HARDWARE DE UN ORDENADOR PERSONAL

HARDWARE DE UN ORDENADOR PERSONAL

ANGEL MARTINEZ SANCHEZ

Hardware de un PC Ángel Martínez Sánchez _____________________________________________________________________________________________________

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HARDWARE DE UN ORDENADOR PERSONAL INDICE 1 Introducción..............................................................................................................3 2.1 Un poco de historia: Generaciones de ordenadores .................................................3 2.2 Un poco (más) de historia: evolución de los ordenadores personales .......................3 2.3 Hardware versus software .....................................................................................5 3 Estructura básica de un ordenador............................................................................5

3.1 Unidad Central de Proceso ..................................................................................7 3.1.1 Unidad Aritmético-Lógica (UAL) ...................................................................7 3.1.2 Unidad de Control (UC) ................................................................................7

3.2 Bus ....................................................................................................................8 3.3 Sistema de memoria .........................................................................................11

4. Unidades de almacenamiento .................................................................................17 4.1 Estructura física de un disco duro ....................................................................17 4.2 Estructura lógica del disco...............................................................................18 4.3 Controladora del disco duro..............................................................................19

5. Periféricos .............................................................................................................20 5.1. De entrada.......................................................................................................20

5. 1.1 Teclado......................................................................................................21 5.1.2 Ratón .........................................................................................................21 5.1.3 Tabletas digitalizadoras.............................................................................22 5.1.4 Escáner ......................................................................................................22 5.1.5 Lápiz óptico................................................................................................24

5.2 Periféricos de salida.........................................................................................24 5.2.1 Sistema de vídeo........................................................................................24 5.2.1.1 Monitor....................................................................................................24 5.2.1.2 Memoria de vídeo ....................................................................................26 5.2.1.3 Controlador de vídeo ...............................................................................27 5.2.2 Impresoras.................................................................................................27 5.2.2.1 Impresoras de impacto ............................................................................27 5.2.2.1.1 Impresoras matriciales o de agujas ......................................................27 5.2.2.1.2 Impresoras de margarita......................................................................29 5.2.2.1.3 Impresoras de banda............................................................................29 5.2.2.1.4 Impresoras de tambor .........................................................................29 5.2.2.2 Impresoras sin impacto ..........................................................................29 5.2.2.2.1 Impresoras térmicas............................................................................30 5.2.2.2.2 Impresoras electrostáticas .................................................................30 5.2.2.2.3 Impresoras láser .................................................................................31 5.2.2.2.4 Impresoras de inyección de tinta .........................................................32 5.2.2.2.5 Impresoras de sublimación de tintas....................................................33 5.2.2.2.6 Impresoras de ceras (o de transferencia térmica) ..............................33 5.2.3 Trazadores gráficos o plotters..................................................................34

5.3 Periféricos de entrada/salida...........................................................................34 5.3.1 Módem (Modulador/demodulador)..............................................................34 5.3.2 Tarjetas de red .........................................................................................35 5.3.2 Pantallas táctiles .......................................................................................35


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1 Introducción Estos apuntes pretenden dar una visión general de algo tan poco sugerente, por lo menos en cuanto a su nombre, como es el hardware de un ordenador personal. Por supuesto que no pueden ser exhaustivo y que quedan anticuadas en el momento en que son escritos, dada la velocidad con que evoluciona las tecnologías de la información. Por ello los datos no hay que asumirlos como exhaustivos sino como referencia orientativa. 2.1 Un poco de historia: Generaciones de ordenadores

- Primera generación: Corresponde a los ordenadores electrónicos constituidos por válvulas de vacío. Eran muy voluminosos, sujetos a múltiples averías y con un alto consumo energético. En un principio estaban orientados a ser utilizados en el cálculo científico, aunque muy pronto se ofrecieron para operaciones de gestión.

- Segunda generación: Surge con la utilización de transistores montados sobre circuitos impresos. El volumen, el costo y la fiabilidad mejoraron considerablemente.

- Tercera generación: Al perfeccionarse las tecnologías de semiconductores condujo a la obtención de componentes que incluían múltiples transistores, resistores y diodos. Estos componentes, llamados circuitos integrados fueron utilizados en los ordenadores dando lugar a esta generación.

- Cuarta generación: Se puede situar en la aparición de los circuitos con integración a gran escala (VLSI). En 1971 la firma Intel consiguió integrar en un solo bloque la mayor parte de una Unidad Central de Proceso, fabricando un componente (el 4004) al que se empezó a llamar microprocesador.

2.2 Un poco (más) de historia: evolución de los ordenadores personales La evolución de los ordenadores personales se puede resumir en los siguientes hitos:

- En 1977 surge el Apple II, primer ordenador personal con prestaciones adecuadas y éxito en el mercado.

- En 1979 aparece la primera aplicación ofimática para los ordenadores

personales: la hoja de cálculo Visicalc para Apple II.


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- Es a parti r de 1981, fecha de lanzamiento del PC (Personal Computer) de IBM y del sistema operativo DOS (Disk Operating System) y la posterior adopción de sus componentes más esenciales por otros fabricantes, cuando los ordenadores personales adquieren las dimensiones de productos de venta y utilización masiva.

- En 1982 se comercializa la primera hoja de cálculo para los ordenadores

personales IBM o compatibles, denominada Lotus 1-2-3.

- En 1984 aparece el ordenador personal Macintosh, diferente en concepción y arquitectura al ordenador personal IBM y compatibles.

- En 1987 surge la segunda generación de ordenadores personales IBM, los PS/2.

Los fabricantes de compatibles no secundan esta segunda generación.

- En 1990 se comercializa el sistema operativo Windows versión 3.0, primer entorno operativo con éxito comercial que incorpora interfaz gráfico de usuario y capacidades de multitarea, aunque limitada, para ordenadores personales IBM o compatibles.

- En 1992 se lanza el sistema operativo OS/2 versión 2.0 para los ordenadores

personales IBM o compatibles, que es el primer sistema operativo con capacidades reales de multitarea.

- En 1993 aparece el sistema operativo Windows NT para ordenadores

personales IBM o compatibles, que ofrece servicios avanzados tales como conectividad a redes o multiproceso simétrico.

- En 1994 Apple comercializa el primer ordenador personal, modelo Macintosh,

empleando un procesador con tecnología RISC (Reduced Instruction Set Computer).

- En 1995 se produce el lanzamiento de Windows 95, sucesor de Windows 3, que

constituye un auténtico sistema operativo, a la vez que sus grandes posibilidades gráficas, multimedia y de conexión de componentes lo convierten en el sistema operativo más utilizado. En 1998 se lanza Windows 98, actualización de Windows 95, que mejora a éste en una mayor robustez y mayor velocidad de ejecución de aplicaciones. También aparece Windows NT 4.0, que Microsoft en el campo de los sistemas operativos para servidores y estaciones de trabajo.

- En el año 2000 aparecen Windows Millenium, sucesor de Windows 98, y

Windows 2000 sucesor de Windows NT. En la actualidad existen dos familias de ordenadores personales netamente diferenciadas, la primera de las cuales está constituida por los productos fabricados por IBM y sus compatibles, mientras que la segunda corresponde a los equipos que forman la gama Macintosh. A pesar de esto, la familia de compatibles IBM está ganando posiciones respecto a los Macintosh, principalmente debido a su menor precio y mayor facilidad de ampliación.


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2.3 Hardware versus software Un ordenador está constituido por un conjunto de circuitos y elementos físicos. A esta parte se le denomina con el nombre ingles de hardware. El hardware de un ordenador es totalmente inútil sin la existencia de lo que aporta “inteligencia” a la máquina, y a ello se le llamo software. Esta palabra fue inventada exprofeso para indicar lo opuesto a hardware. 3 Estructura básica de un ordenador Un ordenador está formado por un conjunto de subsistemas o componentes con funciones específicas dentro del funcionamiento global del mismo. Siguiendo la arquitectura diseñada por Von Neumann a principios del siglo XX, un ordenador consta de tres subsistemas fundamentales:

- Unidad Central de Proceso Es el subsistema encargado de extraer secuencialmente de la memoria las instrucciones, analizarlas y ejecutarlas, además de coordinar todos los subsistemas del ordenador. - Memoria Se encarga de almacenar las instrucciones que constituyen el programa y, eventualmente, los datos y los resultados. - Subsistemas de Entrada/Salida Permiten la comunicación del ordenador con el exterior.


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Los tres subsistemas se comunican entre sí a través del denominado bus, que es el medio físico empleado para transmitir la información entre ellos. El conjunto de programas que gestionan, controlan y optimizan la explotación de dichos subsistemas reciben el nombre de sistema operativo. Los componentes mencionados anteriormente son subsistemas comunes a cualquier ordenador, ya sea personal, central, estación de trabajo, etc. Los ordenadores personales se diferencian del resto por sus menores prestaciones, su gran versatilidad y flexibilidad, su facilidad de manejo y por su mayor interacción con el usuario. Además de los sistemas operativos, existe un segundo conjunto de programas, denominado equipo lógico de usuario, que proporcionan las distintas funcionalidades a las cuales puede ser destinado un ordenador personal. El equipo lógico de usuario se clasifica según su ámbito de utilización en:

- Ofimática, en la cual se incluyen los procesadores de textos, las hojas de cálculo, los paquetes gráficos y de presentaciones, las bases de datos ofimáticas y los paquetes de autoedición.

- Multimedia. - Diseño asistido por ordenador (CAD). - Desarrollo profesional de aplicaciones. - Aplicaciones de cálculo científico y de ingeniería. - Aplicaciones especiales (inteligencia artificial, control de procesos,gestión

de redes, etc.). - Servidores dedicados a funcionalidades específicas tales como servidorde

comunicaciones, servidor de fax, etc.

Como se ha dicho anteriormente, los ordenadores personales están constituidos, minimamente, por los siguientes dispositivos: -Unidad Central de Proceso (UCP) -Unidad de Memoria -Unidad de Entrada/Salida y todos ellos se comunican entre si por medio de buses y ejecutan sus funciones específicas sincronizados por un reloj.


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3.1 Unidad Central de Proceso Es el componente encargado de llevar a cabo el proceso de la información y regular la actividad de todo el sistema del ordenador. Está formada por una unidad de control que lee, interpreta y realiza las instrucciones del programa en ejecución, una unidad aritmético-lógica que ejecuta las operaciones lógicas y aritmé ticas, y una zona de registros o zonas de almacenamiento donde se guardan los datos que se están procesando. La unidad central de proceso suele denominarse con las siglas CPU (Central Process Unit) o UCP (Unidad Central de Proceso), procesador o microprocesador. Las unidades centrales de proceso se caracterizan principalmente por la tecnología empleada (CISC o RISC), la longitud de la palabra de datos en bits, la utilización de coprocesadores y por la frecuencia de reloj en MHz. 3.1.1 Unidad Aritmético-Lógica (UAL) La unidad aritmética y lógica, llamada también unidad de cálculo, es la encargada de efectuar el conjunto de operaciones con las que está dotado el ordenador. Se compone de registros y de un conjunto de circuitos lógicos responsables de realizar las operaciones lógicas y aritméticas prefijadas desde la etapa de diseño del ordenador. 3.1.2 Unidad de Control (UC) La unidad de control es la encargada de gobernar el funcionamiento del ordenador. La UC tiene como responsabilidad recibir e interpretar cada instrucción a ejecutar por el ordenador, para posteriormente transformarla en una serie de microinstrucciones a muy bajo nivel, particulares para cada arquitectura de ordenador. La UC dispone de la circuitería necesaria para leer la dirección de memoria que contiene la instrucción a ejecutar, localizar dicha instrucción y escribirla en un registro destinado para tal fin en la UC (registro de instrucción). Posteriormente otro elemento de la unidad de Control (Decodificador) transforma la información de este registro en una información más amplia e inteligible para el secuenciador.


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El secuenciador analiza e interpreta la salida del decodificador, y en función de esta información ejecuta un microprograma contenido en la memoria de control, que produce las microinstrucciones necesarias para que se ejecute la instrucción. Esta forma de ejecutar las instrucciones (por firmware) es propia de las UC programadas que son las más extendidas. Existen otro tipo de UC, llamadas UC cableadas donde las instrucciones están implementadas por hardware. Al finalizar la ejecución de la instrucción en curso, el registro contador de programa contiene información sobre la dirección de memoria en que se encuentra la siguiente instrucción que debe ejecutarse. Por tanto, una vez finalizada la ejecución de una instrucción, la circuitería de la UC lee de este registro contador de programa la dirección de la instrucción siguiente para su ejecución, volviendo nuevamente a comenzar el ciclo.

Si la instrucción es compleja, generará muchas microinstrucciones y algunas de ellas necesitarán varios ciclos de reloj para completarse. Como la ejecución de la instrucción se dará por terminada cuando se hayan ejecutado todas las microinstrucciones, esta instrucción compleja necesitará varios ciclos de reloj para su finalización. 3.2 Bus Entre los componentes básicos que definen la estructura de un ordenador hay que incluir el bus. Constituye el medio físico a través del cual se comunican entre sí todos los componentes de un ordenador. Su capacidad y rendimiento deben estar en correspondencia con la demanda de servicio que realizan los componentes a él conectados, tales como la unidad central de proceso, la memoria, etc. Un bus se puede caracterizar desde el punto de vista tecnológico por varios factores, de los cuales los más significativos son su longitud de palabra de datos, el protocolo de arbitrio y su velocidad de transferencia en MegaBytes/s.


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El bus de datos original de los primeros ordenadores obedece a la arquitectura ISA (Industry Standard Architecture) que maneja palabras de 16 bits y posee una velocidad de transferencia de 10 MB/s. Esta arquitectura constituye la base de la mayoría de los equipos instalados aunque puede ocasionar cuellos de botella cuando se trata de dar servicio a periféricos de alta velocidad como por ejemplo al sistema gráfico. La solución a este problema ha sido abordada desde varias alternativas:

1. La primera es la denominada arquitectura EISA (Extended Industry Standard Architecture) que está constituida por un bus de 32 bits, proporciona una velocidad de transferencia de 33 MB/s y mantiene plena compatibilidad con las tarjetas ISA. Aún siendo tres veces más rápida que la arquitectura ISA, su rendimiento es inferior a la demanda de servicio realizada por el sistema gráfico, por lo que su presencia prácticamente se reduce a servidores de red de área local como segundo bus de baja velocidad.

2. La arquitectura MCA (Micro Channel Architecture) está también constituida por un bus de 32 bits y una velocidad de transferencia de 40 MB/s. Esta arquitectura posee como principal inconveniente la incompatibilidad absoluta con la arquitectura ISA. Ello significa una amenaza potencial a las inversiones realizadas previamente en tarjetas de ampliación. En la actualidad su utilización es residual en la línea de equipos PS/2 de IBM.

3. Otra posible solución ha sido propuesta bajo el nombre de VL-Bus (Vesa Local Bus), que utiliza un bus de 32 bits y ofrece una velocidad de transferencia de 132 MB/s. Esta solución presenta la ventaja de sus elevadas prestaciones a cambio de soportar un número pequeño de periféricos y ser dependiente de la unidad central de proceso utilizada. La solución adoptada mayoritariamente por los fabricantes consiste en la utilización de esta arquitectu ra para los componentes más rápidos del ordenador, tales como el sistema gráfico y el sistema de almacenamiento en disco, y el empleo de la arquitectura ISA para dar servicio a los periféricos más lentos. Esta arquitectura soluciona eficazmente los problemas más críticos de la arquitectura ISA y resuelve las necesidades actuales en cuanto a potencia y rendimiento del ordenador.

4. La cuarta alternativa, denominada arquitectura PCI (Peripheral Component Interconnect) está también constituida por un bus de 32 bits con velocidad de transferencia de 33 Mhz en sus primeras versiones, y de 64 bits con 66Mhz de velocidad en las más actuales. La arquitectura PCI presenta como principales ventajas sus elevadas prestaciones, la configuración automática de periféricos y su independencia con respecto a la unidad central de proceso utilizada. El enfoque adoptado por los fabricantes es similar al utilizado en la arquitectura VL-Bus: conectan al bus PCI los componentes más rápidos de ordenador y emplean la arquitectura ISA para dar servicio a los periféricos más lentos. Esta arquitectura ha sido diseñada para trabajar con unidades centrales de proceso de altas prestaciones (Pentium, PowerPc, etc.) y ha conseguido el respaldo de los grandes fabricantes de ordenadores.

En la práctica la arquitectura VL-Bus domina los equipos basados en 486 mientras que la arquitectura PCI constituye la base de la mayoría de equipos basados en Pentium y Pentium II.


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La asociación de fabricantes PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) ha desarrollado un bus de 32 bits que presenta, como principales ventajas, la capacidad de configuración automática de los periféricos y la posibilidad de insertar o extraer tarjetas del equipo sin necesidad de apagarlo, pero al mismo tiempo adolece de inconvenientes potenciales en cuanto a posibilidad de intercambio de tarjetas entre equipos de distintos fabricantes. La arquitectura PCMCIA se diseñó por requisito exclusivo de la industria de ordenadores portátiles y hoy en día es el estándar de este tipo de ordenadores. Existen distintos tipos de tarjetas PCMCIA dependiendo de su grosor: tipo I (3,3 mm), tipo II (5 mm) y tipo III (10,5 mm). Lo más conveniente en un portátil es que posea el mayor número posible de ranuras del tipo III, pues en ellas se podrá conectar cualquier tarjeta PCMCIA. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el bus del puerto de vídeo funciona a 33 Mhz, con lo que sólo puede alcanzar una velocidad de transferencia de 133 MB/s, cantidad que se alcanza fácilmente con una aplicación de elevada potencia gráfica.. Para solucionar este problema, se ha desarrollado un nuevo bus denominado AGP (Puerto Gráfico Acelerado), empleado exclusivamente para el puerto de vídeo, pues son las aplicaciones gráficas las que mayor uso hacen del bus. Una ventaja del puerto AGP es que libera al bus PCI de todas las tareas gráficas, aumentando de esta manera el ancho de banda del resto de periféricos que utilizan dicho bus. Merece una mención aparte el USB (Universal Serial Bus), mediante el cual se pretende la desaparición de los puertos de conexión en serie, en paralelo, el puerto del ratón, teclado, etc. Este bus permite conectar hasta 128 periféricos, que serán reconocidos automáticamente por los sistemas operativos que soporten este estándar. Con este bus se facilita la conexión de los distintos periféricos que pueden conectarse a la placa de un ordenador personal. Reloj El ordenador posee un funcionamiento síncrono gobernado por un reloj, de tal manera que el tratamiento de la información se realiza con arreglo a una secuencia ordenada de operaciones en el tiempo. El reloj genera los impulsos eléctricos que permiten sincronizar las operaciones, esto es, marca el principio, la duración y el final de cada operación. El número de impulsos


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generados se mide en Megahertzios (MHz) que indica el número de millones de pulsos generados por el reloj en un segundo. La frecuencia de reloj determina la velocidad en la transferencia de un dato entre dos dispositivos conectados al mismo bus (por ejemplo, lectura de una palabra de memoria por parte de la UCP). Para la transferencia completa de un dato pueden ser necesarios varios ciclos de reloj, en cada uno de los cuales son ejecutadas las operaciones más elementales que conforman dicha transferencia. El incremento de la velocidad de proceso en los ordenadores personales se ha conseguido gracias a la utilización de los últimos avances tecnológicos. Con el empleo de la tecnología VLSI (Very Large Scale Integration, Integración a Escala Muy Grande) disminuyen los costes asociados a todos los circuitos electrónicos. Longitud de la palabra de datos La longitud de la palabra de datos determina la cantidad de información que es capaz de procesar simultáneamente la unidad central de proceso en cada pulso de reloj. Se mide en bits. A mayor longitud de palabra mayor complejidad y circuitería necesaria en la UCP, pero mayor potencia de proceso. Coprocesador La arquitectura de un PC también puede contar con coprocesadores. Estos son microprocesadores especializados en la ejecución de determinados cálculos, que descargan de estas funciones a la unidad central de proceso. Su necesidad depende de la complejidad de las aplicaciones que van a ser ejecutadas. 3.3 Sistema de memoria Clasificación Se pueden elegir muchos criterios de clasificación de los tipos de memoria, uno de ellos es por la posibilidad de escritura en ella:

- De acceso directo (o aleatorio): La selección de una unidad direccionable de memoria requiere siempre el mismo tiempo, independientemente de su situación física. Este tipo de memoria es conocida como RAM (Random Access Memory). Se caracteriza por poder leer y escribir en ella. La memoria principal del ordenador es de este tipo.

- ROM (Read Only Memory), que viene grabada en el proceso de fabricación y no

es posible reescribir sobre ella. Dentro de ellas, se pueden distinguir:

o ROM configuradas en el momento de su fabricación, una vez configuradas no pueden ser borradas.

o EPROM (Erasable Programmable ROM). Este tipo de memorias se pueden borrar (sometiéndolas a una exposición de rayos ultravioleta) y posteriormente pueden ser programadas.

o EEPROM (Electrically Programmable ROM). Son memorias EPROM borrables eléctricamente sin necesidad de recurrir a una extracción de


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su zócalo para ser sometida a la acción de los rayos ultravioleta. Un ejemplo de ellas es la BIOS.

Memoria Principal La memoria principal es la unidad del ordenador en donde se almacenan los datos y las instrucciones de los programas en ejecución, que recupera y graba en ella la unidad central de proceso a través de las dos operaciones básicas definidas sobre ella, una de lectura y la otra de escritura. Para su comunicación se conectan directamente al mismo bus ambas unidades, la UCP y la memoria. La memoria principal puede ser central o expandida. La memoria central está dividida en celdas formadas generalmente por un octeto. Cada uno de esos octetos es una unidad direccionable en la memoria. El mapa de memoria se corresponde con el espacio de memoria direccionable. Este espacio viene determinado por el tamaño de las direcciones, es decir, por el tamaño del bus de direcciones. Las características más importantes de la memoria principal son:

- Capacidad: Es la cantidad de información que puede almacenar, medida en unidades de bits, octetos (Bytes) o palabras, junto con los prefijos K (kilo,210 = 1024 ), M (mega, 1K . 1K ), G (giga, 1M . 1K). Así, si decimos “esta memoria es de 32 M”, estamos queriendo decir que tiene 32 . 220 bytes.

- Expansión: La máxima capacidad de memoria RAM determina el potencial del

ordenador para su futuro crecimiento. Esta máxima capacidad instalable representa el rango de memoria que el ordenador puede soportar. Para ello, en algunos modelos se pueden utilizar tarjetas de memoria además de la memoria montada en la propia placa base. La memoria caché externa también puede ser ampliada para cada procesador. Esta capacidad afecta al potencial del ordenador para mejorar su rendimiento.

- Tiempo de acceso: El tiempo transcurrido desde que se solicita una lectura

hasta que la información está disponible en un registro fuera de la memoria principal.

- Ciclo de memoria: tiempo requerido en la ejecución de una operación de

memoria y la solicitud inmediata a la memoria de otra operación idéntica. La memoria central es direccionable por octetos, mientras que la expandida lo es por páginas, lo cual indica mayor complejidad de circuitería para la memoria central, y por tanto mayor coste. La memoria expandida tiene como misión fundamental colaborar con la memoria central en los procesos de paginación. Estos procesos sirven para dotar a los trabajos de una memoria mayor de la que físicamente posee el ordenador.


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Cuando algún programa en ejecución necesita más memoria, envía una parte de la memoria central, dividida en porciones iguales (llamadas “páginas de memoria”), a memoria expandida o a disco. Preferentemente lo hará sobre memoria expandida, dependiendo de si tiene suficiente cantidad libre, puesto que en el caso de que se necesite recuperar de nuevo una información que ha sufrido un proceso de paginación, el tiempo de recuperación será mucho más rápido si se encuentra en memoria expandida que si se encuentra sobre memoria auxiliar (disco). En la siguiente figura podemos ver los diferentes tipos de memoria organizados en orden jerárquico de tiempo de acceso. Vemos que cuanto mayor es su velocidad de transferencia (con la CPU) menor es su capacidad de almacenamiento y viceversa. El objetivo de esta organización es adecuar la velocidad de la unidad central de proceso a la velocidad de transferencia de la memoria al menor coste posible.

Antememoria (memoria caché) interna La antememoria es una memoria auxiliar de acceso aleatorio (RAM) de baja capacidad y muy rápida, que se añade entre la memoria principal y la UCP para mejorar el rendimiento del ordenador. En la memoria caché, el sistema guarda las posiciones de la memoria principal que más frecuentemente prevé que van a ser usadas, ganando mucha velocidad en el acceso a éstas. La memoria caché puede ser integrada, si está incluida en el propio procesador, o externa, si está fuera del procesador. Esta última es instalable por el usuario. La memoria caché en algunos sistemas se divide en caché de instrucciones y caché de datos. La arquitectura de la memoria caché puede ser mapeada directamente o responder a una arquitectura (caché secundario unificado, Harvard Architecture, etc.) que resuelve algunos de los inconvenientes que presenta la primera. En la arquitectura mapeada directamente cada dirección de la memoria principal se corresponde con una posición de la memoria caché. Pero cada posición de la caché puede aceptar datos de multitud de direcciones de la memoria principal, aunque no de más de una simultáneamente. Esta última circunstancia, la relación de varios a uno entre la memoria principal y la memoria caché puede ser causa de cuellos de botella en el acceso a datos.


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La memoria caché puede ser de dos tipos:

1. Caché de lectura: cuando la UCP intenta realizar una operación de lectura sobre un dispositivo de memoria, principal o auxiliar (disco),antes comprueba si esa información existe ya en la memoria caché. En el caso de que así fuera, toma el dato de la memoria caché ahorrando tiempo de proceso y operaciones de entrada/salida. Si la información solicitada se encuentra en la memoria principal y no en la memoria caché, se recuperaría de la memoria principal y se escribiría también en la memoria caché para un posible uso posterior. Si la información no existiera en la memoria caché ni en la memoria principal, se recuperaría del disco a la memoria principal y se escribiría también en la memoria caché para un posible uso posterior. Si la memoria caché estuviera llena, escribiría también la información recuperada pero borraría la información que fue requerida hace más tiempo. El objetivo de la memoria caché en lectura es mejorar el rendimiento reduciendo el número de operaciones entrada/salida, para lo cual el sistema situará en el caché los datos más utilizados.

2. Caché de escritura: en este tipo de caché las operaciones de escritura no

se apuntan directamente sobre memoria principal, sino que se escriben en memoria caché, con lo cual la operación de entrada/salida se da por finalizada y puede continuarse con el proceso de la siguiente instrucción. Posteriormente esta información se transfiere de forma asíncrona a memoria principal. El objetivo de la memoria caché en escritura es mejorar el rendimiento liberando lo antes posible las operaciones de escritura.

Antememoria (memoria caché) externa Las controladoras de las unidades de almacenamiento también pueden disponer de memorias caché externas, en donde se copian los datos que van a ser grabados o leídos de la unidad de almacenamiento, para mejorar las velocidades de transferencia de datos a estos dispositivos Configuración de memoria según el DOS La memoria reside en la tarjeta del sistema principal del PC o en tarjetas de expansión de memoria. A continuación se describen los tipos de memoria que podría tener un PC:

- Memoria convencional: Hasta los primeros 640 KB de memoria de un equipo. Debido a que DOS administra por sí mismo la memoria convencional, no necesita un administrador adicional.

- Area de memoria superior: Son los 384 KB de memoria que se encuentran a

continuación de los 640 KB de memoria convencional. El área de memoria superior es utilizada por el hardware del sistema, como por ejemplo el adaptador de vídeo. Las partes de la memoria superior que no se usan se llaman bloques de memoria superior (UMB). Los bloques UMB se podrán utilizar para ejecutar controladores de dispositivos y programas residentes en memoria.


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- Memoria extendida (XMS): Es la memoria que se encuentra por encima de 1

MB. Esta memoria requiere un administrador de memoria extendida.

- Área de memoria alta (HMA): Son los primeros 64 KB de memoria extendida.

- Memoria expandida (EMS): Es la memoria extra (además de la

convencional) que pueden utilizar algunas aplicaciones basadas en DOS. La mayoría de los equipos pueden acomodar memoria expandida. La memoria expandida se instala en una tarjeta de memoria expandida y viene incorporada en el administrador de memoria expandida. Los programas emplean memoria expandida en bloques de 64 KB dirigiéndose a una parte del área de memoria superior llamada marco de página EMS. Debido a que un administrador de memoria expandida proporciona acceso a sólo una cantidad limitada de memoria expandida a un tiempo, el uso de ésta será más lento que el de la memoria extendida.

Esta estructura de memoria ha desaparecido con el DOS, ya que OS/2, Windows 95 y Windows 98 tienen un esquema de memoria plano. Tipos de módulos de memoria La memoria se inserta en el ordenador empleando unos conectores específicamente diseñados para esto. Dichos conectores se presentan en dos formatos, que admiten dos tipos de módulos de memoria distintos:


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La fabricación de los módulos de memoria se realiza empleando tres tipos de tecnología diferentes: - FPM (Fast Page Mode), que ya ha quedado anticuada por ser la más antigua y la

que ofrece unas peores prestaciones, aparece en los módulos SIMM de 30 y 72 )contactos, y suele aparecer en ordenadores basados en procesadores 486 y en los primeros Pentium.

- EDO (Extended Data Out) es la que se encuentra instalada en la mayoría de

los ordenadores personales que cuentan con procesadores Pentium y Pentium Pro. Ofrece unas prestaciones muy superiores a la tecnología FPM, que ofrece un tiempo de acceso y una velocidad de transmisión mucho mejor que las memorias de tipo FPM, y se encuentra montada tanto en módulos SIMM de 72 contactos como en módulos DIMM de 168 contactos.

- Por último se encuentra la tecnología SDRAM (Synchronous Dynamic RAM),

aparecida en 1997, cuyos tiempos de acceso y transferencia son todavía mejores que las memorias de tipo EDO. Esta memoria se distribuye con los ordenadores que incorporan los últimos modelos de Pentium II, y se distribuye en módulos DIMM de 168 contactos.

Módulo Características Módulos SIMM (Single Inline Memory Module)

Utilizados en ordenadores con procesadores 486 y Pentium. Estos módulos están en desuso. Existen dos modelos: de 30 contacto y de 72 contactos, siendo recomendables estos últimos por su mayor eficacia en la transferencia de datos, y por poder emplear módulos de mayor de capacidad que alcanzan hasta los 32 MB.

Módulos DIMM (Dual Inline Memory Module)

Empleados en los ordenadores basados en los procesadores Pentium más avanzados Pentium II y III. Son módulos de 168 contactos, que emplean tecnologías de transferencia de datos más avanzadas que los módulos SIMM, y por ello su eficacia en la transferencia de datos.


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4. Unidades de almacenamiento Las unidades de almacenamiento son soportes físicos destinados a contener grandes volúmenes de información. Son reutilizables indefinidamente y permiten dos operaciones básicas: escritura y lectura.

Las unidades de almacenamiento se caracterizan fundamentalmente desde el punto de vista tecnológico por la velocidad de transferencia en MB/s y por el tiempo medio de acceso en milisegundos. La unidad de almacenamiento tratada en este epígrafe es el disco duro. 4.1 Estructura física de un disco duro Un disco duro se compone de muchos elementos; citaremos los más importantes de cara a entender su funcionamiento. En primer lugar, la información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de aluminio, recubiertos por material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro y atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad. Así mismo, cada disco posee dos diminutos cabezales de lectura/escritura, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 ó 4 micropulgadas. Estas cabezas generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información (dependiendo de la dirección hacia donde estén orientadas las partículas, valdrán 0 ó 1).


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Antes hemos comentado que los discos giran continuamente a gran velocidad; este detalle, la velocidad de rotación, incide directamente en el rendimiento de la unidad, concretamente en su tiempo de acceso . Es el parámetro más usado para medir la velocidad de un disco duro, y lo forman la suma de dos factores: tiempo medio de búsqueda (es él que tarda el cabezal en desplazarse a una pista determinada) y la latencia (tiempo que emplean los datos en pasar por el cabezal). La velocidad de rotación de las unidades antiguas era de 3.600 rpm, actualmente esta velocidad es 7.200 rpm e incluso 10.000 rpm. 4.2 Estructura lógica del disco

La superficie del disco se divide en una serie de anillos concéntricos, denominadas pistas. Al mismo tiempo, las pistas son divididas en tramos de una misma longitud, llamados sectores; normalmente un sector contiene 512 bytes. Otro concepto es el de cilindro, usado para describir las pistas que tienen el mismo número pero en diferentes discos. Finalmente, los sectores suelen agruparse en clusters o unidades de asignación.


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La capacidad de un disco se mide con estos tres valores: número de sectores por pistas, número de cabezas y número de cilindros (notación CHS). 4.3 Controladora del disco duro Es un componente electrónico que gestiona el flujo de datos entre el sistema y el disco, siendo responsable de factores como el formato en que se almacenan los datos, su tase de transferencia, velocidad, etc. Interfaz Disco Duro Velocidad Transferencia IDE 1 - 4 MB/s EIDE 11 MB/s SCSI 5 MB/s SCSI-2 10-40 MB/s Las velocidades de transferencia expuestas son las máximas alcanzables y dependen en todo momento de la arquitectura del bus al que estén conectados. Si bien el interfaz IDE (Integrated Drive Electronics) no ofrece las prestaciones del SCSI o SCSI-2, es el interfaz con mayor base instalada en el mercado. Este interfaz, conectado a una buena arquitectura de bus, puede ofrecer unas prestaciones adecuadas a la mayoría de usuarios finales. El interfaz EIDE (Enhanced IDE) es una mejora del interfaz IDE a nivel de velocidad de transferencia, número total de unidades gestionadas bajo la misma controladora (máximo cuatro) y ofrece la posibilidad de conectar unidades CD-ROM, así como superar el límite de los 500 MB de capacidad del interfaz IDE.. Similar al interfaz EIDE es el sistema Fast ATA-2, que ofrece unas prestaciones muy parecidas al anterior. Los interfaces SCSI (Small Computer System Interface) y SCSI-2 presentan como ventaja adicional sobre los interfaces anteriores su capacidad de controlar hasta ocho periféricos en cadena con una única tarjeta. Sobre el interfaz SCSI hay que indicar que su empleo en la actualidad es residual, estando más extendido en el mercado el SCSI-2. No obstante su utilización está más enfocada hacia servidores de redes de área local. Dentro de la interfaz SCSI-2 hay que distinguir los siguientes tipos de protocolos:

- Fast SCSI-2 que permite una velocidad de trasferencia de 10 MB/s. - Wide SCSI-2 que alcanza una tasa de transferencia de 20 MB/s.

- Fast Wide SCSI-2 que proporciona una velocidad de transferencia

asíncrona de 40 MB/s.


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Existe un conjunto de especificaciones para interfaces EIDE, denominada Ultra-DMA, que permite alcanzar tasas de transferencia de 16,6 MB por segundo, con ráfagas cercanas a los 30 MB. El número máximo de unidades de almacenamiento bajo la misma controladora y la capacidad máxima de almacenamiento son factores con una influencia directa en la escalabilidad del ordenador. Capacidad del disco La capacidad de almacenamiento del disco duro puede llegar a decenas de GB y el tiempo medio de acceso es habitual que esté por debajo de los 14 milisegundos, si bien debido a las limitaciones de la BIOS del ordenador, tanto MS-DOS, como Windows NT 3.51, como las primeras versiones de Windows 95 no permitían discos duros con más de 8.4 GB en una sola partición. Sin embargo, el sistema de ficheros de Windows 95 versión OSR2,Windows 98 y Windows NT sí que permiten discos duros de mayor capacidad. La capacidad de un disco duro se mide en tres valores: número de sectores por pista, número de cabezas y número de cilindros (notación CHS); el estándar IDE soporta 65.536 (216) cilindros, 16 cabezas y 255 sectores por pista, lo que nos da una capacidad de unos 137 Gigas. Por su parte, la BIOS (Basic Input/Output System) del PC soporta 1.024 (210) cilindros, 255 cabezas y 63 sectores; ya que ambos deben funcionar en conjunción (disco duro y BIOS), es el mínimo común denominador de ambos el que marcará la capacidad definitiva, que será de 1.024 cilindros (máximo de la BIOS), 16 cabezas (máximo del IDE) Y 63 sectores (máximo de la BIOS), lo que nos va a dar un total de (1.024 x 16 x 63 x 512 bytes por sector) 528 Megas. Para superar esta traba, la BIOS debe implementar el modo de trabajo conocido como LBA (Logical Block Adreesing), que traduce el esquema CHS a otro de direccionamiento lógico. Esta operación es totalmente transparente al sistema opera tivo y al software en general, y aporta la evidente ventaja de poseer acceder a todo el espacio disponible del disco duro del ordenador. Cuando una BIOS no soporta esta técnica, es preciso emularla por software; para ello, el fabricante de la unidad suele poner a disposición del usuario utilidades especiales que, en forma de driver (software específico para el controlor de un dispositivo) residente, logran engañar al sistema y obtener el mismo efecto que el LBA por BIOS. 5. Periféricos Los periféricos son elementos físicos externos al ordenador que permiten la comunicación entre la unidad central de proceso y el exterior. Por el sentido de la comunicación, desde el punto de vista de la unidad central de proceso, se dividen en tres grupos: 5.1. De entrada


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Son aquellos por los cuales se introduce la información al ordenador. Son periféricos de entrada: - Teclado. - Ratón.

- Tableta digitalizadora. - Escáner

- Lápiz óptico. 5. 1.1 Teclado Es el dispositivo físico de entrada por el que se introducen datos en el sistema de manera interactiva. La circuitería del teclado es la responsable de que cuando se pulsa un determinado carácter, el terminal lo envíe al ordenador, bien agrupándolo en paquetes o transmitiéndolo individualmente. También la circuitería del teclado podrá tener otras funciones adicionales según esté diseñado, como buffering de un número determinado de caracteres, repetición de tecla, etc.

El tipo estándar de teclado es el denominado QWERTY, llamado así por la disposición de las primeras teclas asociadas a letras situadas en la parte superior izquierda del teclado. La disposición de teclas en este tipo de teclado no es óptima ya que fue diseñado en el siglo pasado para dar respuesta a los requisitos técnicos de las máquinas de escribir de la época. Hoy día se podría buscar una disposición más optimizada pero el teclado QWERTY ha quedado ya como un estándar. El teclado más usual es el extendido, que consta de 101/102 teclas, incluyendo las teclas de funciones. Las teclas de función son programables y su pulsación desencadena una serie de acciones que han sido programadas previamente. La tecnología de fabricación de los teclados está basada en una matriz de interruptores. Estos interruptores pueden ser mecánicos (teclados mecánicos) o electrónicos (teclados de membrana). Cuando se pulsa una tecla, se cierra un circuito eléctrico y se manda una señal digital al ordenador. Cada tecla y ciertas combinaciones de dos o más teclas generan una única señal digital. 5.1.2 Ratón


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Es un simple dispositivo manual situado sobre una superficie plana, que transforma el movimiento de la mano en movimiento del cursor en la pantalla.

Según se realice esa transformación se pueden distinguir los siguientes tipos de ratones:

- Mecánicos: Por medio de una bola giratoria alojada en el interior del ratón, que al desplazarse sobre la superficie plana provoca el giro de dos cilindros perpendiculares entre sí, al estar éstos en contacto con la bola. Los cilindros dirigen codificadores electromecánicos que envían señales eléctricas al ordenador, traducidas por software en movimiento del cursor. Este tipo de ratones son los más utilizados.

- Optomecánicos: Trabajan según el mismo principio que los mecánicos, pero

aquí los cilindros están conectados a codificadores ópticos que envían pulsos luminosos al ordenador en vez de señales eléctricas.

- De ruedas: Sustituyen la bola giratoria por unas ruedas de material

plástico, perpendiculares entre sí, dirigiendo así a los codificadores directamente.

- Ópticos: Poseen unos fotosensores que detectan el movimiento de aquellos

sobre una superficie especial de tamaño limitado, formado por una rejilla reflectante.

5.1.3 Tabletas digitalizadoras

Son dispositivos que generan las coordenadas de un puntero móvil en el plano o en el espacio (modelos tridimensionales). El puntero puede ser un lápiz o un cursor móvil, que el usuario desplaza siguiendo un dibujo u objeto.

5.1.4 Escáner

El escáner es un dispositivo que cada vez goza de mayor popularidad y aceptación entre todos los usuarios, y no sólo entre los profesionales de la imagen. Ya que se utiliza no sólo para el retoque fotográfico, sino que también es usado para la digitalización de páginas de texto para su tratamiento OCR (reconocimiento de caracteres ópticos), o para el escaneado de documentos para su gestión en soporte magnético.


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El principio de funcionamiento de un escáner es la digitalización, es decir, la conversión de una información analógica a datos comprensibles por el ordenador. Para ello, se sirve de una serie de componentes internos que posibilitan este objetivo. Una fuente de luz va iluminando, línea por línea, la imagen o documento, y la luz reflejada en la imagen es recogida por los elementos que componen el CCD (Charged-Couple Device), dispositivo que convierte la luz recibida en información analógica. Por último, un DAC (Digital-Analog Converter) convierte los datos analógicos en valores digitales.

Resolución. Cuando sea habla de una resolución óptica de 600 ppp (puntos por pulgada), estamos indicando que su dispositivo CCD posee 600 elementos. Cuanto mayor sea la resolución, más calidad tendrá el resultado; en la actualidad, lo mínimo son 300 ppp, aunque 600 ppp es una resolución más conveniente si vamos a digitalizar fotografías. No obstante, la mayoría de los escáneres pueden alcanzar mayor resolución, mediante la interpolación; se trata de un algoritmo por el cual el escáner calcula el valor situado entre dos píxeles digitalizados, a partir del valor de estos. Por ello, hay que saber diferenciar entre la resolución óptica y la interpolada. Profundidad de color. Este parámetro, expresado en bits, indica el número de tonalidades de color que un píxel puede adoptar; lo normal es un valor de 24 bits por pixels. Método de conexión al ordenador. Cada escáner puede tener diferentes formas de conectarse al ordenador, cada una tiene sus ventajas e inconvenientes.

- Por puerto paralelo. Nos evita tener que abrir el ordenador, pero es notoriamente más lenta que el resto de las soluciones.

- Conexión SCSI. Es mucho más rápido y fiable, aunque es preciso abrir el equipo y configurar la cadena de dispositivos SCSI.

- Tarjeta PCI. Es una solución intermedia entre las dos anteriores, el problema, al igual que en el caso de la conexión SCSI, si deseamos usar el escáner en otro sistema, este deberá poseer una tarjeta idéntica, o tendremos que desmontar la nuestra y pincharla en el otro equipo.

Tipos de escáner

1. De mano. Son los más baratos, puesto que elimina el mecanismo de

tracción, ya que es el usuario quien mueve el escáner sobre la imagen o documento. La ventaja económica y de ahorro de espacio tiene su


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contrapartida en la poca fiabilidad del proceso, ya que dependerá de la habilidad y del pulso del usuario.

2. De sobremesa. Son los más caros, es la alternativa más profesional y de calidad. A modo de pequeñas fotocopiadoras, el documento o imagen se coloca sobre un cristal bajo el cual la lente luminosa se desplaza, digitalizando el documento.

3. De rodillo. Está a medio camino de los dos anteriores; como su nombre indica, el escáner utiliza como mecanismo de tracción un rodillo que recoge automáticamente el documento lo digitaliza.

5.1.5 Lápiz óptico

El lápiz óptico permite marcar un punto en la pantalla de un monitor. Este dispositivo consta, en esencia, de una fotocélula y un pulsador. El usuario posiciona el lápiz sobre el punto deseado de la pantalla y acciona el pulsador. La célula fotoeléctrica detecta el paso del haz de electrones al efectuar el barrido sobre la pantalla, generando una señal eléctrica. Esta señal permite detectar la posición de la pantalla sobre la que se encuentra el lápiz. Así, mediante software adecuado, el lápiz óptico sirve para dibujar sobre la pantalla, o para seleccionar las funciones de un menú presentado en ella.

5.2 Periféricos de salida Son los utilizados para visualizar y/o representar la información del ordenador. Los más utilizados son:

- Sistema de vídeo - Impresora - Plotter

5.2.1 Sistema de vídeo El sistema de vídeo permite la presentación de información al usuario, tanto alfanumérica como gráfica. A grandes rasgos consta de un controlador, adaptador o tarjeta de vídeo y un monitor. 5.2.1.1 Monitor Tanto el teclado como el ratón del ordenador nos permiten introducir datos o información en el sistema. De poco nos sirven si no tenemos algún dispositivo con el que comprobar que esa información que estamos suministrando es correcta. A lo largo de la historia de los ordenadores personales han ido apareciendo estándares con mayores funcionalidades, especialmente en cuanto al nivel de resolución y número de colores disponibles.


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La resolución viene indicada por el número total de píxeles en el monitor, en la forma: resolución horizontal x resolución vertical .Los niveles de resolución más extendidos son: 640x480 puntos (VGA,Video Graphics Array), 800x600 puntos (SVGA, Super Video Graphics Array), de 1024x768 puntos y de 1280x1024 puntos. También puede venir dada en la unidad dpi (dots per inch), o puntos por pulgada (ppp). Tecnologías en la fabricación de monitores: 1) Tubo de Rayos Catódicos Fue la primera tecnología en aparecer en el mercado y aún hoy en día representan las de uso más extendido. Funcionamiento Funcionan de forma muy similar a los televisores, aplicando una técnica que se conoce como exploración: la pantalla se dibuja constantemente por un haz de electrones móvil, o tres haces (rojo, verde y azul), según sea la pantalla monocroma o en color. Este haz (o haces) de electrones realizan un barrido horizontal (el haz de electrones se desplaza con un movimiento horizontal de izquierda a derecha), y un barrido vertical (el haz de electrones se desplaza con un movimiento vertical de la línea superior a la inferior). La frecuencia de barrido horizontal es del orden de Kilohertzios (KHz) y la frecuencia de barrido vertical es del orden de decenas de Hertzios (Hz). La frecuencia de barrido vertical nos indica la frecuencia de refresco de un determinado monitor (mínimo 70 Hz.). El haz de electrones posteriormente impacta sobre las capas de fósforo de la pantalla, produciendo el brillo que percibe el ojo humano. En ocasiones se divide la pantalla en líneas pares e impares; en un barrido se refrescan las pares y en el siguiente las impares (Modo entrelazado). Este método tiene el problema de producir parpadeo en el monitor, debido a que el tiempo de refresco no es


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lo suficientemente pequeño como para mantener el fósforo activo entre las dos pasadas. 2) LCD (Liquid Crystal Display, Pantalla de Cristal Líquido) Estos visualizadores constan de una serie de pequeños elementos cuya agrupación delimita caracteres, números o signos especiales. Los elementos están compuestos por un líquido especial que adopta transparencia u opacidad en función de que pase o no pase por él un campo eléctrico. En general, en estos sistemas, los caracteres y números se forman a partir de 7 elementos dispuestos en forma de dos cuadrados situados uno encima de otro y con el elemento central común para los dos cuadrados. Las pantallas LCD tienen la ventaja de ser prácticamente planas, lo cual las hace idóneas para equipos portátiles, y prácticamente no emiten radiaciones, aunque como desventajas están que su coste es mayor que el de las pantallas CRT, su calidad es menor y el refresco de pantalla es más lento. 5.2.1.2 Memoria de vídeo Cuando el ordenador envía información a la pantalla para su visualización, lo que hace en primer lugar es enviar un mapa de bits, que contiene la información a visualizar, a una memoria alojada en el terminal.

En esa memoria sólo se escribe cuando es necesario cambiar la información que se está mostrando. La circuitería electrónica del terminal lee periódicamente la memoria y dibuja una nueva imagen en la pantalla para reflejar lo que está grabado en la memoria. Es decir, en cuanto se modifica el contenido de la memoria la información aparece en pantalla casi instantáneamente. En las pantallas de caracteres, cada posición delimitada en la pantalla contiene un carácter de entre los que existen en el juego de caracteres predefinido. Por tanto, para representar un carácter necesitamos dos octetos de memoria, uno para contener el dato del carácter, y el otro para que contenga los atributos de pantalla (vídeo inverso, subrayado, color, alta intensidad, etc.). En una pantalla cuyas dimensiones sean de 80 columnas por 25 filas, es decir 2.000 caracteres, la información ocuparía 4KB de memoria. En las pantallas gráficas, los gráficos y caracteres se componen a través de la matriz puntos que conforman la pantalla. Supongamos una matriz de 1024x768, es decir


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786.432 píxeles, suponiendo que la pantalla puede manejar 8 colores, necesitarán 3 bits para cada píxel, es decir 2.359.296 bits, más de 2Mb de memoria de vídeo para almacenar esa información. En definitiva, las pantallas gráficas tienen unos requisitos más exigentes en cuanto a memoria de vídeo que los terminales de caracteres, lo cual incidirá también en el precio. 5.2.1.3 Controlador de vídeo Consistente en la circuitería necesaria para leer el contenido de la memoria, y a partir de esta información dar las ordenes especiales necesarias para regular la visualización por medio de la pantalla. Es decir, traduce la corriente de bits que recibe de la memoria en señales para el haz de electrones.

5.2.2 Impresoras Cuando se realiza un trabajo en un ordenador, muchas veces surge la necesidad de plasmar los resultados en papel, esa labor la llevan a cabo las impresoras. Dentro de la amplia variedad de impresoras existentes en la actualidad se distinguen dos grupos principales: Impresoras de impacto e impresoras sin impacto. 5.2.2.1 Impresoras de impacto Estas impresoras se basan en la utilización de algún sistema mecánico de manera que los diversos caracteres se forman al golpear una cinta entintada contra el papel. Para el movimiento del papel se utilizan fundamentalmente dos métodos: por fricción o por tracción. Si es por fricción, un rodillo giratorio aprisiona el papel, que bien puede estar en formato de rollo, plegado en páginas o como hojas sueltas, y lo hace avanzar delante del sistema que lo imprime. Con el sistema de tracción, el papel utilizado debe presentar formato de rollo o de páginas plegadas continuas, con unas perforaciones en los laterales que engranan en los salientes que poseen unas ruedas en los extremos del rodillo giratorio y arrastran el papel. 5.2.2.1.1 Impresoras matriciales o de agujas


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Este sistema de impresión está compuesto de un cabezal de agujas, de forma que al golpear una combinación de ellas en una formación matricial, se conforman los diferentes caracteres, que son impresos en el papel al impactar las agujas sobre una cinta entintada. Al mismo tiempo el cabezal de agujas de impresión se desplaza en línea delante del rodillo que arrastra el papel y a la altura de cada carácter se golpean las agujas correspondientes. Además de caracteres también es posible imprimir gráficos, gracias a las posibilidades de combinación de las agujas de la matriz. Para mejorar la calidad de impresión que se obtiene con estas impresoras existen dos opciones: aumentar el número de agujas de la matriz o realizar dos veces la misma impresión (dos pasadas); en la segunda pasada el cabezal de impresión se encuentra ligeramente desplazado en la dirección vertical respecto de la primera, para que se intercalen los puntos con los de la primera pasada.

Entre los principales modelos de impresora matriciales de caracteres están las de 9, 18 y 24 agujas. Con las impresoras de 9 agujas dispuestas en una única fila no se consigue alcanzar ni tan siquiera el grado de calidad de carta. Para mejorarlo, en algunos modelos se realizan dos pasadas. Incluso es posible realizar más de dos pasadas. Su aplicación se centra en la impresión de trabajos internos con calidad de borrador en entornos de oficina y domésticos. Las impresoras de 18 agujas tienen un cabezal con dos filas de nueve agujas cada una. Este modelo es el más popular y representa al segmento inferior del mercado. Su aplicación es para grandes volúmenes de impresión con una calidad aceptable, en entornos típicos de oficina. Las impresoras de 24 agujas poseen un cabezal con tres filas de ocho agujas cada una o un cabezal con dos filas de doce agujas cada una. Esta es la configuración que puede ofrecer un mayor nivel de calidad dentro de la gama de impresoras matriciales. Sus aplicaciones son las mismas que las de las impresoras de 18 agujas, pero para trabajos que requieren un nivel de calidad superior al que se puede tener con dichas impresoras. Las velocidades de impresión que se consiguen con las impresoras matriciales, varían desde 30 cps (caracteres por segundo) hasta 900 cps y más. Son las impresoras más económicas del mercado. Dentro de la gama de impresoras matriciales o de agujas todavía existe un modelo más, las denominadas impresoras de línea, en donde una cabeza estática abarca toda una


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línea de impresión, de modo que toda una línea puede ser impresa de un golpe, en lugar de carácter a carácter. La aplicación de estas impresoras se centra en los grandes CPDs, en donde se requieren grandes velocidades de impresión, con la ventaja añadida sobre las impresoras de banda, de que también permiten la impresión de gráficos con calidad de borrador. También son ampliamente utilizadas para la impresión de códigos de barras y etiquetas. Con estas últimas impresoras es posible alcanzar velocidades de impresión de 300 y 900 líneas por minuto (lpm). 5.2.2.1.2 Impresoras de margarita En estas impresoras el sistema de impacto consiste de una serie de varillas, una por carácter, alrededor de un disco que puede girar hasta que el carácter deseado se encuentra frente al papel, en cuyo momento, un martillo golpea la varilla correspondiente e imprime el carácter sobre el papel a través de una cinta entintada. Este tipo de impresora está en desuso. 5.2.2.1.3 Impresoras de banda Estas impresoras cuentan con una cadena sobre la que están perfilados en relieve el conjunto de caracteres disponible y que se hace girar en un plano perpendicular al papel. Cuando el carácter deseado se encuentra a la altura de la posición adecuada, un martillo se encarga de golpearlo sobre la cinta entintada que lo imprime en el papel. Con estas impresoras se pueden tener velocidades de hasta 4000 líneas por minuto con un coste de impresión por página muy inferior al que se tiene con las impresoras sin impacto. La aplicación de estas impresoras se encuentra en los grandes CPDs (Centros de Proceso de Datos) y en el etiquetado, en donde se requieren importantes velocidades de impresión y robustez, y al mismo tiempo se es muy exigente en cuanto a la calidad de impresión. 5.2.2.1.4 Impresoras de tambor Estas impresoras cuentan con un cilindro o tambor dividido en tantos sectores como caracteres caben en una línea. Cuando la letra deseada correspondiente a cada sector se encuentra frente al papel, el martillo correspondiente se encarga de golpearlo, imprimiéndose una línea completa. Sus principales características y ámbitos de aplicación son muy similares a los de las impresoras de banda. 5.2.2.2 Impresoras sin impacto Las impresoras sin impacto son, en general, más silenciosas, rápidas y ofrecen mayor calidad en su impresión que las impresoras de impacto de caracteres. Para la transferencia de los caracteres deseados al papel se hace uso de técnicas fotográficas, electrónicas, de inyección de tinta, etc. Que provocan la impresión de los caracteres y gráficos directamente sobre el papel.


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5.2.2.2.1 Impresoras térmicas Las impresoras térmicas poseen un cabezal de agujas, combinando las cuales se configuran los diferentes caracteres. El papel sobre el que se imprime tiene un tratamiento especial de forma que al calentarse por la aproximación de las agujas, utilizando una determinada configuración de éstas, se oscurece o colorea, dejando impreso el carácter.

Su tecnología es muy similar a la de las matriciales de impacto, salvo por la ausencia de éste, de la cinta entintada y por el calentamiento adecuado de las agujas. Las desventajas de esta tecnología son el precio del papel que tiene que recibir un tratamiento especial y la degradación que sufre el trabajo que se ha impreso sobre estos soportes. Esta última circunstancia obliga a que una vez se tenga el trabajo impreso sobre el papel, se convierta a otro formato, si se quiere conservar por un largo período de tiempo. 5.2.2.2.2 Impresoras electrostáticas Consisten en un tambor cilíndrico, con superficies de selenio, donde la carga eléctrica de las mismas está controlada por la intensidad de un haz de luz incidente. Dicho haz , modulado por la señal recibida por el controlador, realiza un barrido del área del tambor . La distribución de cargas sobre cada superficie será entonces proporcional a la intensidad del haz modulado. Los distintos puntos, cargados eléctricamente , atraerán el tóner, cargado en forma similar al de una fotocopiadora. El tambor transfiere luego el tóner al papel, para reproducir la imagen a través de la aplicación de presión y calor. Graduando el voltaje aplicado se pueden obtener desde puntos finos y brillantes hasta puntos más opacos.

La calidad de impresión de las copias depende, en gran medida, del papel. Se pueden lograr velocidades del orden de centenares de páginas por minuto.


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5.2.2.2.3 Impresoras láser Las impresoras láser utilizan el haz de un láser para inducir cargas eléctricas sobre un tambor que está girando a velocidad constante, y estas cargas atraen las partículas del tóner con una carga opuesta, para conformar los caracteres y las figuras. La carga negativa de las partículas del tóner, hace que éstas permanezcan sobre el papel, y más tarde se funden en el mismo a través de un proceso de calentamiento y presión. Con la utilización de un espejo y un deflector se enfoca el haz del rayo láser en las posiciones exactas de una página para conseguir imprimir caracteres o gráficos de muy buena calidad y una variedad casi ilimitada.

Dado el proceso que se sigue para la impresión con estos dispositivos, su resolución depende principalmente del tamaño de las partículas del tóner y de la precisión del mecanismo de enfoque. Con estas impresoras todos los datos relativos a una página son almacenados en memoria para su impresión en bloque. Estas impresoras son el modelo de impresión más rápido, varias veces más rápidas que

las impresoras de caracteres matriciales: entre unas pocas páginas por minuto y 200 ppm (páginas por minuto).

Sus inconvenientes son: - El precio, superior al de las impresoras matriciales, aunque en la actualidad,

la posibilidad de que puedan ser compartidas por varios equipos de la misma


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red, las convierten en el periférico de impresión preferido por muchas organizaciones.

- La necesidad de prestarle un servicio de mantenimiento técnico (limpieza,

atenciones preventivas, etc.), especialmente cuando se trata de impresoras de gran capacidad.

- El coste de la sustitución de los fungibles; el precio de un cartucho de

tóner es varias veces superior al que tiene una cinta para una impresora matricial.

Entre las características que ofrecen estas impresoras figuran: fuentes escalables, efectos de texto, gráficos bitmap, gráficos vectoriales y resoluciones de hasta 600 x 600 puntos por pulgada. 5.2.2.2.4 Impresoras de inyección de tinta Las impresoras de inyección de tinta forman los puntos que componen los caracteres y gráficos al pulverizar pequeñas gotas de tinta desde unas pequeñas toberas. Para conseguirlo, unos elementos calientes vaporizan la tinta, formando unas burbujas de gas que empujan a las gotas de tinta a salir de las toberas. Las impresoras de inyección de tinta utilizan principalmente tres técnicas.

1. La primera consiste de una barra horizontal con un agujero por punto, a través de los cuales pasa la tinta.

2. Otro método utiliza campos eléctricos para lanzar las gotas que formarán los caracteres y gráficos.

3. Y el último y más extendido, utiliza un cabezal con múltiples toberas, que se asemeja a una cabeza matricial de agujas, por la que es disparada la tinta.

Estas impresoras son más robustas que las impresoras matriciales e impresoras láser, al disponer de menos elementos móviles, y su calidad de impresión puede llegar a ser tan buena como la de las impresoras láser. Con el empleo de toberas dedicadas se pueden conseguir imágenes en color con una buena resolución.


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Estas impresoras se utilizan habitualmente en los entornos de usuarios de ordenadores personales, en donde se consiguen trabajos de alta calidad, bajo coste, con soporte para mayor número de fuentes y con capacidades para la impresión de trabajos en color. Sus velocidades de impresión varían entre 1 y 5 ppm. Sus inconvenientes son el coste de los recambios (cartuchos de tinta) y la posibilidad de producir borrones cuando el sistema de secado no es todo lo rápido que sería deseable. 5.2.2.2.5 Impresoras de sublimación de tintas Con esta tecnología se consiguen imágenes en color con calidad fotográfica y con un alto nivel de resolución. Su funcionamiento se basa en vaporizar y fundir tintes que son absorbidos por un papel que ha recibido un tratamiento especial. Una fuente de calor se aplica sobre la cinta y el colorante se difunde a través de la hoja receptora, siendo la densidad de color directamente proporcional a la intensidad de calor aplicado. Para producir cada punto de color, antes de imprimirlo se combinan las tintas necesarias y a continuación se transfieren al papel o transparencia. Estos puntos, en forma de cuadrados, se disponen en la impresión tocándose, pero sin llegar a solaparse, con el objetivo de conseguir un resultado más realista y continuo. El inconveniente de esta tecnología es su precio, que por el momento es muy superior al de otras, y su velocidad, muy inferior a la de otras tecnologías. 5.2.2.2.6 Impresoras de ceras (o de transferencia térmica) Esta tecnología no requiere la utilización de papel especial y se basa en mezclar pinturas basadas en cintas de ceras (cian, magenta y amarillo o cian, magenta, amarillo y negro) del tamaño de una página y dispuestas secuencialmente, que se solidifican inmediatamente al entrar en contacto con la superficie del papel. Para la transferencia de los colorantes de las cintas al papel se hace uso de unos elementos electrónicos que generan calor, los cuales son activados en las zonas en las que se necesita color. El número de éstos es directamente proporcional a la resolución de la impresora.


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5.2.3 Trazadores gráficos o plotters Los trazadores gráficos son dispositivos periféricos sofisticados que reproducen gráficos, dibujos artísticos, dibujos lineales, esquemas o planos sobre una superficie de papel o similar.

Las tecnologías en las que se basan estos dispositivos son las siguientes, muchas de ellas ya explicadas al enumerar los diferentes tipos de impresoras: - De lápices o plumillas - Térmica - De inyección de tinta - Láser - Electrostática - Electrofotográfica Sus usos más habituales se circunscriben a los diseños y elaboración de planos de ingeniería, arquitectura, mapas y similares, sobre todo por el mayor rango de tamaños del soporte de salida (papel, etc.) en formatos desde el A4 hasta el A0. 5.3 Periféricos de entrada/salida Son aquellos que permiten la comunicación entre ordenadores a través de un medio de transmisión físico. Estos periféricos han ganado una indudable importancia en los últimos años, ya que permiten acceder a los recursos de la organización o compartir información y periféricos entre los usuarios de una comunidad. Pertenecen a este tipo de periféricos:

- Módem. - Tarjetas de red. - Pantallas táctiles

5.3.1 Módem (Modulador/demodulador) Indudablemente, la explosión experimentada por el mercado de los módems es debida a Internet.


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Un módem es un dispositivo que permite la transmisión y recepción de información binaria (es decir, los datos procedentes del ordenador) a través de un medio analógico (o sea, la línea telefónica); para poder realizar este proceso, es necesario convertir la señal digital en analógica (modular) y la analógica en digital (demodular). Estos procesos los realiza el módem. 5.3.2 Tarjetas de red Este dispositivo permite la conexión a Internet de aquellos equipos que se encuentran en una red de área local. Y es el punto a través del cual los ordenadores envían y reciben datos de Internet. 5.3.2 Pantallas táctiles Un tipo especial de pantalla, por su aplicación, es el de las pantallas táctiles. Pueden estar construidas con tecnología CRT o LCD. Son dispositivos que permiten seleccionar opciones o programas simplemente tocando una zona de la pantalla. Su principal ventaja es que suministran una interfaz más amigable y más simple al usuario, pero tienen como inconveniente su falta de precisión al intentar seleccionar una opción entre varias contiguas. Un ejemplo de ellas es la pantalla de los Puntos de Información Universitaria (PIU).

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HARDWARE DE UN ORDENADOR PERSONAL