesionales.

Por otro lado las impresoras de margarita no se deben englobar en lapráctica en las de fuente única, pudiendo ser una equivocación hacerlo, puestienen la posibilidad de cambiar de margarita, para así disponer de diversostipos de escritura.

A parte de la posibilidad de cambiar de letra con margaritas, tambiénpueden imprimirse de diferentes formas (con impresión doble, y la denominadaimpresión de sombreo). Generalmente las impresoras de margarita también disponen

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de diferentes códigos de control para subrayado o posicionado elevado o bajo,siendo idénticos a los de las impresoras matriciales.

8.1.2.1.3. Bola.

En este caso los caracteres se disponen sobre la superficie de una cuasi-esfera. También permite el cambio de letra empleando diferentes bolas. Proviene,la igual que la anterior, de la tecnología usada en las máquinas de escribirelectrónicas.

8.1.2.1.4. Cadena.

Dispone de una cadena con unos 5 juegos de caracteres que están girandoconstantemente cuando hay que imprimir uno, en una posición determinada, segolpea con un martillo de los 132 que existen (uno para cada posición deimpresión), de manera que esta impresora tiene 132 columnas. Su velocidad es deunas 1.200 líneas por minuto. Se suele emplear como salida de listados muygrandes en sistemas de ordenador bastante potentes, utilizando papel continuo.

8.1.2.1.5. Tambor.

En este caso varios juegos de caracteres en forma de anillos se disponensobre un tambor que gira y los martillos golpean cuando se coloca el carácterdeseado.

8.1.2.2. No impacto.

Como alternativa a las anteriores impresoras se pueden disponer de variossistemas emplean distintos principios para conseguir la copia impresa. Las másimportantes son las siguientes: Térmica, Electrostática, Inyección y Láser.

La ventaja principal suele ser su menor ruido y menor número de elementosmecánicos, lo que repercute en su fiabilidad.

8.1.2.2.1. Térmica.

Cualquier impresora que forme una imagen sobre un papel especial tratado,utilizando el calor, es llamada térmica. Las impresoras térmicas son tambiénimpresoras matriciales debido a que sus cabezas impresoras, están formadas porhileras de finas agujas. Cuando la cabeza impresora es acercada a un papelespecial sensible al calor, el papel se oscurece y reproduce la imagen delcarácter o segmento de gráfico que ha de ser impreso.

Este tipo de impresoras es el más barato aunque son relativamente rápidasy silenciosas, su principal desventaja, es el papel térmico que necesitan usar.

8.1.2.2.2. Electrostática.

Este tipo de impresoras, requieren un papel revestido de una películametálica. Una cabeza impresora electrostática es una cabeza matricial compuestapor agujas metálicas que forman los puntos. Esas agujas son cargadaseléctricamente, de modo que se convierten en pequeños imanes, y así levantandiminutas zonas del revestimiento metálico de la hoja, revelando así la base delpapel más oscuro, que hay debajo.

Este tipo de impresoras se haya ahora en desuso.

8.1.2.2.3. Inyección.

En este caso la impresión se realiza mediante la inyección directa de latinta sobre el papel. Su estructura es similar a la matricial, pudiendo ofrecermás calidad por trabajar con tamaños de punto más pequeños. Además son mássilenciosas.

En vez de agujas, que golpean el papel, se proyecta la tinta en forma desalpicaduras de colores en el papel. El diámetro de una gota es de unos 0,025mm. Debido a la alta velocidad con que salpica la tinta contra el papel (700km/h), se produce una mancha de más o menos 0,16 mm de diámetro.

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Se puede producir la inyección mediante una resistencia que calienta latinta de la tobera, consiguiendo llevarla a punto de ebullición con lo que seevapora produciendo una pequeña burbuja. A medida que la burbuja crece empujala tinta fuera de la boquilla. También se puede utilizar un dispositivopiezoeléctrico que permite la polarización de la tinta y su expulsión. Otraposibilidad es la impresión por cambio de fase, utilizando tinta sólida que selicua por calor.

Sus posibilidades de utilización son prácticamente idénticas a lasmatriciales: escribir en negrita, letra ancha, gráfico por imagen, etc. Perocontrariamente los códigos de control son bastante diferentes, repercutiendo enel software.

En este tipo de impresoras el ruido llega a 45 dB, que es mayor que lasde las impresoras por láser o los plotters, pero mucho menos que las matricialeso de margarita.

Impresoras a color de inyección.

Estas impresoras utilizan una tecnología nueva para generar imágenesgráficas y textos a color. Mientras otros métodos se hayan limitados a imprimiren un solo color a la vez, las impresoras de chorro de tinta en color, depositantodos los colores de una sola pasada sobre el papel. La forma más común en quese realiza esto, es disponer de una cabeza impresora, conteniendo una hilera dechorros, uno o más por cada color.

Así, estas impresoras ofrecen textos de excelente calidad. Las mássofisticadas de éstas pueden imprimir fotos de elevada calidad (con resolucionesde 9600x2400 ppp), de forma que algunas incorporan la posibilidad de leerdirectamente los CDs, DVDs (modelo de Canon Pixma IP 5000) las tarjetas dememoria de las cámaras

8.1.2.2.4. Láser

El láser es la tecnología más reciente en impresoras. Son algo más caras,desde 600 euros en adelante, producen sin embargo la más elegante de lassalidas, con la calidad demanda para trabajos de oficina. Las impresoras láserson silenciosas y rápidas. El método de impresión es mediante un rayo láser muyfino que graba la imagen sobre un tambor. Por procedimientos electrostáticos sefija la tinta sobre esta imagen y a continuación sobre el papel, de formasimilar a las fotocopiadoras. Este tipo de impresoras son 8 veces más rápidasque las del tipo de margarita, y ofrecen resoluciones de 300x300, 600x600 eincluso 1.200x1.200 puntos por pulgada, mientras que las impresoras de impactoofrecen solamente de resolución de 70 a 150 puntos por pulgada.

El rendimiento normal de este tipo de impresoras es de 6 a 26 páginas porminuto.

El láser es modulado de forma que alcanza un tambor rotativo, recubiertode un material fototransmisor amorfo.

El tambor se carga en cada pasada a través de un crotón eléctrico. Estecrotón se compone de un cable alimentado con altos voltajes.

Al incidir el rayo, el tambor se descarga en estas zonas. Así se memorizael diseño que debe salir como un dibujo estático en el tambor, todo a altavelocidad. El espejo poligonal desvía el rayo horizontalmente, y gira sobre supropio eje hasta 3.000 veces por minuto. En cuanto se ha formado el texto en eltambor, se pasa a la reproducción en el papel.

En la actualidad, las impresoras más modernas ya no llevan cañón de helio,sino que llevan diodos láser. Todo el mecanismo se efectúa por unmicroprocesador integrado en la impresora láser. Éste µP también es responsablede los comandos de tipo de letra, forma de hoja y características, escrituravertical u horizontal, etc.

La utilización de este tipo de impresoras láser, es muy variada, y

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dependerá de las necesidades de cada oficina o empresa.

Todo lo mencionado sobre la impresora láser, y de forma muy general, seráampliado y profundizado en el apartado de cañón de helio que se trata acontinuación.

Cañón de helio (funcionamiento)

La técnica de la impresora láser ha ido evolucionando.

Los aparatos más antiguos todavía poseen un verdadero cañón láser de helioy neón. El rayo se desvía horizontalmente por un espejo, poligonal (con 10 a 12superficies), y a la vez se divide por un denominado abductor de rayosacústico-ópticos, en haces parciales. El rayo láser modulado de esta formaalcanza un tambor rotativo recubierto de un material fototransmisor amorfo (esdecir, informe).

Este tambor se carga en cada pasada a través de un crotón eléctrico. Elcrotón se compone de un cable alimentador con alto voltaje, y tensado a ciertadistancia encima del tambor. Un crotón de este tipo también se encuentra enfotocopiadoras de proceso en seco.

Al incidir el rayo, el tambor se descarga en estas zonas. De esta manerase memoriza el diseño que debe salir como un dibujo estático en el tambor. Todoel proceso se desarrolla a alta velocidad. El espejo poligonal, que desvía elrayo láser horizontalmente, gira sobre su propio eje hasta 3.000 veces porminuto. En un espejo de 10 superficies el rayo láser alcanza al tambor unas30.000 veces por minuto.

En cuanto se ha formado el texto o el gráfico en el tambor, comienza elproceso de reproducción al papel normal. Este proceso es comparable al procesode la xerografía. El tambor pasa por encima de un cassette con tinta secametálica (toner), que también está cargado magnéticamente. Al rozar el tamborel toner, este se pega solo en las zonas marcadas por el rayo láser. Esteproceso también se llama proceso positivo-positivo, ya que el toner y el tambortienen la misma polaridad.

El traspaso del toner al papel vuelve a ser con la ayuda de un crotón. Eltoner depositado en el papel se fija derritiéndolo finalmente con rodillosprecalentados, quedando así permanentemente pegado el papel.

Después de este proceso se procede a la descarga completa del tambor conuna irradiación muy fuerte. Adicionalmente se eliminan los restos de toner nopequeños cepillos y un tejido de fieltro. La hoja impresa se deposita en unacubeta de salida, de la impresora. Seguidamente se vuelve a cargar el tambor yse dispone de él para la próxima hoja. Ya que el tambor no tiene soldadura deunión permite la impresión de grandes gráficos o largas en rollo de papel o enpapel continuo sin interrupción alguna.

Diodos láser (funcionamiento)

Las impresoras más modernas disponen de diodos láser, es decir,semiconductores. Con ello se hace innecesario el control electrónico, la fuentede alimentación, y el sistema de refrigeración. Los aparatos pueden ademásconstruirse de tamaños más pequeños y económicos. Pero como el diodo láser estámontado deforma fija (al contrario que el cabezal de las impresoras másextendidas, que se mueve,), pero el principio de transmisión de señalesdigitales al tambor, se decir, el sistema de reflejo, es el mismo.

El control de este proceso es efectuado por un microprocesador integradoen las impresora, y este también es responsable de los comandos para tipo deletra, tamaño de la hoja, escritura vertical u horizontal, etc. La transmisiónde datos del ordenador original se efectúa con el código ASCII normal,transformando el microprocesador de la impresora las correspondientes señalesdigitales. Este proceso es comparable a la de las impresoras matriciales o lasde margarita.

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El futuro de este tipo de impresoras.

A este tipo de impresora es al que se le abre más posibilidades dedesarrollo tanto técnico como económico.

Hoy en día ya son rentables para trabajos profesionales, pues disponen deuna elevada calidad de imprenta, y también disponen de una gran capacidadgráfica, con lo que para procesos de fotocomposición en los que se puedarequerir unas prestaciones tanto gráficas como de texto muy elevadas, se puedenrealizar por el usuario sin necesidad de ir a una imprenta, con su consiguienteahorro, al ser necesario adquirir para procesos normales distintos tipos deimpresoras (margarita, chorro de tinta).

Y a todo esto se unen operaciones como la creación de códigos de barras,dedicarlas a la función fotocopiadora, etc.

El único inconveniente de este tipo de impresoras, es que de momento lasposibilidades de color en los gráficos pueden ser un tanto limitadas, debido aque el toner solo puede ser de un solo color (rojo, verde, etc).

8.2. EQUIPOS MULTIFUNCIÓN.

Estos equipos agrupan en uno sólo las funciones que realizan varios:impresora, escáner, fotocopiadora, fax, lector de tarjetas, ...

Tienen la ventaja de se muy económicos (los hay desde 100 euros) y asíprestar solución para profesionales y en algunos casos para uso doméstico. Suproblema puede estar en que si se avería algo, se pierde la utilidad de todo ode una gran parte.

8.3. TRAZADORES GRÁFICOS (PLOTTERS).

Para gráficos difíciles o complejos (por precisión o tamaño mayor de A3),a un color o a varios, los plotters a pluma siguen siendo aún la elecciónnecesaria por la calidad que ofrecen. Los plotters a pluma producen líneasprecisas, nítidas y de bordes definidos, debido a que genera su salida con unapluma llena de tinta líquida. Esto supone una precisión excepcional en losdibujos.

Los plotters a pluma existen en todos los tamaños y modelos, y puedencostar desde los 600 euros hasta más de 6.000 euros. Así los plotters de plumasólo son aconsejables para generar gráficos complejos (planos arquitectónicos,esquemas eléctricos o electrónicos, cartografía, etc), y no son aconsejablespara salida de texto.

8.2.1. TIPOS DE PLOTTERS.

Hay que diferenciar principalmente dos tipos de plotters por tipo deestructura, el plotter de tambor y el plano.

En los plotters de tambor el papel se transporta con ayuda de pequeñosrodillos de superficie a través de un tambor, mientras que el cabezal se muevehorizontalmente; en los plotters planos el papel se encuentra inmóvil sobre lasuperficie a dibujar, mientras que los motores electrónicos mueven el cabezalhorizontal y verticalmente por el papel.

Debido a ello los plotters planos necesitan algo más de espacio, perotrabajan con más precisión que el de tambor, y son a veces algo más económicas,aunque esto sólo valga para los modelos más sencillos, que proporcionan unrendimiento modesto. Los que trabajan con tamaños igual o superiores a DIN A3y con más de 3 ó 4 colores, son costosos.

En ambos casos el cabezal puede estar constituido por varios grosores ycolores de rotuladores, bolígrafos o plumas.

Las diferencias o criterios más importantes de los plotters son:

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La velocidad:

Plotters de alto rendimiento logran una velocidad de diseño de 20 a 50cm/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 dosdirecciones (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 coloresdistintos, con la posibilidad de usar pluma o rotuladores.

Conjunto de comandos ampliados:

Es decir, un propio sistema operativo que sin necesidad de software puedapermitir elegir entre una gran variedad de tipos de líneas, letras entodos los ángulos deseados, así como programar arcos, círculos, lazos,etc.

En lo que se refiere al elemento de impresión, el más general es el deplumas, pero también existen los electrostáticos en los que la pluma sereemplaza por un punto catódico y se dibuja sobre papel electrosensitivo. Sonmás rápidos, pero de menor precisión que los anteriores. También se puedenutilizar como impresoras rápidas.

Impresoras matriciales con posibilidad de plotter.

Existen distintos tipos de impresoras, sobre todo matriciales conposibilidades de plotter, o con interfaces que permiten utilizar la impresoraemulando un plotter. Dichos interfaces permiten comandos de plotter: dibujarcírculos, rectángulos, triángulos, rayos, superficies, y escribir en 4direcciones. Para ello juegan con el cabezal (bidireccional) y el rodillo dearrastre del papel, estando la hoja integrada en un sistema de coordenadas enel que se pueden direccionar 10.900 x 46.500 puntos.

Características:

Paso incremental

Debido a que el desplazamiento de las plumas por el papel se realizamediante motores paso a paso, los desplazamientos se realizan porincrementos. El paso incremental es el mínimo desplazamiento que puederealizar la pluma.

En los plotters pequeños, el paso incremental es del orden de 0,1 ó 0,05mm, 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 porpulgada.

Precisión posicional estática

Es la precisión que tiene el sistema en posicionar la pluma en unasdeterminadas coordenadas. Se expresa su valor absoluto en milímetros o enpulgadas.

Velocidad de dibujo

Es la velocidad máxima a la que se desplaza la pluma sobre el papel. Se

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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) enlos 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 lapluma y el carro o tambor..

Además la velocidad del dibujo depende de otros dos factores:

1) Aceleración

Cuanto mayor sea la aceleración, antes se alcanza la velocidad máxima. Conuna aceleración de 4g se alcanza esa velocidad en una fracción de pulgaday esto permite realizar prácticamente todo el dibujo a la velocidadmáxima.

2) Tiempo de respuesta

Las plumas se aplican contra el papel mediante electroimanes ylógicamente, tardan un tiempo, tanto en subir como en bajar. Los tiempostípicos son de 2 ms a 10 ms.

Superficie del dibujo.

Son las dimensiones máximas del dibujo que puede realizar el plotter.

Número de plumas y colores.

Los plotters pueden disponer de distintas plumas de varios colores parala realización de gráficos.

Funcionamiento on-line y off-line.

El plotter puede funcionar conectado directamente al ordenador (on-line),para los cual suelen disponer de un buffer similar al de las impresoras.

Sin embargo, dada la baja velocidad del trazado respecto de la velocidaddel ordenador, el funcionamiento habitual de los plotters es off-line. El4ibujo a realizar se graba sobre un soporte magnético y, posteriormente,mediante un controlador se transfiere la información al plotter.

Programas internos.

Algunos trazadores disponen de microprocesadores lo que les permitealmacenar programas para el dibujo de caracteres o curvas típicas. Conestos programas se pueden obtener:

1) Generación de vectores.

Mediante la especificación de puntos de inicio y final la pluma puedetrazar la línea correspondiente.

2) Generación de caracteres.

A partir del código ASCII el programa puede generar y dibujar loscaracteres.

3) Generación de ejes y cuadrículas.

4) Sombreados y entramados.

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Con la información de los límites del área, se pueden completar losdibujos.

5) Generación de círculos y arcos.

Dando las coordenadas del centro, el radio y el comienzo y final se puedendibujar los arcos de circunferencia o la circunferencia completa.

6) Distintos tipos de líneas.

Las líneas se pueden dibujar con diferentes anchos, a puntos, a trazos,etc.

7) Generación de símbolos.

Para la realización de ciertos esquemas es útil que el plotter dispongade una librería de símbolos del tema. Por ejemplo: símbolos electrónicoso símbolos arquitectónicos.

Tipo de interface.

Se emplean los siguientes:

+ Paralelo (centronics), como las impresoras.+ Serie RS-232.+ Bucle de 20 mA.+ IEEE 488.+ USB

Características adicionales.

Tensión de alimentaciónConsumoDisipación de calorMárgenes de temperatura y humedad de funcionamiento.

8.4. SONIDO.

Este periférico permite la utilización del ordenador como generador yreproductor de sonidos. Consigue un uso más entretenido en los juegos ypresentaciones, pero también puede controlar instrumentos musicales a través delinterfaz adecuado: MIDI.

En general está constituido por una placa específica más unos altavoces,que pueden ir incorporados en los laterales del monitor, para ahorrar espacio.

También se puede utilizar un amplificador externo que proporcione unapotencia de reproducción mayor.

8.5. MULTIMEDIA.

Actualmente se tiende a utilizar este término para indicar que elordenador puede realizar una presentación combinada de imagen animada y sonido,con calidad aceptable, ligada a la implantación del DVD y de Internet, donde lainformación aparece como una combinación de texto, texto en movimiento, iconos,iconos animados, imágenes, vídeos y música.

Para terminar con los periféricos y a modo de enlace con el punto (y conla Unidad 2) siguiente de comunicaciones hay que señalar la importancia que cadavez mayor está tomando los elemento multimedia en Internet. Así podemos ver loque ocurre en cualquier punto del mundo accediendo a las cámaras web públicasdisponibles, así como posemos escuchar una radio que esté emitiendo en cualquierlugar del mundo en este momento.

CAPÍTULO 9. COMUNICACIONES.

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El ordenador necesita comunicarse con otros sistemas similares. Dados losdiferentes tipos de comunicaciones se optó por dotar al sistema de dosposibilidades: la conexión en serie y la conexión en paralelo. Lascaracterísticas son diferentes.

La comunicación serie será más lenta, ya que la información viaja de biten bit, pero puede alcanzar mayores distancias, siendo bidireccional, y es laque se empleará normalmente como moduladora, a través de un "modem" y de estamanera utilizar caminos ya establecidos, como es la red telefónica.

La comunicación en paralelo permite que la información viaje de byte enbyte (8 bits cada vez), pero a una distancia más corta. Se utiliza normalmentepara enviar datos a la impresora, con lo que la comunicación es unidireccional,si bien los nuevos sistemas como Windows95 utilizan la comunicaciónbidireccional para conseguir nuevas prestaciones.

9.1. SERIE (RS-232)

* El estándar fue establecido por la Electronics Industries Asotiation (EIA).Coincide con la recomendación V.24 del CCITT. En esta recomendación define uncamino para la señal de 25 conductores, que conforma 18 circuitos con retornoa través de tierra. También se definen los voltajes correspondientes a losniveles lógicos (0 y 1).

�� LÍNEA �� MODEM � �� MODEM � � � � DTE �� DCE �� DCE �� DTE � � � � � � � � � �� DTE: Data Terminal EquipmentDCE: Data Communication Equipment

Figura 9.1. Esquema de comunicación serie.

En cuanto a los niveles lógicos, hay que tener en cuenta que en elinterior 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 estosniveles 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", si bien en recepción se identifica como"1" una señal inferior a -3 V, y como "0" a una señal mayor de +3 V (Ver.figuras 1 y 2) 1 0 1 0 1 +12v �� 1 0 1 0 1 � � � � +5V �� +5V � � � � � � � � � � � � � � �� -12V �� Figura. 9.2 Figura. 9.3

Aunque la definición general establece un hasta 12 conexiones, en lascomunicaciones con el PC se utilizan como máximo 9 conductores, pero a vecesbasta con 3.

La definición de los pines es:

Pin CCITT Señal Descripción 1 101 Masa Masa de protección (pantalla). 2 103 Transmitir datos Salida de datos del PC (TXD). 3 104 Recibir datos Entrada de datos al PC (RXD). 4 105 RTS (S) Request To Send (RTS) (petición de emisión)

establecida por el PC cuando quiere emitirdatos.

5 106 CTS (E) Clear To Send (CTS) (listo para recibir)

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recibida por el PC cuando el aparato estálisto para recibir datos.

6 107 DSR (E) Data Set Ready (DSR), recibida por elcuando el modem está encendido y conectado.

7 102 GND Ground (Masa de Señal). 8 109 CD (E) Carrier Detect (DCD)o Recieved Line Detect,

recibida por el PC cuando el modem detectaun portador.

15 114 Reloj de emisión de modem. 17 115 Reloj de recepción.20 108 DTR (S) Data Terminal Ready (DTR), establecida por

el PC siempre que la comunicación de datosestá activa.

22 125 RI (E) Ring Indicator, recibida por el cuando elmodem está recibiendo señal de timbre (enmodo respuesta sólo).

* Utiliza el conector DB-25.

Aunque el estándar RS 232 especifica el número de pines no especifica elconector. El más usual es el DB-25 y está disponible en macho y hembra (P =pines y S = socket). Los PC vienen equipados con conectores de 25 o de 9 pinesmacho (pinchos) y los terminales (impresora, modem) con hembras (agujeros).

* Las velocidades de transmisión están normalizadas a los siguientes valores (enBaudios 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 (Preselección de8).

El número de bits finales (stop bits) puede ser 1, 1,5 (sólo paralongitudes de 5 bits) 0 2 bits (para 6, 7 u 8 bits).

* La forma más simple de conectar dos ordenadores es conectar los dos pines 7(GND) y el pin 2 de uno con el 3 del otro y viceversa. Este sistema tiene elinconveniente de que puede no funcionar con algunos programas de comunicaciones.Algunos programas inspeccionan las líneas CTS, CD y RTS y no funcionan a no serque algunas o todas las señales sean "0" lógico u "ON". Se puede engañar a estosprogramas conectando entre sí las patillas 4 con la 5 y la 8, y la 6 con la 20.Una desventaja es que ninguno de los PC's sabe si el otro está listo paracomunicar. Pero ¿qué importa eso? Si el PC 2 no está listo, el operador del PC1 se dará cuenta cuando no haya movimiento de datos a través de la línea.

* Funcionamiento interno de un puerto serie.

La mayoría de sistemas empezó utilizando el circuito integrado conocidocomo el UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmitter = Receptor/EmisorAsíncrono Universal) 8250. En la actualidad se utiliza el 16550.

La UART lleva a cabo las siguientes funciones:

- Convierte los bytes que recibe en paralelo en una corriente serie de 8bits y viceversa.

- Añade los bits necesarios de comienzo, parada y paridad a cada byte queva a ser transmitido y los elimina de los recibidos. Estos bits seutilizan para el control de los errores en la comunicación.

- Se asegura de que los bits son enviados a la velocidad apropiada. - Hay una sección de Control y Estado que recibe el estado lógico de las

patillas del acoplamiento, informando al procesador del estado de éstasy, cuando un programa llama, cambia el estado de las señales deacoplamiento de salida.

En un extremo de la línea este circuito recibe código ASCII y el produce

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una forma de onda en función de este código, y en el otro extremo esta onda sevuelve a transformar en código ASCII.

Dentro del PC los datos circulan en un bus paralelo de 8 bits.

* Los interfases RS 232 vienen en dos "sexos electrónicos", DTE (Data TerminalEquipment) Equipamiento de terminal de datos, y en DCE (Data CommunicationsEquipment). El PC es un DTE, transmitiendo datos por el pin 2, y el modem es unDCE, recibiendo datos por el pin 3.

9.2. PARALELO (CENTRONICS).

Como ya se ha citado, la comunicación en paralelo implica enviar variosbits a la vez. En el caso se envía un byte en cada ocasión lo que demanda 8líneas de comunicación para los datos más las correspondientes líneas decontrol. Se utilizan 36 pines.

La distribución es la siguiente:

Pin PinSeñal Ret. Señal Sentido Descripción 1 19 /STROBE IN Permite la entrada de los datos. Debe ser más ancho de .5 µs. El nivel es normalmente alto (High), la entrada

se produce cuando el nivel es bajo (Low).

2 20 DATA 1 IN Estas señales representan la 3 21 DATA 2 IN información. Cuando el dato es "1" 4 22 DATA 3 IN la señal es alta (H), cuando es "0" 5 23 DATA 4 IN la señal es baja (L). 6 24 DATA 5 IN 7 25 DATA 6 IN 8 26 DATA 7 IN 9 27 DATA 8 IN10 28 /ACKNLG OUT El nivel bajo (5µs) indica que los datos se han

recibido y que la impresora está lista paraaceptar otro dato.

11 29 BUSY OUT Un nivel alto indica que la imp. no puede recibirdatos. Se pone alta en los siguientes casos :

- Durante la entrada de los datos - " " impresión - En el estado OFF-LINE - Durante el estado de error de I.12 30 PE OUT Un "Alto" indica que no hay papel.13 - SLCT OUT Indica que la I. está en estado de selección.14 - /AUTO FEED XT IN Cuando está a nivel "Bajo", el papel avanza

automáticamente una posición después de imprimir.15 - NC No se utiliza16 - 0 V. Nivel lógico de masa (GND).17 - CHASIS GND Masa del chasis (distinta de la masa de señal)18 - NC No se utiliza (+5 V. en DMP 3000)19-30 GND Tierra de señal (Cable trenzado).31 /INIT IN Cuando el nivel se pone a estado "Bajo", el

controlador se "resetea" (pone a cero).32 /ERROR OUT Se pone a cero cuando la impresora:

1 - estado Fin-Papel. 2 - " Off-Line. 3 - " de error.33 GND Igual a las de 19 a 30.34 NC No se utiliza.35 Conectada a +5 V. a través de una resistencia de

3,3 K�.36 /SLCT IN IN La entrada de datos a la impresora sólo es

posible cuando esta señal está a nivel "Bajo".

Notas : - "Dirección" se refiere a la dirección de la señal visto desde la

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impresora. - "Return" se refiere a la masa de cada par trenzado. - Todos los niveles son TTL. Los tiempos de subida y de bajada no deben ser

superiores a 0,2 µseg.

9.3. USB (Universal Serial Bus)

USB significa Universal Serial Bus, o Bus Serie Universal. Es de apariciónreciente, si bien se prevé que tomará importancia en el futuro de lascomunicaciones en el PC. Permite conectar una gran diversidad de dispositivos(periféricos), como teclados, escáneres, impresoras, etc.

El USB es un bus serie controlado desde la placa base, a través del quese pueden realizar transferencias a una velocidad máxima de 12 Mbits/s. Losperiféricos se pueden clasificar en Baja Velocidad: Teclado, ratón, joystick;que trabajan a una velocidad de 10 a 100 Kbit/s y de Media Velocidad: Audio,vídeo; con velocidades de 500Kbit/s a 12 Mbit/s.

Permite la conexión de 127 dispositivos operando simultáneamente, cada unocon su propio identificador admitiendo la conexión “en caliente”, es decir conel ordenador funcionando, y soportando “Plug and Play”, con lo que el sistemareconoce el elemento concreto conectado y realizando la asignación de recursos(IRQ, Canal DMA, direcciones de E/S).

Aunque puede servir para las comunicaciones su diseño básicos es paraconectar el ordenador con los periféricos.

La comunicación se realiza mediante un cable de 4 hilos, por lo que setransfiere información (en un par trenzado D+ y D-) y alimentación (Vbus y GND).Esto supone que algunos dispositivos de bajo consumo no necesitan alimentaciónexterna.

9.4. FIREWIRE

El bus IEEE1394 ( también llamado Firewire, iLink o terminal DV) es un busserie de alta velocidad complementario del USB que mejora la conectividad dedispositivos incluyendo videocámaras, dispositivos de almacenamiento yperiféricos. Debe coexistir pacíficamente con USB quedando éste para periféricosde menor ancho de banda. No son compatibles. Las diferencias entre ambos busesson:

1394/FireWire/i.Link USBMáximo número dedispositivos

62 127

Inserción en caliente(enchufar sinresetear)

Sí Sí

Máx. longitud delcable entredispositivos

4,5m 5m

Velocidad detransferencia

400mbps (50MB/sec) 12mbps (1.5MB/sec)

Velocidad en el futuro 800mbps (100MB/sec) 1Gbps+ (125MB/sec+)

versión 2.0 hasta 460MB

Compatible Macintosh Sí ?Conexión dedispositivos Internos

Sí No

Periféricos típicos - Videocámaras DV - Cámaras de altaresolución - HDTV - Discos duros - DVD-ROM Drives - Impresoras - Escáneres

- Teclados - Ratones - Monitores - Joysticks - Cámaras de baja resolución- CD-ROM Drives de bajavelocidad - Modems

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El bus Firewire ( iLink, DV ), aunque similar, no es compatible con elUSB.

Ha sido adoptado por numerosas compañías y se vislumbra un crecimientoespectacular en su implementación. Microsoft e Intel lo han declarado como"obligatorio" en su especificación PC98. Por tanto es de esperar que en pocotiempo esté integrado en la propia placa base del ordenador. Microsoft losoporta de modo natural en Windows 98, pero Intel se niega a sacar chip setFirewire : prefiere sacar el USB-2 para no pagar un duro en royalties.

Este bus fue desarrollado por Apple para su gama de ordenadores con laidea de sustituir al bus SCSI. Junto con Thomson tienen una patente en ReinoUnido, pero sólo aplicable a los fabricantes de chips y en unas condicionesbastante favorables. A finales de 1995 el IEEE editó el actual estándar 1394.

Su filosofía es similar al USB, soportando Plug&Play, hasta 63dispositivos e inserción sin necesidad de apagar el equipo. Multiplica el anchode banda llegando por el momento a los 400 Mbps (el USB está limitado a 12Mbps). También proporciona hasta 15 W de potencia a los dispositivos conectadosa él.

El bus es multimaster, con asignación dinámica del número de nodo conformeson añadidos a la cadena. Cada nodo actúa como un repetidor, permitiendo formartopologías en árbol. Debido a la alta velocidad en el bus, la distancia máximadel cable entre nodos, es de 4.5 m. Esta limitación viene dada básicamente porla atenuación de la señal en el cable. Como se pueden tener hasta 16dispositivos en una rama, la distancia máxima de la cadena llega a los 72 m.

El protocolo es tanto asíncrono como isócrono. Esto significa que esposible negociar tanto un ancho de banda fijo ( para dispositivos como lascámaras DV que necesitan una transferencia constante y en tiempo real ) comovariable ( para impresoras, escáners, etc ) simultáneamente por el mismo bus.

El conector se ha heredado de una famosa consola de juegos. Puede parecerraro, pero este conector ha demostrado su fiabilidad y comodidad durante años.Además, es barato. Normalmente, las tarjetas Firewire llevan un conector para6 cables : 4 de señal ( en modo diferencial ) y dos más para alimentar losdispositivos externos (algunas tarjetas Firewire, como la Digital Origin IntroDVvienen con un conector de 4 pines y un cable de 4 pines por ambos extremos. Noes mala, idea ya que ese mismo cable puede valer para interconectar dos cámarasminiDV). Las cámara de vídeo, sin embargo, montan un conector de 4 pines , yaque no necesitan ser alimentadas externamente. Por tanto, se necesita un cablede " 6 a 4 pines" para conectar una Firewire a una miniDV. Pero si queremosconectar dos cámaras miniDV ( una de ellas con capacidad de grabación) senecesita un cable de "4 a 4 pines".

9.5. INFRARROJOS

Permite la conexión entre el ordenador y un periférico (impresora,teclado, ratón, teléfono móvil, ...) sin necesidad de utilizar cables. Sólo esnecesario que los elementos de emisión/recepción se vean. Viene a ser similara los mandos a distancia tan utilizados en la actualidad.

9.6. BLUETOOTH

Se puede incluir en este apartado la tecnología propuesta para lainterconexión de periféricos con el PC.

Bluetooth está basado en una tecnología de networking de un solo chip, quesuministra comunicación en una frecuencia de 2,4 GHz. Los aparatos tienen unradio de acción de 10 metros y se pueden conectar hasta ocho aparatos en red enun mismo piconet.

Comunicación en todas direcciones

La tecnología Bluetooth utiliza una señal que opera en la banda de los

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2,45 GHz y que hace múltiples saltos de espectro para reducir la interferenciacon otros dispositivos, como los mandos de apertura de puertas de garajes quetrabajan en la misma banda. La señal cambia 1.600 veces cada segundo sobre 79frecuencias distintas, excepto en Francia, donde el salto de la señal se halimitado a 23 frecuencias porque el resto están ocupadas por los militares.

La señal es omnidireccional y atraviesa paredes y maletines, dentro de unradio de 10 metros. En cualquier grupo de dispositivos Bluetooth, uno de ellosactúa como maestro y soporta hasta otros siete dispositivos, que trabajan como'esclavos'. El maestro conecta los 'esclavos' entre sí y a sí mismo y controlael periodo y el salto de frecuencia de los 'esclavos' para que trabajen alunísono.

Bluetooth está diseñada para funcionar con cualquier fabricante y sistema.El nombre, un tanto extraño, proviene del rey danés Harald Bluetooth, que en elsiglo X unió bajo un mismo reino a todas las tribus que poblaban el territoriode Dinamarca.

La tecnología incorpora distintos niveles de seguridad. Según los técnicosde IBM: "No hay nada que haga que Bluetooth sea más susceptible de serinterceptada que cualquier otra. No existe nada 100% seguro, pero Bluetooth haceque interceptar una señal sea prohibitivamente difícil y caro".

CAPÍTULO 10. ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS.

Además de los sistemas vistos hasta el momento, el ordenador requierealgunos sistemas o subsistemas que le permitan llevar a cabo su tarea, como porejemplo se pueden citar: Fuente de alimentación, Reloj, Memoria RAM CMOS y losBuses.

10.1. Fuente de alimentación

Al igual que todos los sistemas electrónicos, los circuitos vistosnecesitan un aporte de energía que aparece en forma de tensión o tensionescontinuas.

El elemento que debe aportar esta energía es la fuente de alimentación.

En el PC se necesitan para los distintos sistemas las siguientestensiones: + 5 V., - 5 V., + 12 V. y - 12 V., todas ellas respecto de masa (GND:Ground). La principal es la de + 5 V. Las tensiones de + 12 V. y - 12 V. seutilizan para las comunicaciones serie del interfaz RS-232.

Se puede representar en un cuadro las corrientes mínima y máxima (enAmperios) que puede suministrar una fuente típica de 200 W.

Tensión Imin. Imax + 5 V. 2,3 15 - 5 V. 0,0 0,3+ 12 V. 0,4 4,2- 12 V. 0,0 0,25

La fuente genera una señal de POWER_GOOD que activa durante el proceso deencendido del ordenador produciendo el RESET del mismo. Si la tensión se saledel margen de tolerancia también se activa el RESET.

Es importante atender a la disipación del calor. Por eso las fuentesllevan (y has llevado siempre)un ventilador para forzar la circulación de aire.Para mejorar esta disipación dle calor se han ido incorporando ventiladores,primero a los propios microprocesadores y en la actualidad en las mismas cajas,como elemento incorporado.

En algunas utilizaciones, donde es de vital importancia no perder losdatos con los que se está trabajando hay que asegurar que la alimentación nofalle. Para ello se dispone de los denominados Sistemas de AlimentaciónIninterrumpida (SAI / UPS: Uninterrupted Power System).

Estos sistemas constan de unas baterías que de forma instantánea pasan a

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suministrar la alimentación en el caso de que la tensión de red desaparezca. Deesta forma el ordenador continua funcionando, teniendo unos minutos (en funcióndel SAI específico) para poder almacenar la información de forma ordenada.También aportan una mayor estabilidad en la tensión de red.

Se recomiendan en los servidores de redes locales y en aplicaciones decontabilidad o de control.

10.2. Reloj.

Como se ha explicado, los sistemas considerados son síncronos, por lo quenecesitan de una señal de reloj que es la que marca el ritmo de funcionamiento.Esta señal se obtiene de un oscilador cuya frecuencia se controla por un cristalde cuarzo para proporcionarle mayor estabilidad.

En el primer PC el cristal era de 14,31 MHZ, pero el sistema funcionabaa un tercio de esta frecuencia, es decir, 4,77 MHz.

Los AT, basados en el µP 80286 fueron aumentado la frecuencia defuncionamiento 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 sellegó hasta los 66 MHz.

En los Pentium se arrancó de los 66 MHz, y en la actualidad se utilizanlos 750, 900, 1.200 y 1.500 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 ciertosdatos, aunque se encuentren apagados.

En esa memoria se almacenan los datos del SETUP: tipo de disco duro, tipode disco flexible, equipo instalado, memoria base, expansión de memoria, etc.

También se utiliza para mantener el reloj de tiempo real (RTC: Real TimeClock), que mantiene la fecha y la hora en cada momento.

En los primeros PC se fijaba una fecha por defecto (01:01:80) y seincluían en el fichero AUTOEXEC.BAT los comandos DATE y TIME, para introducirambos datos.

10.4. Buses.

Comunicación internaBus de direccionesBus de datosBus de control

Ciclo de bus: Secuencia de estados que ocurren cuando la CPU tiene que accedera la memoria o a los dispositivos de entrada/salida para:

- 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 unatransferencia de datos a través del bus de datos. Además se activan durante elciclo de bus otras señales de control.

386: Bus de datos 32 bits -> pero permite la comunicación conelementos de 16 bits (los más bajos)

-> Bancos de memoria 4 x 8: 32 bits

Bus de direcciones 32 bits

Evolución del Bus de expansión:

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PC original: Bus de datos de 8 bitsBus de direcciones de 20 bits

PC AT (ISA): Bus de datos de 16 bitsBus de direcciones de 24 bits

486 y Pentium: Bus de datos de 32 bitsBus de direcciones de 32 bitsBus de expansión: AT

Los Pentium están preparados para trabajar internamente con un bus de 64bits de datos. Los procesadores para ordenadores de la gama alta, como elItanium de Intel, llevan un bus de datos de 64 bits, que se mantiene en toda laarquitectura.

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 32bits. Es una modificación (precipitada) de AT para lograr una mayorvelocidad de transferencia entre la placa base y algunas tarjetasenchufables (controladoras de video)

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 velocidadesde transferencia de 132 MB/s y 264 MB/s. Las tarjetas de 32 bits tienenconectores de 124 contactos. Las de 64 tienen 184 contactos. Sólo permitela conexión de dispositivos internos. Para los externos hay que usar lospuertos serie y paralelo.

BUS PCMCIA:Bus miniaturizado diseñado para los portátiles (LAPTOP) que permiteampliaciones de memoria, modems y tarjeta bus local.

Dispone de un conector de 68 patillas, existiendo tres tipos de tarjetasI, II y III. El Tipo I tiene un grosor de 3,3 mm cuyo uso suele ser paramemoria RAM o REPROM. El Tipo II tiene un grosor de 5mm. Se utiliza paraampliación de memoria o para E/S. El Tipo III tiene un grosor de 10,5 mmy se suelen emplear para discos duros.

Arquitectura ISA (Industry Standard Architecture) (arquitectura AT)

Conectores de tarjetas enchufables (slots de expansión)

A través del bus de expansión se utiliza un conjunto normalizado deseñales: bus de datos, bus de direcciones, interrupciones, protocolo DMA,relojes, etc.

Velocidad: 4,77 MHz. (llegó a 8 MHz.)

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GLOSARIO DE TÉRMINOS

GLOSARIO DE TÉRMINOS: SISTEMAS INFORMÁTICOS

A

Actuador: Dispositivo que realiza una acción en respuesta a una señal eléctrica.

ADM (Acceso Directo a Memoria): Método de transferir datos directamente haciao desde la memoria principal, sin intervención de la CPU.

Adaptador: Tarjeta de circuito impreso empleada para conectar al ordenadordispositivos periféricos tales como unidades de disco o monitores.

Alfanumérico: Conjunto de caracteres que contiene letras y dígitos.

ALU (Arithmetic-Logic Unit): UAL (v).

Amplificador: Dispositivo que se utiliza para aumentar la potencia o la amplitudde una señal.

Analógico: Cuando se refiere a una señal eléctrica significa una señal en la quela información se presenta por un nivel de tensión que puede tomar cualquiervalor dentro de un cierto margen. (Es lo opuesto a digital).

Ancho de banda: Margen de frecuencias que puede transmitir un determinadosoporte físico, o también el que posee el canal de información. Se expresa enhercios (Hz).

AND (Y): Se refiere a una operación lógica o a una función digital que es ciertasólo cuando todos los componentes son ciertos.

Anillo: topología de red en la que cada nodo se conecta a dos nodos adyacentes.

ASCII (American Standard Code for Information Interchange): Código estándaramericano para el intercambio de la información. Es un código que asigna a cadauno de los posibles caracteres que se pueden emplear un cierto valor en binario.El código básico consta de 7 bits, pero en los ordenadores se suele emplear elampliado, que emplea 8 bits (1 byte) para codificar cada carácter.

ASIC (Application Specific Integrated Circuits): Circuitos integrados deaplicación específica.

Automática: Aplicación de la energía eléctrica, electrónica y/o mecánica paracontrolar procesos automatizados.

B

BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code): Código deinstrucciones simbólicas de propósito general para principiantes. Se trata deuno de los lenguajes de ordenadores personales más extendidos. Los primeros PC'sde la casa IBM incorporaban un traductor de BASIC en memoria ROM. Es un lenguajefácil de aprender, pero carece de estructuración, lo que le hace más difícil dedocumentar.

Batch (Lote): Modo de procesamiento de la información en la que ésta se almacenaen lotes antes de su tratamiento. Los datos no se procesan en el momento de suaparición, sino cuando les corresponde dentro del lote.

Baudio: Unidad de medida de la velocidad de transmisión en comunicacionesdigitales. Equivale a un bit por segundo cuando sólo se emplean dos niveles enla codificación, que es el caso más habitual.

Biestable: Dispositivo electrónico que almacena, a impulsos de una señal dereloj, un valor lógico en función de la señal de entrada.

Binario: Condición en la sólo existen dos estados. Se pueden representar de

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múltiples maneras, las más usadas son con "0" y "1", o con "verdadero" y"falso".

BIOS (Basic Input/Output System): Sistema básico de E/S. Es la parte del sistemaoperativo que controla todas las funciones de E/S, salvo las de la unidad dedisco.

Bit (BInary digiT): Dígito Binario. Es la unidad más pequeña de almacenamientode información.

Buffer: Memoria intermedia. Es una memoria provisional de datos, normalmenteutilizada para adecuar la diferencia de velocidades entre dos dispositivosdurante una transmisión de datos. La memoria puede estar dentro de undispositivo periférico, o formar parte de la memoria central del sistema.

BUS: Circuito y medio principal de comunicación en un ordenador. Cada registroy cada posición de memoria están conectados a él. La anchura del bus tiene queser igual a la anchura de palabra que maneja el ordenador.

Bus de Control: Circuito a través del cual se transmiten las señales de control.

Bus de datos: Colección de hilos que transmiten la palabra de datos entre losdistintos componentes del ordenador.

Bus de direcciones: Colección de hilos o pistas (32 en el PC) que llevan unadirección de memoria desde la CPU hasta la memoria o hasta un dispositivo dealmacenamiento externo.

Byte: Palabra de datos del ordenador. Un byte equivale a ocho bits, por lo tantorepresenta un valor en decimal comprendido entre 0 y 255.

C

Cabezal: Dispositivo electromagnético que transfiere los datos hacia o desde unsoporte magnético.

CAD (Computer Aided Design): Diseño asistido por ordenador

CAE (Computer Aided Engenineering): Ingeniería asistida por ordenador

CAI (Computer Aided Instruction): Enseñanza asistida por ordenador

CAL (Computer Aided Learning): Aprendizaje asistido por ordenador

CAM (Computer Aided Manufacturing): Fabricación asistida por ordenador

Canal: Vía de entrada o salida de la información. En el PC se suele referir alas ranuras de expansión.

CD (Compact Disk): Disco compacto. Discos de lectura óptica de 12 centímetrosde diámetro. Su aplicación primera y principal es el almacenamiento yreproducción de música, pero se utiliza también en el campo de los datos, encuyo caso se denomina CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory).

CHIP: Circuito integrado. Se suele referir al soporte de material semiconductoren el que se asientan los circuitos que componen un circuito integrado.

CIM (Computer Integrated Manufacturing): Fabricación integrada por ordenador

CNC (Computer Numerical Control): Control numérico por ordenador

Controlador: Rutina del sistema operativo que maneja una unidad periférica.También se hace referencia a los circuitos que manejan estas unidades.

CPU (Central Processing Unit): Unidad Central de Proceso.

CRC (Check Redundancy Code): Código de redundancia que sirve para detectar si

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hay errores en la grabación.

CU (Control Unit): Unidad de Control (UC).

Cursor: Símbolo de la pantalla que indica la posición en la que aparecerá elsiguiente carácter.

CUSTOM: Circuito integrado hecho a medida

D

Digital: Cuando se refiere a una señal eléctrica significa una señal en la quela información se presenta por unos niveles determinados de tensión. (Es loopuesto a Analógico).

DIMM (Dual In-Line Memory Module): Tipo de encapsulado de la memoria RAM.

DIP (Dual In-line Package): Encapsulado dual en línea. Es el encapsulado típicode los circuitos integrados, en forma de doble fila de patillas.

Dirección: Número que representa una posición de memoria en el ordenador.

DMA (Direct Memory Access): Acceso directo a memoria (ADM). Es un sistema quepermite la comunicación de datos sin pasar por la CPU.

DNC (Direct Numerical Control): Control numérico directo

DOS (Disk Operating System): Sistema operativo de disco. Es un sistema operativopensado para el control de unidades de disco (ver Sistema Operativo).

DRAM (Dymanic Random Access Memory): Memoria RAM dinámica. Necesita un refrescodel contenido.

E

EAROM (Electricaly Alterable Read Only Memory): Memoria de sólo lecturaeléctricamente alterable. Partes de esta memoria pueden alterarseeléctricamente.

EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)

EDO (Extended Data Out): Es un tipo de memoria RAM.

EEPROM: Memoria ROM de borrado eléctrico.

EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): Memoria ROM programable yborrable. Permiten realizar prototipos en el proceso de diseño de un programaa almacenar en memoria ROM.

E/S: Entrada/Salida. Procesos de transferencia de los datos hacia el ordenador,o desde éste hacia el exterior. ES (Expert System): Sistema experto.

Escáner (Scanner): Dispositivo que permite digitalizar una imagen.

ESDI (Enhanced Small Devices Interface): Controladora de disco duro. Se utilizóen la PS/2 de IBM.

ETCD: Equipo Terminal de Circuito de Datos. Dispositivo que establece, mantieney libera la conexión con la línea de transmisión para asegurar el envío yrecepción de los datos.

ETD: Equipo Terminal de Tratamiento de Datos. Dispositivo terminal que seutiliza como fuente o receptor de datos.

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F

Firmware: Programas almacenadas en hardware (en ROM).

FLASH: Es una memoria PROM que se borra toda la memoria, con lo que se debevolver a escribir entera. Son del tipo no volátil.

Flip-Flop: Biestable

FULL CUSTOM: Circuitos integrados totalmente a medida

Función de transferencia: La respuesta de un elemento, que especifica cómo quedadeterminada la salida en función de la entrada.

G

GATE ARRAY: Circuito integrado compuesto por puertas básicas que se puedeninterconectar durante la fabricación para formar una función compleja utilizadacomo dispositivo de producción normalizado.

GATEWAY: Pasarela. Dispositivo o sistema que permite interconectar diferentesarquitecturas de red con diferentes protocolos, proporcionando una traducciónde protocolos.

GPIB (General Porpose Interface Bus): Bus de interfaz de propósito general. Esun bus utilizado para conectar instrumentos de medida al ordenador.

H

Hardware (HW): Soporte Físico (v)

HDLC (Hihg level Data Link Control): Protocolo estándar en las redes de grancobertura.

Hexadecimal: Sistema de numeración en base 16. Los valores por encima de 9 serepresentan por las primeras letras del abecedario (de la A a la F). Laconversión entre este sistema y el binario es muy simple ya que cada dígitohexadecimal se convierte en los correspondientes cuatro binarios.

HOST: Ordenador Central.

I

IDE (Intelligent Drive Electronics) (Integrated Device Equipment): Es unacontroladora de disco duro.

Inicializar: Establecer los valores iniciales de ciertos elementos.

Interfaz (Interface): Dispositivo (Lógico o Físico) que permite la comunicaciónentre dos entidades diferentes.

Interrupciones: Un método rápido de solicitar la atención del procesador porparte de cualquier dispositivo externo.

ISO (International Standarization Organitation): Organización Internacional deEstándares.

K

KiloByte (KB): Como en cualquier otra unidad K significa Kilo y vale 1.000. Enel caso de cantidades de memoria vale 1.024.

L

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LAN (Local Area Network): Red de área local.

M

Mainboard: Placa principal.

MAP (Manufacturing Automation Protocol): Protocolos de automatización de lafabricación. Red local para fábricas.

Megabyte (MB): Como en cualquier otra unidad M significa Mega y vale 1.000.000.En el caso de cantidades de memoria vale 1.048.576.

Memoria: Soporte Físico empleado para el almacenamiento de la información. Puedeser a base de semiconductores (RAM, ROM, etc.) o magnético (discos, cintas,etc.).

MCA: Micro Channel Adapter): Tipo de conexión la bus del PC promovida por IBM.

Microprocesador: Circuito integrado en una sola pastilla capaz de ejecutar unaserie de instrucciones codificadas.

Modem (MOdulador-DEModulador): Dispositivo que puede convertir una señal digitalen otra analógica adecuada para su transmisión por un canal analógico como puedeser la línea telefónica, y puede reconvertir una señal analógica (modulada dela misma manera) en su señal digital correspondiente.

Monitor: Unidad de visualización que permite obtener imágenes de más calidad queun aparato de TV estándar. También se llama monitor el programa especialalmacenado en ROM que permite la interacción del usuario con el ordenador.

Motherboard: Placa principal.

MTBF (Middle Time Between Failures): Tiempo medio entre averías. Es el tiempodurante el cual funciona correctamente un componente o sistema entre dos averíasconsecutivas. Es un dato estadístico.

MTTR: Tiempo medio de reparación. Es el tiempo que se tarda en diagnosticar yreparar una avería.

Muestreo: Técnica por la cual se inspecciona una señal continua a intervalosregulares de tiempo con el objetivo de poseer valores que la representen.

N

NAND (NO-Y): Se refiere a una operación lógica o a una función digital que esfalsa sólo cuando todos los componentes son ciertos.

NC (Numerical Control): Control Numérico.

NOR (NO-O): Puerta lógica o función digital cuyo resultado es falso si al menosuno de los valores es cierto.

O

OCR (Optical Character Recognition): Soporte lógico que permite convertir eninformación de texto una imagen recogida por el escáner.

OFF-LINE (Fuera de línea): Modo de trabajo en el que la información que provienede los terminales no se procesa de forma inmediata. En el campo de laprogramación de robots se refiere a la programación sin necesidad de parar elrobot.

ON-LINE (En línea): Modo de trabajo en el que la información enviada alordenador se procesa inmediatamente enviándose, a continuación, los resultadosa los puntos en los que se requieren. En el campo de la programación de robots

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se refiere a la programación en la que es necesario parar el robot.

OR (O): Puerta lógica o función digital cuyo resultado es cierto si al menos unode los valores es cierto.

OS (Operanting System): Sistema Operativo.

OSI (Open Systems Interconection): Interconexión de Sistemas Abiertos.

OTP (One Time Programmable): Son memorias EPROM sin ventana de borrado, de formaque se programan una sola vez.

0P

Palabra: Conjunto de bits que representa un único valor o carácter.

PCI (Peripheral Component Interconnect): Tipo de bus local que se estáconfigurando como estándar. Permite la configuración de las tarjetas desde el"setup" del ordenador.

Periférico: Dispositivo que se conecta al ordenador para aumentar lasposibilidades de operación del mismo, por ejemplo una impresora.

Pin: cada una de las patillas de un chip.

PIXEL (Picture Element): es el elemento básico de una imagen. Puede ser un puntoen blanco y negro o un punto de color.

Placa principal: Tarjeta del ordenador que contiene la mayor parte de loscircuitos electrónicos que lo componen y en particular la CPU y todos suscircuitos asociados (Main Board o Mother Board).

PLC (Programmable Logic Controller): Controlador lógico programable = Autómataprogramable.

Polling (Consulta): Procedimiento o técnica por el que se sondean periódica ycíclicamente los terminales conectados a una red multipunto con el objetivo dedetectar petición de comunicación, permitiendo que ésta se realice.

PROM (Programable Read Only Memory): Memoria de sólo lectura programable. Estamemoria puede ser escrita por el usuario y a partir de este momento ya sólo sepuede leer.

Protocolo: una especificación para codificar mensajes a intercambiar entre dosprocesos de comunicación.

Puerto: Punto de conexión, con su conjunto de circuitos asociados, que permiteque un dispositivo de E/S sea conectado al bus del ordenador.

R

RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso aleatorio. Memoria en la que sepuede leer y se puede escribir. Su contenido se pierde al apagar el ordenador.En algunos casos existen pequeñas zonas de memoria alimentadas con una bateríapara que mantengan una información cambiante a pesar de apagar el ordenador. Esmuy típico el almacenamiento de la configuración instalada, la hora y el día.

Reloj: Dispositivo electrónico, generalmente un oscilador a base de cristal decuarzo (por su estabilidad), que produce una serie repetida de impulsos,conocida como "impulsos de reloj", cuya tasa de repetición, o frecuencia, estácontrolada con exactitud.

Resolución: Medida de la definición de una pantalla. Se suele expresar en formade un producto, indicando el máximo número de puntos diferentes que se puedenmostrar en esa pantalla, en los dos sentidos (horizontal y vertical).

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ROM (Read Only Memory): Memoria sólo de lectura. Es una memoria en la que losdatos se graban al mismo tiempo de su fabricación y ya quedan grabados de formapermanente. Se utiliza para grabar los programas básicos y de arranque.

Ruido: Es toda señal no deseada. Suele aparecer en forma de interferenciaeléctrica que distorsiona la información que se está utilizando. Sus causas sonmúltiples, así como sus formas de aparición. Es imposible hacerlo desaparecerpor completo. Para limitar sus efectos se recurre a ciertos artificios,diferentes según se trate de señales digitales o analógicas. En señalesdigitales se suelen introducir en la codificación sistemas detectores y/ocorrectores de errores, a costa de incrementar la redundancia del mensaje.

S

SCSI (Small Computer System Interface): Es un tipo de interface para conectarperiféricos al P.

SDRAM (Syncronous Dynamic RAM): Tipo de memoria RAM.

Sensor: También se llama transductor. Es un dispositivo que convierte un tipode magnitud física en otra, siendo esta última generalmente una tensióneléctrica.

SIMM (Single-In-Line Memory Module): Es un formato en el que se presenta lamemoria RAM.

Sistemas Abiertos: Sistemas capaces de interconectarse con otros de acuerdo conunas reglas pre-establecidas.

Sistema Operativo: Conjunto de programas que controlan la operación de unordenador, así como la interacción entre las distintas partes del mismo. Parael PC se emplea el PC-DOS (nombre que le dio la casa IBM) o MS-DOS(MicroSoft-DOS). En la actualidad se está implantando el uso del WINDOWS 95.

Software: Soporte Lógico.

Soporte Físico: Es el conjunto de componentes físicos que forman el sistemainformático.

Soporte Lógico: Conjunto de programas que determinan o programan la actividaddel ordenador. El Soporte Lógico y el Soporte Físico deben trabajar en íntimacolaboración.

SRAM (Static Random Access Memory): Memoria RAM estática. No necesita refresco.

U

UAL (Unidad Aritmético-Lógica): Parte de la UCP que realiza las operacionesaritméticas y las lógicas (ALU en inglés).

UC (Unidad de Control): Parte de la UCP que recibe y decodifica lasinstrucciones que componen un programa almacenado en la memoria principal, ycomanda a las distintas partes del sistema para que las ejecuten.

UCP (Unidad Central de Proceso): Es el circuito encargado de la ejecución de lasinstrucciones. En los ordenadores personales se corresponde con elmicroprocesador. CPU (Central Processing Unit) en inglés.

UNIX: Es un sistema operativo para sistemas multiusuario.

USB (Universal Serial Bus): Sistema de comunicaciones con periféricos.

V

Velocidad de transmisión: Cantidad de información que fluye por un medio decomunicación en la unidad de tiempo. Se mide en baudios o en bits por segundo.

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VESA LB (Local BUS): Bus local.

VGA (Video Graphics Adapter): Estándar de sistema de presentación de lainformación en pantalla. /Hay SVGA de Super VGA y XVGA de Extra VGA, que mejoranla definición).

W

WINDOWS: Es un entorno gráfico cuyo objetivo es facilitar el uso y hacerlointuitivo. En las versiones iniciales se superponía al sistema operativo. En laversión de WINDOWS 95 (al igual que la WINDOWS NT) se ha configurado como unsistema operativo completo.

WORM (Write-Once Read-Many): Escribir una vez, leer muchas. Son discos ópticoscuya grabación la puede realizar el mismo usuario, pero no son regrabables, deforma que esa información ya no se puede borrar.

WYSIWSG (What You See Is What You Get): Tipo de soporte lógico que permitetrabajar de forma que lo que se obtiene al imprimir es lo mismo que se tiene enla pantalla del ordenador.

Z

ZIF (Zero Insertion Force): Tipo de zócalo de fácil inserción.

BIBLIOGRAFÍA.

El ordenador y sus periféricos. J. Fontana y J.M. Llort. Edebé.

Fundamentos de los ordenadores. Fernando Sáez Vacas y Gregorio Fernández. ETSIT.

Fundamentos de informática. Fernando Sáez Vacas y Gregorio Fernández. Alianza-Informática.

PC Interno 2.0. Michael Tischer. Data Becker.

Los microprocesadores XX86 y la arquitectura del PC. Antonio García Guerra.Sistemas y Servicios de Telecomunicación.

Enciclopedia Temática Interactiva LAFER en CD-ROM.

Electrónica de Sistemas. Antonio Blanco Solsona y José Manuel Comes Ramón.Paraninfo.

Características y configuración de los equipos...

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