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Características y configuraciónde los equipos informáticos

UNIDAD DE TRABAJO 1

1. HISTORIA

� Ordenador� ¿Qué hace este tipo de máquinas?. De las

palabras que utilizamos para designarlas tratamos de obtener su función:� Ordenador: ordena.� Computador: realiza cálculos.

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

1.1. Desarrollo histórico.

� Desde muy antiguo el hombre ha utilizado elementos de ayuda para realizar los cálculos.

� Para almacenar información labró piedras, pintó, escribió sobre pieles de animales e inventó la imprenta.

� En lo que se refiere al cálculo se ayudó de piedras (calculus en latín) y en oriente, hace unos 2.500 años, los chinos idearon el ábaco.

� Pero desde éste hasta el siglo XVII no se desarrolló ningún nuevo artilugio para efectuar cálculos numéricos.

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� 1620, el alemán Wilhelm Schickar diseñó una máquina que podía restar y sumar automáticamente y multiplicar y dividir semiautomáticamente, mediante engranajes.

� Pascal, hacia 1642, con su rodillo sumatorio (que también podía hacer restas).

� 1694, Leibniz (que fue el primero en plantear el sistema binario) + - x : y raíz cuadrada .

� En el siglo XVIII se Jacques Vaucanson construyó algunos autómatas a base de cuerda como los relojes.

� En los primeros años del siglo XIX, el francés Jacquard desarrolló un sistema de tarjetas perforadas para controlar el dibujo del telar.

Charles Babbage � El concepto de que se puede programar un

instrumento de cálculo, de tal manera que realice una larga serie de operaciones aritméticas

� En 1822 establece los principios de funcionamiento de los ordenadores en un proyecto de máquina denominada "máquina diferencial“.

� 1832 inventó la máquina de las diferencias para generar tablas astronómicas y logarítmicas de seis posiciones.

� 1833 presenta un nuevo proyecto, la "máquina analítica",

� 1845 George Boole, que era un matemático plantea en una obra "las leyes del pensamiento".

� Hollerith, quien, a finales del siglo XIX, y motivado por la necesidad de completar el censo norteamericano de 1890, desarrolló una máquina de tabular sencilla. Aparece IBM

� Konrad Zuse, que nació en 1910, inventó el primer ordenador de la historia, basado en relés, llamado Z1

� Howard Aiken diseñó una máquina electromecánica de cálculo automático, MARK I.

� El primer ordenador electrónico digital fue el ENIAC (1939-1944)

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Von Neumann � lo que debía hacerse era almacenar los

diversos programas en el interior del mismo ordenador». Con ello, la máquina puede pasar de un programa a otro en una fracción de segundo.

� los distintos programas integrados en el interior del sistema podían entrelazarse e interactuar unos con otros.

� Con ello, los ordenadores dejan de ser máquinas limitadas a realizar trabajos de cálculo rutinario y se convierten en suministradores de información.

3. Generaciones.� Primera generación (años 50).

� Ordenadores a válvulas.

� Programación en código máquina.

� Tarjetas perforadas.

� Segunda generación (años 60).

� Ordenadores con transistores.

� Algunas rutinas de ayuda en las tareas de entrada/salida y de almacenamiento (IOCS: Input Output Control System).

� Lenguaje COBOL.

� Tercera generación (años 70).

� Ordenadores con circuitos integrados de bajo

nivel de integración.

� Aparece el concepto de Sistema Operativo,

siendo uno de los más conocidos el sistema

IBM 360.

� Se incorporan los primeros compiladores.

� Multiprogramación.

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� Cuarta generación (años 80).� Ordenadores con circuitos integrados de alta

densidad de integración.� Aparición del PC (finales del año 1980).

� Diversos tipos de ordenadores y diversos tipos de sistemas operativos.

� Se utilizan el CP/M y el MS-DOS en ordenadores pequeños.

� Sistemas operativos ligados a marcas: p.e. VAX de DIGITAL. Versiones depuradas de UNIX (con adecuaciones como XENIX).

Quinta generación (años 90).

� Ordenadores con circuitos integrados más densos y avances muy importantes en el soporte lógico como en los sistemas operativos basados en gráficos (WINDOWS en sus diversas versiones) .

� Procesamiento paralelo.

� Interconexión de los ordenadores mediante redes.

� "Explosión" de Internet.

� Inteligencia artificial.

2. ARQUITECTURA Y UNIDAD CENTRAL.

� 2.1 Recogida y estudio de información.� Como primer acercamiento a los Sistemas

Informáticos se considera de interés recopilar la información disponible.

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2.2. ESQUEMA DE SISTEMA INFORMÁTICO GENÉRICO

PERIFÉRICOS DE SALIDA

UNIDADCENTRAL

PERIFÉRICOSDE ENTRADA

COMUNICACIONES MEMORIAEXTERNA

2.3. Definiciones� Informática:

� Tratamiento automático de la información.

� Dato:� Cualquier entidad capaz de transportar información.

Pueden ser analógicos o digitales.

� Señal:� Representación eléctrica o electromagnética de los

datos. Pueden ser analógicas o digitales.

� Señal analógica y señal digital:� señal digital binaria.

� Bit: Un bit es un dígito binario. Aparece del inglés de BInary digiT. Es la unidad de información.(puede ser 0 ó 1)

� Byte: Son ocho bits. � Nible:� Word:� Double:� Quad:� Kbit: 1024 bits� Kbyte:1024 bytes 210 bytes� Mbyte: 1024 * 1024 bytes 220 bytes� Gbyte: 1024 *1024 * 1024 bytes 230 bytes

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Sistema binario y hexadecimal

� El sistema binario es el sistema de numeración en base 2. Esto hace que todas las cifras estén compuestas únicamente por ceros y por unos. Como en los ordenadores vamos a disponer de elementos que puedan tomar dos valores, el sistema binario es el adecuado para el trabajo dentro del ordenador.

� El sistema hexadecimal tiene como base 16. Su utilidad radica en que permite una conversión muy simple y rápida con el sistema binario y simplifica enormemente la escritura de cifras binarias.

Decimal Binario Hexadecimal

0 0000 0

1 0001 1

2 0010 2

3 0011 3

4 0100 4

5 0101 5

6 0110 6

7 0111 7

8 1000 8

9 1001 9

Decimal Binario Hexadecimal

10 1010 A

11 1011 B

12 1100 C

13 1101 D

14 1110 E

15 1111 F

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Cambios entre sistemas

� 11010110b= 128+64+16+4+2 = 214 = D6h

� C5Ah =12*256+5*16+10= 3162 =110001011010b

� 339= 101010011b = 153h

256 128 64 32 16 8 4 2 1

1 0 1 0 1 0 0 1 1

� 256+64+16+2+1 = 339

Convertir a los tres sistemas

� 268

� 3F6h

� 11101001b

� BEh

� 11111111b

� 625

Convertir a los tres sistemas

� 268 = 1 0000 1100b = 10Ch

� 3F6h = 11 1111 0110b =

1014

� 1110 1001b = E9h = 233

� BEh = 1011 1110b = 190

� 11111111b = FFh = 255

� 625 = 1001110001b = 271h

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Ej de una memoria eprom 27C32

� Memoria de 4Kx8� ¿Lineas de direcc.?� Dividir en 4 partes de 1 k� Concepto de BUS

0000

07FF

Códigos: � Para convertir la información tal como la usan las

personas en binario, se hace necesario la utilización de códigos. Los códigos más utilizados en los sistemas informáticos son:

� ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

� EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code)

� BCD, 7 segm� AIKEN� GRAY

� Codigo ASCII (caracteres imprimibles)

Dec Hex caract Dec Hex caract Dec Hex caract

32 20 Espac. 64 40 @ 96 60 `

33 21 ! 65 41 A 97 61 a

34 22 “ 66 42 B 98 62 b

35 23 # 67 43 C 99 63 c

36 24 $ 68 44 D 100 64 d

37 25 % 69 45 E 101 65 e

38 26 & 70 46 F 102 66 f

39 27 ‘

40 28 (

41 29 )

42 2A *

43 2B +

44 2C ,

45 2D -

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� Los sistemas informáticos están constituidos por dos elementos trabajando en conjunto:� Soporte físico (Hardware): comprende todo

aquello que tiene consistencia física (componentes, circuitos, etc.)

� Soporte lógico (Software): es aquello que pone a trabajar a la parte física. Se suele concretar en los sistemas operativos y en los programas de aplicación.

� Proceso:� "Conjunto de acciones software ejecutables, que

transforma uno o más datos de entrada en datos de salida, incluyendo datos de eventos, tanto de entrada como de salida".

� Entorno software: � "Todas y cada una de las partes del sistema, externas

al software, en las que pueden suceder cambios de estado, los cuales pueden ser observados o causado por el software"

� Evento externo:� "Cualquier cambio de estado, en el entorno software,

causado u observado por el propio software"

Tipos de sistemas:� Monoprocesador:

El sistema consta de elementos únicos. Tiene solamente un procesador.

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

� Monotarea:El sistema realiza una tarea y no puede empezar la siguiente hasta que no acaba la actual.

� Multitarea: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 que a cada usuario le parece que le atiende únicamente a él.

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� Ejemplos:� MSDOS: Monoprocesador, monotarea,

monousuario� Windows: Monoprocesador, multitarea,

monousuario� UNIX, LINUX: Multiprocesador, multitarea,

multiusuario

Modelo en capas

USUARIOPROGRAMAS

SISTEMA OPERATIVOFIRMWARE (BIOS)

HARDWARE

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PLACA BASE

� DIAPOSITIVAS 12, 13, 14, 15, (HARDWARE)

2.4 UNIDAD CENTRAL

� Unidad Central de Proceso� CPU: microprocesador en el caso de

microordenador.

� La información que se maneja internamente se puede clasificar en:� Instrucciones y Datos (entre la CPU y la memoria)

� Señales de control (entre la unidad de central y el resto del sistema).

� Las instrucciones son las órdenes que debe ejecutar el ordenador.

Partes mas importantes

� CPU (Unidad Central de Proceso o microprocesador).

� Memoria.� I/O (circuitos de Entradas/Salidas). � Además hay que considerar los caminos de

interconexión entre ellos, denominados BUSES. � También, aunque no aparece en el gráfico, es muy

importante señalar que el sistema es síncrono, lo que significa que trabaja al ritmo de un reloj.

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La cpu se compone de:

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

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

interpreta y ejecuta las instrucciones almacenadas en la memoria (de programa)

se ocupa del control y del proceso de datos entre todos los dispositivos conectados al sistema (internos y de entrada/salida)

la CPU es un microprocesador fabricado en un chip

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la CPU está formado por...

Unidad Aritmético-Lógica(U.A.L.)

Unidad de Control (U.C.)

Interpreta y ejecuta las instrucciones

Realiza cálculos (sumas) y operaciones lógicas (comparaciones, funciones OR,...)

Donde se almacena información temporalmente

registros

bus

Conecta la CPU con todos los dispositivos

(de almacenamiento, de entrada y salida)

Los Buses

Bus de direcciones

Bus de datos Bus de control

Conductores que unen el Microprocesador con los

chips de memoria y de E/S

8 bits, 16 bits, 32 bits Operación que va a realizar, de lectura o escritura

Son líneas (de entrada unas, de salida otras) utilizadas para controlar el sentido del flujo de datos (E/S)Son líneas bidireccionales

Con 20 bits de direcciones podemos seleccionar 220 = 1.048.576 posiciones

(1 Mb de posiciones).

las funciones principales de la CPU son:� Búsqueda y decodificación de cada instrucción.� Realización de las operaciones aritméticas y lógicas

requeridas por cada instrucción.� Gobernar las direcciones de las posiciones de memoria.� Determinar mediante el uso de Registros de Estado y

Flags, las condiciones resultantes de la operación.� Transferir datos de la Memoria a los circuitos de

Entrada/Salida, o viceversa.� Generar y recibir señales de control desde la Memoria y

Entradas Salidas o hacia ellas.� Suministrar todas las señales de control temporal para los

diversos Registros asociados o demás componentes de la propia CPU.

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MEMORIA:

� Funciones:� Almacenar las instrucciones del programa.� Almacenar Datos; tanto los suministrados por la

CPU (resultados), como los que empleará ella (operandos).

� Trabajar bajo la dirección de las señales de control de la CPU o del Controlador de Acceso Directo a Memoria (DMA).

I/O (ENTRADAS/SALIDAS):

� Suministrar la interconexión entre los dispositivos periféricos y la CPU.

� Transmitir Datos y Comandos desde los periféricos a la CPU o viceversa.

� Transmitir Datos y Comandos desde los periféricos a la Memoria o viceversa.

� Indicar a la CPU cuándo los periféricos solicitan su servicio.

BUS:

� Son la agrupación de líneas de comunicación y permiten el transporte físico de la información entre los tres bloques mencionados. Hay tres buses:

� Bus de direcciones: Lleva la dirección seleccionada por la CPU, tanto a la memoria como a la entrada/salida. El máximo de líneas es de 32, 4.096 millones de direcciones (en cada dirección reside 1 byte).

� Bus de datos: transporta la información propiamente dicha entre los tres bloques. Puede ser de 8, 16, 32 o 64

� Bus de control: transporta información que permite las señales necesarias para el funcionamiento: reloj, lectura/escritura, entrada/salida, etc.

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3. MEMORIAS.

� 3.1. Introducción.� Las memorias almacenan la información que va a

manejar el ordenador, en forma de bits. � Normalmente, se suele emplear como medida de la

capacidad de almacenamiento de las memorias el byte, cada byte almacena un carácter.

� Se emplean múltiplos :� Kilobyte, que equivale a 210 (1.024 bytes)� Megabyte, que vale 220 (1.024 Kilobytes o 1.024 x 1.024 bytes)� Gigabyte que es 230 (1.024 Megabytes o 1.024 x 1.024 x 1.024

bytes).

De más próxima a más externa

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

� En disco rígido� En disco flexible

� En cinta

� Óptica� En CD-ROM/DVD

MEMORIA

� Accesos a memoria� Incluir diapositivas 7,8,9,10,11

� Tipos de memoria� Incluir diapositivas 31, 32, 33, 34

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3.2. Memoria Cache.

� Es una memoria RAM estática muy rápida, pero generalmente de baja capacidad (256 o 512 KBytes).

� La mayoría de los accesos a memoria RAM se realiza en direcciones próximas.

� Trabaja duplicando una zona de memoria RAM en la memoria cache.

� Cuando se realiza una acceso a memoria, busca en primer lugar en el cache, si está lo utiliza, si no está va a buscarlo a la memoria RAM.

� Existen dos tipos de memoria cache:

� L1 (Level 1 o nivel 1): se encuentra integrada en el procesador y es la de mayor velocidad.

� L2 (Level 2 o nivel 2): Suele colocarse externamente, aunque algunos microprocesadores también la llevan integrada.

Ejercicio:

� Localizar en Internet las características de los procesadores más populares actualmente.

� Relacionar con las características estudiadas.

� Discutir en clase el significado de las características no estudiadas.

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3.3. Memoria interna (electrónica):

� Cabe distinguir entre las RAM y las ROM.

� La memoria RAM será la que realice el almacenamiento temporal de datos y programas, una vez que el ordenador esté encendido.

� La memoria ROM retendrá la información necesaria para que el sistema arranque en el momento del encendido y funcione sin problemas después.

3.3.1. ROM.

� ROM de máscara.� PROM.� EPROM.� EEPROM.� FLASH. Se borra de forma rápida, (no volátil.)� OTP. (One Time Programmable) Se programan

una sola vez. Son EPROM sin ventana de borrado.

3.3.2. RAM.

� SRAM. (Static Random Access Memory). � DRAM (Dymamic Random Access Memory). Mantienen la

información durante un tiempo relativamente breve, por lo que necesitan reescribir la información. Este proceso se denomina Refresco de memoria.

� La memoria RAM suele aparecer como:� SIMM (Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos.

� DIMM (Dual In line Memory Module) 168 contactos. � RIMM (Rambus In-line Memory Module). 168 contactos.� formatos:

� EDO RAM y el más moderno de DDR (Double Data Rate SDRAM).

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3.3.3. MAPA DE MEMORIA.

� El 8086 tiene 20 líneas de dirección -> 1 MB de memoria.� El 80286 tiene 24 líneas de dirección -> 16 MB de

memoria.� El 80386 y posteriores tienen 32 líneas de dirección ->

4.096 MB de memoria.

� Memoria convencional: Es la memoria propia del DOS. Llega hasta los 640 KB.

� Memoria superior (UMB): Es la comprendida entre los 640 K y el 1.024 K. En esta zona se sitúa la ROM (en la parte más alta: segmento F) y la memoria de video.

� Memoria Alta (HMA): Es la comprendida entre 1.024 y 1.088 (los 64 Kbytes por encima de 1 MB).

Cont. memoria

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

� Memoria Expandida:Se llama también paginada. Es el espacio comprendido entre los 640 KB y 1 MB, y utiliza bloques o páginas de memoria de un tamaño determinado (típicamente de 64 KB).

Memoria

HMA

0

640k

832k

896k

1024k

4096M

MEMORIAEXPANDIDA

MEMORIA CONVENCIONAL

MEMORIA SUPERIOR

MEMORIAEXTENDIDA

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Segmentación de la memoria

� Normalmente la memoria se agrupa en unidades mayores que el byte, por lo que se divide en segmentos de tamaño variable, así podemos hablar del segmento 1, el segmento F...

� También se suele hablar de memoria páginada

La paginación es una técnica de gestión de memoria en la cual el espacio de memoria se divide en secciones físicas de igual tamaño llamadas marcos de pagina ...

4. MEMORIA EXTERNA (MAGNÉTICA)

� Las características principales de las memorias externas son su capacidad y su no volatilidad.

� Por otro lado las memoria externa no es tan rápida como la interna, por lo que trabajan de forma conjunta transfiriendo información según se demanda entre ambos sistemas.

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

4.1. Breve introducción al magnetismo.

� El electromagnetismo viene a reunir en un solo concepto dos fenómenos: el campo eléctrico y el campo magnético.

� * Una corriente eléctrica crea un campo magnético.

� * Un campo magnético variable crea una corriente eléctrica.

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

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Clasificación de los materiales según su

comportamiento magnético:

� Diamagnéticas: presentan lo que podría llamarse un magnetismo negativo. Reaccionan al campo aplicado oponiéndose a su paso. Presentan una gran reluctancia a las líneas de fuerza. Son diamagnéticos los gases nobles, la sal común, el C (diamante), el Ge y el Si.

� Paramagnéticas: Son prácticamente neutros, de forma que ni favorecen, ni impiden el paso de líneas de fuerza por ellos.Un material paramagnético consiste en átomos o moléculas con momento magnético, pero que queda compensado entre todos los elementos que forman el cuerpo.

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

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� Ferrimagnéticas: Son aquellas que tiene una magnetización espontánea de los domínios a temperatura ambiente. Esta magnetización desaparece por encima de una cierta temperatura, llamada temperatura de Curie. Constituyen las ferritas.

Ciclo de Histéresis:

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

� 1 - El magnetismo remanente debe ser bastante

elevado, lo que asegura la permanencia de la

información recogida (ciclo cuadrado y alto).

� 2 - La fuerza magnética necesaria para cambiar la

orientación debe ser pequeña (ciclo estrecho).

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

� El disco flexible está compuesto por una lámina delgada de material plástico (mylar), que sirve de sustrato, recubierta por una capa muy fina (algunas micras) de partículas de óxido de hierro.

� Cada partícula es capaz de almacenar los dos polos de un campo magnético. La orientación de este campo magnético depende la orientación del último campo magnético aplicado con intensidad suficiente como para influir en el disco.

� Según la densidad de las partículas de óxido se podrá grabar más o menos información. Los más habituales son los de doble densidad ("double density" o DD). En la actualidad prácticamente solo se utilizan los de alta densidad ("high density" o HD).

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

"formateo"

� Dividir el disco en sectores concéntricos denominados PISTAS ("tracks").

� Cada una de estas pistas se divide en varias partes denominadas SECTORES.

� En cada sector hay una cantidad fija de información. Dependiendo del tipo de disco puede ser 512 Bytes o 1.024 Bytes.

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Tipos

� * 5 ¼" Dos caras / doble densidad (320 KB / 360 KB).40 pistas / c. 8 ó 9 sect. 512 bytes/sector

� * 5 ¼" Dos caras / doble dens. alta capacidad (1,2 MB).80 pistas / c. 15 sectores/pista, 512 bytes/sector

� * 3 ½" Dos caras /doble densidad (2DD) (720 KB) (Two Sided/Double density)

80 pistas / c. 9 sectores/pista, 512 bytes/sector

� * 3 ½" Dos caras / Alta densidad (2HD)(1,44 MB)(Two Sided/High density)

80 pistas / c. 18 sectores/pista, 512 bytes/sector

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Disquetera

� Consta de dos partes diferenciadas:� A - Parte electromecánica.

� Un motor que hace girar el disco a una velocidad fija igual a 300 revoluciones por minuto.

� Un motor paso a paso que sitúa el cabezal magnético sobre la pista adecuada.

� El cabezal de lectura/escritura está compuesto por una bobina enrollada a un núcleo de ferrita

Disquetera� B - Parte electrónica.

� Control del motor paso a paso:� Circuitos de lectura/escritura:� información del estado del disco:

� Indicación de cara sencilla o doble:� Indicador de pista 0 ("track 0"):� Indicación de principio de pista (index): � Indicación de preparado (ready):

� Circuitos de las bobinas:

� Funcionamiento del disco:� - Escritura:

� La cabeza tiene dos excitadores arrollados en sentido contrario.

� - Lectura:� Los flujos magnéticos recogidos por el cabezal se filtran para

eliminar ruidos, y a continuación se digitaliza para obtener una serie de impulsos ("uno") o falta de impulsos ("cero").

Parámetros de los discos flexibles:

� Tipo de unidad: 5 1/4", 3 1/2 "� Capacidad total: KB, MB� Densidad de pistas: 48/96/135 tpi (tracks per inch)� Densidad de grabación: 5.000 a 17.000 bpi (bits

per inch)� Velocidad de rotación: 300/360/600 rpm.� Velocidad de transferencia: 250/500 kbits/s� Tiempo de acceso: 95/175/94 ms� Número de pistas: 40/72/160

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4.3. Disco duro (hard disk: HD)� El soporte, en vez de plástico, es de aluminio pulido de

0,6 a 2 mm de espesor, con una fina película de material magnético en ambas caras.

� Esto permite que pueda girar a una mayor velocidad siendo del orden 4.000 rpm +-0.1%

� También se consiguen mayores densidades de grabación por unidad de superficie.

� Mayor velocidad de transferencia de datos.� El cabezal no apoya sobre la superficie, 0,5 µm .

� Estan sellados y las entradas de aire lleven un microfiltro que impida el paso de las partículas de polvo.

HD

� conviene que las cabezas reposen fuera de las pistas activas en los momentos en los que no se utiliza. Esta maniobra se denomina "aparcamiento" y puede ser manual o automático.

� Para poder utilizarse debe formatearse:� A bajo nivel: desde el lenguaje ensamblador.

� A alto nivel se realiza desde el Sistema Operativo.

� Algunos discos como los QUANTUM ( que giran a 10.000 rpm, tienen tiempo de búsqueda de 4,7 ms y tamaños de más de 100 GB).

Controladoras del disco duro.� Define la forma en que las señales pasan entre el

bus del sistema y el disco duro. � Tipos: Controladora Velocidad� ST 506 1 MBps� ESDI 2,5 MBps� SCSI 4 MBps� IDE 5 MBps� EIDE 10 Mbps� IDE-UDMA 33-66 MBps� SCSI Ultra 80-160 MBps

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Capacidad de un disco duro

� CAPACIDAD=Nº PISTAS x Nº CARAS x Nº SECT. x Nº BYTES

Nº CIL x Nº CABEZ x Nº SECT. x Nº BYTES

� Ej. ST 5061.024 cilindros, 63 sectores y 16 cabezales. Sector:

512 Bytes Esto hace un máximo de 504 MBytes.

4.4. Cinta (streamer).

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

� se fabrica de mylar de media pulgada de ancho y del orden de 30 µm de espesor.

� Dividida en pìstas transversales. Cada pista almacena un bit de los que forman el byte. Además se añade otro bit de control que se llama de paridad.

� Almacenan grandes cantidades de información. El acceso es secuencial, el tiempo de acceso medio es muy alto y no son útiles como memorias de trabajo.

� Los parámetros más importantes para considerar las cintas son:� Ancho de cinta:� Capacidad: Se mide en Bytes o en sus múltiplos.� Densidad de grabado: bits por pulgada (bits per inch: bpi) � Número de pistas:� Velocidad de la cinta: Se mide en pulgadas por segundo.

También es importante avance o retroceso rápido.� Velocidad de transferencia: Es la cantidad de información que

puede leerse o grabarse por unidad de tiempo. Se mide en bits por segundo.

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4.5. OTRAS MEMORIAS.

� TAMBOR.� LÁMINAS MAGNÉTICAS.� FICHAS O TARJETAS CON BANDA

MAGNÉTICA.� OTROS SISTEMAS MAGNÉTICOS (ZIP, JAZ)� DiscDrive� TARJETAS.

CAPÍTULO 5. MEMORIA ÓPTICA Y MAGNETO-ÓPTICA.

� 5.1. CD-ROM. (Compact-Disk Read Only Memory)

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

� La información se almacena en forma de espiral formada por "hoyos" y "mesetas" ("valles" o "picos") que representan a unos y ceros, pudiendo almacenar hasta 650 MB o 700 MB

� Para mantener constante la velocidad lineal del haz de rayos sobre el disco, la velocidad de giro es diferente en función de la pista que se esté leyendo, desde las 200 a las 500 r.p.m.

� Las unidades lectoras mantienen la compatibilidad y pueden leer música y datos.

� La velocidad de lectura simple es de 150 KBytes/s. � 8x leen a 1.200 KB/s y las de � 16x a 2.400 KB/s. � La velocidad de giro que varía de 200 a 540 rpm

en simple varía de 1.600 a 4.320 rpm a 8x y de 3.200 a 8.640 rpm en 16x, y así sucesivamente.

� La lectura se realiza mediante un rayo láser enfocado sobre la pista, según lo que haya grabado habrá reflejo o no, con lo que se detectará la presencia de un 1 o un 0.

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Elementos externos de la unidad lectora.

� La unidad lectora es la que se encarga de leer la información grabada.

� En la cara frontal se sitúan los controles de carga, de volumen, conexión de auriculares e indicador de funcionamiento.

� En la parte posterior están los conectores:� De audio para permitir la reproducción de música. � El interface IDE para trasladar los datos leídos.� Unos jumper que permiten establecer la prioridad de

acceso respecto del o de los discos duros.

Funcionamiento

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

� El rayo láser se refleja o no sobre el detector determinando un valor de tensión diferente para cada tipo de zona.

� En cuanto a la transferencia de datos las primeras lectoras daban al doble (2x). En la actualidad hay unidades de 48 (48x) y 52 (52x) veces la velocidad.

Unidades lectoras y grabadoras.� Con el nombre de CD-R (CD Recordable) o CD

Write Once, han aparecido las unidades que permiten la grabación de discos CD-ROM. Se emplean frecuentemente para duplicar CD's.

� Es de señalar la importante disminución en el precio que se ha producido en un plazo relativamente breve. Desde las 900.000 pesetas de finales del año 1993 a las aproximadamente 50 euros (8.000 pesetas) o menos

� También se ha producido una bajada muy significativa en el precio de los mismos discos desde 5.000 pesetas a 80 céntimos de euro.

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Diferencias entre un CD-DA y un CD-ROM

� El CD-DA (CD Digital Audio) almacenan música, sus especificaciones aparecen en el denominado Libro Rojo.

� El CD-ROM, Libro Amarillo, además de audio pueden almacenar textos y gráficos.

� El CD.ROM XA (eXtended Arquitecture) es una ampliación del CD-ROM por la que se pueden almacenar sonidos y datos en la misma pista.

� Existe el CD dedicado específicamente a almacenar fotografías en alta resolución. Es un desarrollo de la casa Kodak.

� CD-I (CD Interactive), Libro Verde, almacenan audio, texto e imágenes reproducibles en un televisor. Componen un sistema específico.

CD-R y CD-RW.� Los CD-R (CD-Regrabable) son aquellos discos que se

venden vírgenes y que mediante la grabadora adecuada se puede almacenar la información

� La grabación puede ser monosesión, que obliga a introducir toda la información de una vez, o multisesión, en la que la información va ocupando espacios secuenciales en varias sesiones.

� La grabación se produce la destrucción (o quemado) de ciertas zonas almacenando la información. El CD-R está formado por una capa plástica de protección, una capa reflectante de aluminio y otra de policarbonato. Entre estas dos hay una capa de tinta orgánica fotosintética, sensible a la temperatura. Cuando el haz grabador incide sobre un punto la calienta y el punto cambia de color, alterando las propiedades de reflexión.

� El CD-RW (Rewritable) es reescribible, por lo permite el borrado de la información. Utiliza la técnica de cambio de fase PD (Phase-change Dual), en la que el láser produce deformaciones en la capa tintada para modificar las propiedades reflectivas del disco.

5.2. DVD.

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

� Su capacidad se amplía hasta los 17 Gbytes .� Las especificaciones son: un disco de 5", que es

un poco más grande que el CD (4,75"); compresión de vídeo MPG-2 y audio Dolby AC-3 (con hasta 8 canales).

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� Se utiliza en formato de consumo, para reproducir con un aparato de TV, similar a un video. No son compatibles con los DVD-ROM. En el formato DVD-ROM para utilizar con ordenadores los lectores son compatibles con los CD de audio y de CD-ROM.

� El láser de lectura tiene una longitud de onda comprendidas entre 630 nm y 650 nm, frente a los 780 nm de los CD convencionales. Los tamaños de las pistas y los huecos son más pequeños permitiendo mayores densidades de almacenamiento.

� También existen los DVD-ROM, grabado de fábrica, los DVD/R, que se puede grabar una sola vez y los DVD/RAM, que se puede grabar y borrar muchas veces, con capacidades de 3,95 GB y 2,58 GB. Los DVD grabables aparecen en dos formatos: DVD+R y DVD-R. En general las grabadoras suelen ser duales (trabajan con los dos formatos).

� En septiembre de 2001 aparecieron en el mercado español las primeras grabadoras de DVD, tanto de sobremesa (PHILLIPS a unas 315.000 o 1.700 euros), como insertables en el ordenador. En octubre de 2004 se pueden encontrar grabadoras de DVD multiformato (DVD-R, DVD-RW, DVD+R, DVD+RW, CD-R, CD-RW) para PC por unos 100 euros.

5.3. Memoria Magneto-óptica.� Consiste en un sistema mixto: la grabación de la

información se efectúa de forma magnética y la lectura de forma óptica.

� Se consiguen sistemas regrabables y a la vez altas densidades de información.

� Demandan disqueteras específicas, que suelen leer solamente por una cara, aunque el disco es de dos, por lo que hay que darle la vuelta. Gracias a la capacidad de los discos (desde 100 MByte a 1 GByte) viene a funcionar como un disco duro intercambiable.

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

CAPÍTULO 6. PERIFÉRICOS DE ENTRADA.

� PERIFÉRICOS.� Se denominan periféricos los dispositivos que le

permiten a la CPU relacionarse con el mundo exterior.

� 6.1. PERIFÉRICOS DE ENTRADA BÁSICOS.� Los periféricos de entrada permiten la

introducción de información al ordenador convirtiendo la información contenida en un determinado soporte, en información procesable por la CPU.

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6.1.1. TECLADO.

� Fue el primer medio de comunicación con el ordenador.

� Tiene su origen en las máquinas de escribir, de las que se ha trasladado el orden. "QWERTY" � Los mecánicos establecen un contacto mecánico al

pulsar una tecla.

� Los capacitivos tiene la ventaja de su bajo coste. Consisten en dos láminas de material conductor, separadas por otras aislante.

� Los de núcleo de ferrita tienen una barrita de este material que constituye el núcleo de un transformador,

� En los PC's se utilizan teclados constituidos por una tecla plástica sobre la que presiona el dedo, un empujador, muelle, y unos contactos que son los que dan la señal eléctrica.

� Es importante evitar "el rebote". Este rebote consiste en la aparición de dos pulsos en lugar de uno sólo.

� Las teclas están dispuestas según un matriz, de forma que al pulsar una tecla una intersección está a nivel bajo.

� El teclado tiene un buffer donde se almacenan los códigos obtenidos.

� En la actualidad suelen tener varias zonas diferenciadas:� Alfanumérica con un teclado similar al de una máquina

de escribir.

� Numérica, que se utiliza para introducir grandes cantidades de números.

� Teclas de función, con significados especiales y normalmente programables.

� Movimiento del cursor sobre la pantalla.

� cada país (o idioma) adecua algunas teclas a sus peculiaridades.

� En total tiene 102 teclas.

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6.1.2. RATÓN.

� Consta de dos detectores perpendiculares de movimiento y uno o dos pulsadores.

� Debe detectar el movimiento sobre una superficie plana y convertirlo en desplazamiento del cursor.

� El movimiento se descompone en: componente horizontal y vertical. Para ello está dotado de dos sensores que convierten estos movimientos en cantidades digitales.

� Existen dos modos mecánico y el óptico.� Conexión: DB9 , din o PS/2, USB, inalambrico.

6.1.3. BOLA (TRACKBALL).

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

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

6.1.4. JOYSTICK

� El joystick (mando de juegos) es un dispositivo que permite traducir los movimiento sobre una palanca en movimientos del cursor.

� Su estructura es similar a la del ratón, pero su aspecto físico es diferente al no existir movimiento sobre superficie sino desplazamientos de una palanca de mando.

� Suelen estar construidos por dos potenciómetros (resistencias variables) con un sistema mecánico de movimiento perpendicular. Su aplicación casi exclusiva es en juegos de acción.

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6.1.5. GLIDE POINT.

� En este caso la información de entrada se produce desplazando un dedo sobre una superficie plana rectangular con unas mediadas de 5 x 7 cm o 4 x 5,5 cm.

� El software especializado proporciona las funciones de ajuste de velocidad y orientación del cursor.

� Dispone de tres botones que permiten utilizarlo de forma convencional. Por sus características mecánicas y por ser delgado y ligero es ideal para ordenadores portátiles.

6.1.6. PANTALLA TÁCTIL.

� La pantalla táctil consiste en dotar a la pantalla del monitor de algún sistema que permita determinar el punto en el que se sitúa un dedo sobre la misma.

� Su utilización en sistemas destinados al público en general, como pueden ser cajeros automáticos en los bancos, terminales informativos en servicios públicos como estaciones, aeropuertos, ferias, etc.

� Los sistemas básicos son tecnología capacitiva, acústica, resistiva e infrarrojos.

� Tecnología capacitiva: Miden la capacidad eléctrica al pulsar sobre un material transparente dispuesto sobre la pantalla.

� Tecnología acústica: En la pantalla se dispone de unos transductores piezoeléctricos que generan ondas acústicas. El sistema detecta la interferencia de las ondas que provoca un dedo sobre la pantalla.

� Tecnología resistiva: Al presionar sobre la membrana formada por una matriz de resistencias sometida a una tensión eléctrica, se produce un contacto que provoca la variación de la tensión.

� Tecnología de infrarrojos: En el perímetro de la pantalla se disponen unos generadores de rayos infrarrojos. Al situar un objeto se interrumpen algunos haces de luz, que identifican el punto pulsado.

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6.2. OTROS PERIFÉRICOS DE ENTRADA.

� 6.2.1. TABLETAS GRÁFICAS.� La tableta gráfica o digitalizadora permite la introducción fácil de

dibujos. Suele trabajar en conjunto con un ratón.� Su funcionamiento se basa en crear un mapa de puntos discretos

sobre una superficie plana. Al situar el ratón sobre un punto, o bien al presionar con un punzón, se transmiten las coordenadas de ese punto al ordenador.

� De esta forma se le puede suministrar información de forma muy rápida y visual.

� 6.2.2. LÁPIZ ÓPTICO.� El lápiz óptico recoge la información de un punto de la pantalla del

ordenador calculando la posición por el instante exacto en el que el sensor situado en la punta detecta la presencia del trazado de la pantalla y con el proceso de la unidad de control alojada en el monitor permite dibujar un punto en la posición señalada por él.

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

6.2.3. LECTORES.

� LECTORES DE TARJETA PERFORADA.

� LECTORES DE CINTA PERFORADA.

� LECTORES DE CÓDIGOS DE BARRAS.

6.2.4. VOZ.

� En este dispositivo se da una combinación de soporte físico y lógico, que permite convertir las palabras pronunciadas directamente en texto sobre el ordenador.

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6.2.5. IMAGEN (ESCÁNER O SCANNER).

� Dispositivo que permite la conversión en formato digital, de cualquier documento escrito sobre papel: carta, dibujo, fotografía.

� Una vez en este formato se puede tratar, combinar, almacenar o transmitir como cualquier otra información digital.

� Hay dos tipo principales: de mano(portatil) y de sobremesa (flatbed). También los puede haber de rodillo.

Componentes:

� Hay un elemento básico que es que convierte la luz reflejada sobre el papel en impulsos eléctricos, que es el dispositivo CDD (Charge-coupled Device: dispositivo de acoplamiento de carga).

� Estos impulsos se pueden almacenar en forma de gráficos de varios formatos. Los más típicos son los TIFF.

� Además de elemento hardware, que puede necesitar la inclusión de una tarjeta en el ordenador, se necesita un soporte lógico (software)que permita el tratamiento de la información recogida.

� Tonos grises: Es el número de tonos grises diferentes que puede reconocer el escáner.

� Resolución: Se mide en puntos por pulgadas y expresa cuántos puntos puede "ver" el escáner en una pulgada (ppp: puntos por pulgada o ppi: points per inch). Una resolución típica es 600 ppp.

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

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Profundidad de Color:

� Es el número de colores diferentes que puede digitalizar el escáner. Se suele ofrecer en bits:

� Cantidad de infom. que se guarda de cada pixel.� 8 bits: 256 colores.� 12 bits: 4.096 colores.� 16 bits: 65.536 colores.� 24 bits: 16.777.216 colores.� 30 bits: 1.073.741.824 colores.� 32 bits: 4.294.967.296 colores.� 36 bits: 68.719.476.736 colores.

� Una imagen de 3 x 2 = 6 pulgadas� Resolución de 600 ppp� 65536 colores 2 bytes� Tamaño del fichero

6 x 600 x 600 x 2byte = 432000 bytes

Interfaz:

� Tipo de puerto de conexión del escáner al ordenador. Se emplean unas siglas cuya interpretación es la siguiente:

� S : SCSI� P: Interfaz propio del fabricante.� PA: Paralelo� XI: Xionics� LM: Lasermaster� V: Video.� U:USB

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� OCR (Optical Character Recognition): Es un programa de reconocimiento óptico de caracteres ASCII.

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

� TWAIN (Tecnology Without An Interesting Name: Tecnología sin nombre interesante): Es un interfaz que permite adquirir las imágenes directamente desde las aplicaciones. Esto evita el tener que salir de la aplicación que se está ejecutando, capturar la imagen, grabarla y después importarla desde el programa.

Cámaras digitales.

� Cámaras de fotografía digital. Almacenan la información de la imagen en forma digital, lo que facilita la comunicación con el ordenador.

� Las definiciones 600x400 , 1.800x1.200(2 Mpixel), 2.048x1.536(3Mpixel). 5, 7, 8 Mpixel.

� Las memorias suelen pueden ser desde 8 Mbytes a 128 en algunos formatos.

� El interfaz típico es USB.� Cámaras web:permitir la inclusión de imágenes en

las comunicaciones a través de Internet.

� Si tenemos una imágen de 640 * 480 pixeles, con un byte de profundidad de color, entonces la imágen será de casi 0.3 megapixeles (640 * 480 / 1024 / 1024 = 0.29).-

� Si en lugar de 1 byte por pixel (que nos deja baja profundidad de color, con 256 colores) tenemos 3 bytes de profundidad de color por pixel, entonces el tamaño de la imágen se triplica, pero la calidad del color aumenta en varios millones, pasando de 256 colores a 16777216 (256 * 256 * 256, casi 17 millones de colores) ya que el aumento es exponencial ... al triplicarse el tamaño, pasamos a tener casi un megapixel de imágen (640 * 480 * 3 / 1024 / 1024 = 0.88)

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CAPÍTULO 7. PERIFÉRICOS DE SALIDA I:

� 7.1. Pantalla� Descomposición de la imagen.

� Como es imposible manejar las imágenes de forma conjunta como un todo,. se hace imprescindible descomponerlas en sus partes fundamentales. Para ello se divide la imagen en cuadrículas H yV

� Cada cuadro es un elemento de la imagen con lo que se le dio el nombre de PIXEL

� Cuanto mayor sea el número de pixels con mayor precisión se podrá reconstruir la imagen.

� "razón de aspecto":V = 3 H 4

� Para digitalizar la imagen una vez descompuesta se pueden utilizar distintos códigos. � El más elemental consiste en asignar el valor 0 si el

punto es más bien negro y un 1 se es más bien blanco. Con este convenio se digitalizaría la imagen con un bit (0 o 1) para cada punto y la imagen tendría tantos bits como puntos. Este código es útil para imágenes en blanco y negro como texto o gráficos monocromos.

� Escala de grises. Según el número de gradaciones de gris así tendrían que utilizarse más bits. Por ejemplo para una escala de 16 tonos de gris se necesitarían 4 bits para cada punto (24 = 16). Por lo tanto si se desea manejar imágenes de esta forma tendrían (4 x nº de puntos) bits.

COLOR� Los colores pueden descomponerse en los tres

primarios: Rojo (R: Red), Verde (G: Green) y Azul (B: Blue), formando lo que se conoce como imagen RGB. Según el número de bits asignados a cada color así será la precisión y complejidad de la imagen.

� Si se utilizan 4 bits por color, cada punto necesitaría 12 bits y se tendría una gama de 4.096 colores (212). Con 8 bits por color, cada punto necesitaría 24 bits y se podrían manejar unos 16 millones de colores (224).

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Imagen

� Se renueva la imagen cada cierto tiempo y cada imagen se reconstruye rastreando la pantalla en forma de líneas desde el ángulo superior izquierdo al inferior derecho.

� En principio se utilizaron las mismas frecuencias que en el sistema de televisión, es decir 25 imágenes por segundo con 625 líneas por imagen (en realidad 50 medias imágenes de 312,5 líneas cada una, con entrelazado). Esto hace una frecuencia vertical de 50 Hz y una frecuencia horizontal de 15.635 Hz.

� En los monitores actuales pueden trabajar en frecuencias de hasta 160 Hz (160 imágenes por segundo sin entrelazar).

Evolución

� MDA (Monochrome Display Adapter). Sólo podía mostrar texto en 25 filas de 80 columnas, formándose cada carácter sobre una matriz de 9 * 14 puntos.

� CGA (Color Graphic Adapter) que podía utilizar baja resolución (100 * 160) en 16 colores, media resolución (200 * 320) en cuatro colores y alta resolución (200 * 640) en blanco y negro. Los caracteres de texto se crean en matriz de 8 * 8 puntos, ocupando sólo 7 x 7.

� Hércules (Hercules Graphic Card) con una resolución de (720 * 348). Para aplicaciones de gráficos.

� EGA (Enhanced Graphic Adapter). Esta tarjeta alcanza una resolución de (650 * 350) con 16 colores a elegir de una paleta de 64.

� PGA (Professional Graphic Adapter) ofrecía una resolución de (640 * 480), lo que significa la misma cantidad de puntos por centímetro en horizontal y en vertical

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� MCGA (Multicolor Graphic Adapter) con (640 x 480) y una matriz de texto de 8 x 16;

� VGA (Video Graphics Array), que emula CGA y EGA, y puede mostrar (320 x 200) con 256 colores y (640 x 480) con 16 colores;

� 8154/A (ADFA = Advanced Function Display Adapter) es especial para manejar un monitor analógico (el 8154), que permite (1.024 x 768) con 256 colores de una paleta de 262.144.

� En la actualidad, con los ordenadores basados en el microprocesador Pentium llevan SVGA. Las definiciones más elevadas en la SVGA son de 1.024x768, 1.280x960 y 1.600x1.200.

TRC (Tubo de Rayos Catódicos).

� El haz de electrones se acelera y enfoca hasta que hace impacto sobre el recubrimiento de fósforo. La energía que contienen los electrones aumenta el nivel de los electrones del fósforo, estos emiten energía en forma de luz.

� En color cada punto está formado por tres elementos, uno para cada color primario, que se llaman luminóforos. A la distancia entre dos luminóforos del mismo color es lo que se viene denominando "dot-pitch" o tamaño de punto. Viene a establecer la máxima resolución que puede manejar la pantalla concreta.

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

� A partir de que los portátiles se utilizaban pantallas de cristal líquido (LCD = Liquid Cristal Display) debido a las ventajas de ser totalmente planas, de bajo consumo y poco peso.

� Suelen funcionar a base de reflejar o no la luz incidente en función de la polaridad aplicada en cada punto.

� TFT (Thin Film Transistor) que permiten una visualización mejor independientemente de las condiciones ambientales. Además consiguen un ángulo de visión próximo a los 180º.

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

� Las pantallas de plasma reaccionan rápidamente, dan una gran nitidez y están libres de parpadeos. Son bastante más caras y se utilizan para pantallas de televisión con tamaños de más de 30 pulgadas

7.2. Tarjetas Gráficas.

� Las pantallas trabajan en íntima cooperación con las tarjetas gráficas.

� Salida de la señal: � Video compuesto en el que se incluye la información y

los sincronismos.� En RGB, en el los sincronismos van a parte y cada color

es una señal (R = Rojo (Red); G = Verde (Green) y B = Azul (Blue)).

� Las placas gráficas se componen:� El controlador del TRC que genera las señales de

sincronismo vertical y horizontal.

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� Generador de caracteres alfanuméricos que guarda la información de los caracteres a formar y se encuentran en la memoria ROM.

� Decodificador de atributos: Traduce los datos de la memoria de vídeo: color, intensidad, subrayado, etc.

� Memoria de vídeo: es la memoria RAM en la que se almacena la información a presentar en pantalla. Puede ser SGRAM, VRAM o WRAM o DDR.

� La comunicación de la tarjeta con la placa gráfica :� Al principio por el bus PCI � AGP (Acelerated Graphics Port). AGPx2 hasta 528 Mbps. En la

actualidad está el AGPx4 con una velocidad de 1 Gbps.

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

� 8.1. IMPRESORA.� Las impresoras reciben la información del ordenador a

través de uno de los puertos: el serie o el paralelo, si bien el más extendido es el paralelo. También USB o infrarrojos.

� Características:� Velocidad de impresión: hojas por minuto (hpm) o caracteres

por segundo (cps). � Tipo de papel: continuo, perforado, cargador, autocopias.� Capacidad del Buffer:� Tipo de interface:� Color:� Consumibles:� Tipos de escritura:

CLASIFICACIÓN GENERAL� Impacto: Las impresoras de impacto utilizan un

medio mecánico para generar el documento. � Matricial.� Margarita.� Bola.

� Cadena.� Tambor.

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� No impacto: La ventaja principal suele ser su menor ruido y menor número de elementos mecánicos, lo que repercute en su fiabilidad.� Térmica.� Electrostática.

� Inyección blanco y negro.� Impresoras a color de inyección.� Láser

� 8.2. EQUIPOS MULTIFUNCIÓN.

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

8.3. TRAZADORES GRÁFICOS (PLOTTERS).

� Los plotters a pluma producen líneas precisas, nítidas y de bordes definidos, debido a que genera su salida con una pluma llena de tinta líquida.

� Esto supone una precisión excepcional en los planos. No son aconsejables para salida de texto.

� TIPOS DE PLOTTERS.� De tambor el papel se transporta con ayuda de

pequeños rodillos de superficie a través de un tambor, mientras que el cabezal se mueve horizontalmente;

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� En los plotters planos el papel se encuentra inmóvil sobre la superficie a dibujar, mientras que los motores electrónicos mueven el cabezal horizontal y verticalmente por el papel.� Necesitan algo más de espacio, pero trabajan con más

precisión que el de tambor.

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

Diferencias entre ploters

� La velocidad: Se logra una velocidad de diseño de 20 a 50 cm/sg (los más económicos de 5 a 10 cm/sg).

� La precisión: La resolución puede variar de 10.000 a 20.000 puntos diferentes en las dos direcciones (en las impresoras suele ser menor).

� El formato (tamaño) del papel a usar y la calidad de colores: Un plotter de tipo medio puede admitir hasta el formato A3 y 10 colores distintos, con la posibilidad de usar pluma o rotuladores.

Impresoras matriciales con posibilidad de plotter

� Existen distintos tipos de impresoras, con posibilidades de plotter, o con interfaces que permiten utilizar la impresora emulando un plotter.

� Dichos interfaces permiten comandos de plotter: dibujar círculos, rectángulos, triángulos, rayos, superficies, y escribir en 4 direcciones. Para ello juegan con el cabezal (bidireccional) y el rodillo de arrastre del papel, estando la hoja integrada en un sistema de coordenadas en el que se pueden direccionar 10.900 x 46.500 puntos.

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Características:

� Paso incremental: Debido a que utiliza motores paso a paso, los desplazamientos se realizan por incrementos. El paso incremental es el mínimo desplazamiento que puede realizar la pluma.� En los plotters pequeños, el paso incremental es del

orden de 0,1 ó 0,05 mm, mientras que en los grandes puede ser de 0,025 ó 0,0125 mm.

� Resolución: Es una característica similar a la anterior. Se expresa en puntos por pulgada.

� Precisión posicional estática: posicionar la pluma en unas determinadas coordenadas.

� Velocidad de dibujo� Es la velocidad máxima a la que se desplaza la pluma

sobre el papel. Se expresa en mm/seg. o en pulgadas por segundos (i.p.s.).

� Puede ser del orden de 100 mm/s en lo pequeños hasta 662 mm/s (20 ips) en los grandes.

� Pueden existir dos velocidades diferentes:� a) Axial: Velocidad de la pluma en su desplazamiento sobre la

guía.� b) Diagonal: Velocidad resultante en el desplazamiento

combinado de la pluma y el carro o tambor..

� Superficie del dibujo.� Número de plumas y colores.� Funcionamiento on-line y off-line.� Programas internos.� Tipo de interface.� Características adicionales.

� Tensión de alimentación� Consumo

� Disipación de calor� Márgenes de temperatura y humedad de

funcionamiento.

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8.4. SONIDO.� Este periférico permite la utilización del ordenador

como generador y reproductor de sonidos. � En general está constituido por una tarjeta

específica más unos altavoces.

8.5. MULTIMEDIA.� Presentación combinada de imagen animada y

sonido, con calidad aceptable.� Ligada a la implantación del DVD y de Internet,

donde la información aparece como una combinación de texto, texto en movimiento, iconos, iconos animados, imágenes, vídeos y música.

CAPÍTULO 9. COMUNICACIONES.� El ordenador necesita comunicarse con otros

sistemas similares.� Inicialmente conexión en serie y paralelo.� La comunicación serie será más lenta, bit tras

bit, pero puede alcanzar mayores distancias, siendo bidireccional, y es la que se empleará normalmente como moduladora, a través de un "modem" y de esta manera utilizar caminos ya establecidos, como es la red telefónica.

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

9.1. SERIE (RS-232)

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Niveles de la señal rs-232-c

� En cuanto a los niveles lógicos, hay que tener en cuenta que en el interior del PC se trabaja con niveles TTL, es decir, de 2 a 5 voltios para el "1", y de 0 a 0,8 V para el "0". Debido a la baja inmunidad al ruido estos niveles no se pueden emplear fuera del ordenador. El RS-232 emplea en la emisión -12 V para el "1" y +12 V para el "0"

� Las velocidades de transmisión están normalizadas a los siguientes valores (en Baudios y de menor a mayor): 75, 110, 134.5, 150, 200, 300, 600, 1.200, 1.800, 2.400, 4.800 y 9.600.

� La paridad puede ser par o impar o no existir control de paridad. (Preselección de par).

� La longitud de la palabra puede ser de 5, 6, 7 u 8 bits (Preselec-ción de 8).

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

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Conexión de dos equipos

2

3

5

La forma más simple de conectar dos ordenadores es conectar los dos pines 5 (GND) y el pin 2 de uno con el 3

del otro y viceversa.

Funcionamiento de un puerto serie.� UART (Universal Asyncronous Receiver/

Transmitter = Receptor/Emisor Asíncrono Universal) 8250. En la actualidad se utiliza el 16550.

� Funciones:� Convierte los bytes que recibe en paralelo en una

corriente serie de 8 bits y viceversa.� Añade los bits necesarios de comienzo, parada y

paridad a cada byte que va a ser transmitido y los elimina de los recibidos.

� Los bits son enviados a la velocidad apropiada.

9.2. PARALELO CENTRONICS).� Se envía un byte en cada ocasión lo que

demanda, 8 líneas de comunicación para los datos más las correspondientes líneas de control. Se utilizan 36 pines en conector centronics o 25 en conector db25.

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Tipos de puerto paraleloSPP PS/2 EPP ECP

Fecha 1981 1987 1994 1994

Fabricante IBM IBM Intel, Xircom y Zenith Data

Systems

Hewlett Packard y Microsoft

Bidireccional no si si si

DMA no no no si

Velocidad 150 Kbyte/seg 150 Kbytes/seg

2 Mbytes/seg 2 Mbytes/seg

9.3. USB (Universal Serial Bus)� El USB es un bus serie controlado desde la placa

base, a través del que se pueden realizar transferencias a una velocidad máxima de 12 Mbits/s.

� Permite la conexión de 127 dispositivos operando simultáneamente, cada uno con su propio identificador.

� Admite la conexión “en caliente”, es decir con el ordenador funcionando.

� Soporta “Plug and Play”, reconoce el elemento concreto conectado y realiza la asignación de recursos (IRQ, Canal DMA, direcciones de E/S).

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

Características:

� Ancho de banda:� L - 1,5 Mbps� F – 12 Mbps

� HS – 480 Mbps

� Consumo de los devices:� 100 mA� 500 mA

Arquitectura del USB

� Un HOST� Hasta 127 DEVICES

HOST

DEVICE DEVICE

DEVICE

HUB

HUB

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USB-On-The-Go

� Dispositivo con ROL dual.� p.e. Una cámara quiere imprimir

directamente, actúa como HOST con respecto a la impresora. Descargamos sus fotos en el ordenador, actúa como DEVICE con respecto al mismo.

Arquitectura software

� Tuberías de comunicación (Data pipes): EndPoints.

� Equipos multifunción (interfaces)

9.4. FIREWIRE

� El bus IEEE1394 ( también llamado Firewire, iLink o terminal DV)

� Es un bus serie de alta velocidad complementario del USB que mejora la conectividad de dispositivos incluyendo videocámaras, dispositivos de almacenamiento y periféricos.

� Debe coexistir pacíficamente con USB quedando éste para periféricos de menor ancho de banda.

� También proporciona hasta 15 W de potencia a los dispositivos conectados a él.

� No son compatibles. Las diferencias entre ambos buses son:

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1394/FireWire/i.Link USBMáximo nº de dispositivos 62 127Inserción en caliente si siMáx. longitud del cable 4,5m 5mVelocidad de transferencia400mbps 12mbpsVelocidad en el futuro 800mbps-1Gbps+ hasta 460MBCompatible Macintosh Sí ?Conexión de disp. Internos Sí NoPeriféricos típicos: Videocamaras Teclados

Discos duros RatonesImpresora Monitoresscaner Jostic

FIREWIRE

9.5. INFRARROJOS

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

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9.6. BLUETOOTH

� Bluetooth está basado en una tecnología de networking de un solo chip, que suministra comunicación en una frecuencia de 2,4 GHz.

� Los aparatos tienen un radio de acción de 10 metros y se pueden conectar hasta ocho aparatos en red en un punto.

� La tecnología Bluetooth utiliza una señal que opera en la banda de los 2,45 GHz y que hace múltiples saltos de espectro para reducir la interferencia con otros dispositivos, como los mandos de apertura de puertas de garajes que trabajan en la misma banda.

� La señal cambia 1.600 veces cada segundo sobre 79 frecuencias distintas.

BLUETOOTH� La señal es omnidireccional y atraviesa paredes y

maletines, dentro de un radio de 10 metros. � En cualquier grupo de dispositivos Bluetooth, uno

de ellos actúa como maestro y soporta hasta otros siete dispositivos, que trabajan como 'esclavos'.

� Bluetooth está diseñada para funcionar con cualquier fabricante y sistema.

� El nombre, un tanto extraño, proviene del rey danés Harald Bluetooth, que en el siglo X unió bajo un mismo reino a todas las tribus que poblaban el territorio de Dinamarca.

� La tecnología incorpora distintos niveles de seguridad. No existe nada 100% seguro, pero Bluetooth hace que interceptar una señal sea prohibitivamente difícil y caro".

CAPÍTULO 10. ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS.

� Además de los sistemas vistos hasta el momento, el ordenador requiere algunos sistemas o subsistemas que le permitan llevar a cabo su tarea, como por ejemplo se pueden citar:� Fuente de alimentación,� Reloj, � Memoria RAM CMOS

� Buses.

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10.1. Fuente de alimentación

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

� En el PC se necesitan para los distintos sistemas las siguientes tensiones: +3.3V, + 5 V., - 5 V., + 12 V. y - 12 V., todas ellas respecto de masa (GND: Ground). La principal es la de + 5 V y 3.3V. Las tensiones de + 12 V. y - 12 V. se utilizan para las comunicaciones serie del interfaz RS-232 y Potencia de discos duros y CD/DVD.

Tensiones de la fuente

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

� Tensión Imax� +3.3V 10� + 5 V. 15� - 5 V. 0,3� + 12 V. 4,2� - 12 V. 0,25

Fuentes

� La fuente genera una señal de POWER_GOOD que activa durante el proceso de encendido del ordenador produciendo el RESET del mismo.

� Es importante atender a la disipación del calor. Por eso las fuentes llevan un ventilador para forzar la circulación de aire.

� Se han ido incorporando ventiladores, primero a los propios microprocesadores y en las mismas cajas,

� En algunas utilizaciones, donde es de vital importancia no perder los datos, se dispone de los denominados Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI / UPS: Uninterrupted Power System).

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Diagrama de Bloques de una Fuente C.

10.2. Reloj.

� Los sistemas considerados son síncronos, por lo que necesitan de una señal de reloj

� Esta señal se obtiene de un oscilador cuya frecuencia se controla por un cristal de cuarzo.

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

� Los AT, basados en el µP 80286 fueron aumentado la frecuencia de funcionamiento a 6, 8 10 y 12, llegando en algunos hasta 20 MHz.

� En el 80386 se utilizaron frecuencias de 25, 33 y 40 MHz. En el 486 se llegó hasta los 66 MHz.

� En los Pentium se arrancó de los 66 MHz, y en la actualidad : 750, 900,1.200,1.500 hasta 3000 MHz.

10.3. Memoria RAM CMOS.

� En los ordenadores actuales se emplea una memoria RAM de tipo CMOS (circuito MC 14618) alimentada por una pila, lo que permite mantener ciertos datos, aunque se encuentre desconectado.

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

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

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10.4. Buses.� Comunicación interna

� Bus de direcciones� Bus de datos� Bus de control

� Ciclo de bus: Secuencia de estados que ocurren cuando la CPU tiene que acceder a la memoria o a los dispositivos de entrada/salida para:� - lectura de una instrucción (ciclo "fetch").� - lectura de un dato.� - escritura de un dato.

� La CPU pone una dirección en el bus de direcciones y se produce una transferencia de datos a través del bus de datos. Además se activan durante el ciclo de bus otras señales de control.

Evolución del Bus de expansión:

� PC original: Bus de datos de 8 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 bits� Bus de direcciones de 32 bits� Bus de expansión: AT

Tipos de bus� PS/2: MCA (Micro Channel Adapter) Bus de expansión

nuevo, incompatible con lo anterior.� EISA (Extended ISA): Similar al MCA (32 bits de datos y

direcciones), pero compatible con ISA.� BUS LOCAL: Adaptación del AT. Permite placas de

expansión con bus de datos de 32 bits. � BUS PCI:Mejora las prestaciones del bus local,

permitiendo el PnP (Plug and Play: enchufar y usar). Permite el trabajo en 32 y en 64 bits con velocidades de transferencia de 132 MB/s y 264 MB/s, conectores de 124 contactos. 184 contactos.

� BUS PCMCIA: Bus miniaturizado diseñado para los portátiles (LAPTOP) que permite ampliaciones de memoria, modems y tarjeta bus local. Conector de 68 patillas.