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La ComputadoraPartes de la Computadora

Por: Javier Dario Cañete

ContenidosArtículos

Computadora 1Hardware 8Placa base 19Unidad central de procesamiento 24Memoria de acceso aleatorio 38Fuente de alimentación 47Tarjeta de expansión 49Monitor de computadora 51Disco duro 58Unidad de disco óptico 68Unidad de estado sólido 76Teclado (informática) 82Ratón (informática) 89

ReferenciasFuentes y contribuyentes del artículo 97Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 99

Licencias de artículosLicencia 101

Computadora 1

Computadora

Vista expandida de una computadora personal.1: Monitor

2: Placa base3: Procesador

4: Puertos ATA5: Memoria principal (RAM)

6: Placas de expansión7: Fuente de alimentación

8: Unidad de almacenamiento óptico9: Disco duro, Unidad de estado sólido

10: Teclado11: Ratón

Fuente de alimentación.

Una computadora o computador (del latíncomputare -calcular-), también denominadaordenador (del francés ordinateur, y éstedel latín ordinator), es una máquinaelectrónica que recibe y procesa datos paraconvertirlos en información útil. Unacomputadora es una colección de circuitosintegrados y otros componentesrelacionados que puede ejecutar conexactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicadopor un usuario o automáticamente por otroprograma, una gran variedad de secuenciaso rutinas de instrucciones que sonordenadas, organizadas y sistematizadas enfunción a una amplia gama de aplicacionesprácticas y precisamente determinadas,proceso al cual se le ha denominado con elnombre de programación y al que lo realizase le llama programador. La computadora,además de la rutina o programa informático,necesita de datos específicos (a estos datos,en conjunto, se les conoce como "Input" eninglés o de entrada) que deben sersuministrados, y que son requeridos almomento de la ejecución, para proporcionarel producto final del procesamiento dedatos, que recibe el nombre de "output" o desalida. La información puede ser entoncesutilizada, reinterpretada, copiada,transferida, o retransmitida a otra(s)persona(s), computadora(s) o componente(s)electrónico(s) local o remotamente usandodiferentes sistemas de telecomunicación,pudiendo ser grabada, salvada o almacenadaen algún tipo de dispositivo o unidad dealmacenamiento.

La característica principal que la distinguede otros dispositivos similares, como lacalculadora no programable, es que es unamáquina de propósito general, es decir,puede realizar tareas muy diversas, deacuerdo a las posibilidades que brinde los lenguajes de programación y el hardware.

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Arquitectura

A pesar de que las tecnologíasempleadas en las computadorasdigitales han cambiado mucho desdeque aparecieron los primeros modelosen los años 40, la mayoría todavíautiliza la Arquitectura de vonNeumann, publicada a principios delos años 1940 por John von Neumann,que otros autores atribuyen a JohnPresper Eckert y John WilliamMauchly.

La arquitectura de Von Neumann describe una computadora con 4 secciones principales: la unidad aritmético lógica(ALU por sus siglas del inglés: Arithmetic Logic Unit), la unidad de control, la memoria central, y los dispositivosde entrada y salida (E/S). Estas partes están interconectadas por canales de conductores denominados buses:

• La memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad deinformación. La instrucción es la información necesaria para realizar lo que se desea con el computador. Las«celdas» contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. El número deceldas varían mucho de computador a computador, y las tecnologías empleadas para la memoria han cambiadobastante; van desde los relés electromecánicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsosacústicos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdasen un solo chip. En general, la memoria puede ser reescrita varios millones de veces (memoria RAM); se parecemás a una pizarra que a una lápida (memoria ROM) que sólo puede ser escrita una vez.

• El procesador (también llamado Unidad central de procesamiento o CPU) consta de manera básica de lossiguientes elementos:

Un típico símbolo esquemático para una ALU: A y Bson operandos; R es la salida; F es la entrada de la

unidad de control; D es un estado de la salida.

• La unidad aritmético lógica o ALU es el dispositivodiseñado y construido para llevar a cabo las operacioneselementales como las operaciones aritméticas (suma, resta,...), operaciones lógicas (Y, O, NO), y operaciones decomparación o relacionales. En esta unidad es en donde sehace todo el trabajo computacional.

• La unidad de control sigue la dirección de las posicionesen memoria que contienen la instrucción que el computadorva a realizar en ese momento; recupera la informaciónponiéndola en la ALU para la operación que debedesarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicacionesapropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, launidad de control va a la siguiente instrucción (normalmentesituada en la siguiente posición, a menos que la instrucciónsea una instrucción de salto, informando al ordenador de que la próxima instrucción estará ubicada en otraposición de la memoria).

Los procesadores pueden constar de además de las anteriormente citadas, de otras unidades adicionales comola unidad de Coma Flotante

• Los dispositivos de Entrada/Salida sirven a la computadora para obtener información del mundo exterior y/o comunicar los resultados generados por el computador al exterior. Hay una gama muy extensa de dispositivos E/S

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como teclados, monitores, unidades de disco flexible o cámaras web.

Computadora de Escritorio.

Periféricos y dispositivos auxiliares

Monitor

El monitor o pantalla de computadora, es un dispositivo de salida que, mediante unainterfaz, muestra los resultados, o los gráficos del procesamiento de una computadora.Existen varios tipos de monitores: los de tubo de rayos catódicos (o CRT), los depantalla de plasma (PDP), los de pantalla de cristal líquido (o LCD), de paneles dediodos orgánicos de emisión de luz (OLED), o Láser-TV, entre otros.

Teclado

Un teclado de computadora es un periférico, físico o virtual (por ejemplo teclados enpantalla o teclados táctiles), utilizado para la introducción de órdenes y datos en unacomputadora. Tiene su origen en los teletipos y las máquinas de escribir eléctricas, quese utilizaron como los teclados de los primeros ordenadores y dispositivos dealmacenamiento (grabadoras de cinta de papel y tarjetas perforadas). Aunque físicamente

hay una miríada de formas, se suelen clasificar principalmente por la distribución de teclado de su zonaalfanumérica, pues salvo casos muy especiales es común a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para tecladosárabes y japoneses).

Ratón

El mouse (del inglés, pronunciado [ˈmaʊs]) o ratón es un periférico de computadora de usomanual, utilizado como entrada o control de datos. Se utiliza con una de las dos manos delusuario y detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie horizontal en laque se apoya, reflejándose habitualmente a través de un puntero o flecha en el monitor.Anteriormente, la información del desplazamiento era transmitida gracias al movimiento de unabola debajo del ratón, la cual accionaba dos rodillos que correspondían a los ejes X e Y. Hoy, elpuntero reacciona a los movimientos debido a un rayo de luz que se refleja entre el ratón y la superficie en la que seencuentra. Cabe aclarar que un ratón óptico apoyado en un espejo o sobre un barnizado por ejemplo es inutilizable,ya que la luz láser no desempeña su función correcta. La superficie a apoyar el ratón debe ser opaca, una superficieque no genere un reflejo, es recomendable el uso de alfombrillas.

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Impresora

Una impresora es un periférico de computadora que permite producir una copiapermanente de textos o gráficos de documentos almacenados en formato electrónico,imprimiendo en papel de lustre los datos en medios físicos, normalmente en papel otransparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras sonusadas como periféricos, y están permanentemente unidas a la computadora por uncable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red, tienen una interfaz de red interna(típicamente wireless o Ethernet), y que puede servir como un dispositivo para

imprimir en papel algún documento para cualquier usuario de la red. Hoy en día se comercializan impresorasmultifuncionales que aparte de sus funciones de impresora funcionan simultáneamente como fotocopiadora yescáner, siendo éste tipo de impresoras las más recurrentes en el mercado.

Escáner

En informática, un escáner (del idioma inglés: scanner) es un periférico que se utiliza paraconvertir, mediante el uso de la luz, imágenes o cualquier otro impreso a formato digital.Actualmente vienen unificadas con las impresoras formando Multifunciones

Almacenamiento Secundario

El disco duro es un sistema de grabación magnética digital, es donde en la mayoría de los casosreside el Sistema operativo de la computadora. En los discos duros se almacenan los datos delusuario. En él encontramos dentro de la carcasa una serie de platos metálicos apilados girando agran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsosmagnéticos.

Una Unidad de estado sólido es un sistema de memoria no volátil. Están formados por varios chipsde memoria NAND Flash en su interior unidos a una controladora que gestiona todos los datos que se transfieren.Tienen una gran tendencia a suceder definitivamente a los discos duros mecánicos por su gran velocidad y tenacidad.Al no estar formadas por discos en ninguna de sus maneras, no se pueden categorizar como tal, aunque erróneamentese tienda a ello.

Altavoces

Los altavoces se utilizan para escuchar los sonidos emitidos por el computador, tales comomúsica, sonidos de errores, conferencias, etc.

• Altavoces de las placas base: Las placas base suelen llevar un dispositivo que emitepitidos para indicar posibles errores o procesos.

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Otros conceptos y curiosidadesEn la actualidad se puede tener la impresión de que los computadores están ejecutando varios programas al mismotiempo. Esto se conoce como multitarea, y es más común que se utilice el segundo término. En realidad, la CPUejecuta instrucciones de un programa y después tras un breve periodo de tiempo, cambian a un segundo programa yejecuta algunas de sus instrucciones. Esto crea la ilusión de que se están ejecutando varios programassimultáneamente, repartiendo el tiempo de la CPU entre los programas. Esto es similar a la película que está formadapor una sucesión rápida de fotogramas. El sistema operativo es el programa que generalmente controla el reparto deltiempo. El procesamiento simultáneo viene con computadoras de más de un CPU, lo que da origen almultiprocesamiento.El sistema operativo es una especie de caja de herramientas lleno de utilerías que sirve para decidir, por ejemplo, quéprogramas se ejecutan, y cuándo, y qué fuentes (memoria o dispositivos E/S) se utilizan. El sistema operativo tieneotras funciones que ofrecer a otros programas, como los códigos que sirven a los programadores, escribir programaspara una máquina sin necesidad de conocer los detalles internos de todos los dispositivos electrónicos conectados.En la actualidad se están empezando a incluir en las distribuciones donde se incluye el sistema operativo, algunosprogramas muy usados, debido a que es ésta una manera económica de distribuirlos. No es extraño que un sistemaoperativo incluya navegadores de Internet, procesadores de texto, programas de correo electrónico, interfaces de red,reproductores de películas y otros programas que antes se tenían que conseguir e instalar separadamente.Los primeros computadores digitales, de gran tamaño y coste, se utilizaban principalmente para hacer cálculoscientíficos. ENIAC, uno de los primeros computadores, calculaba densidades de neutrón transversales para ver siexplotaría la bomba de hidrógeno. El CSIR Mk I, el primer ordenador australiano, evaluó patrones de precipitacionespara un gran proyecto de generación hidroeléctrica. Los primeros visionarios vaticinaron que la programaciónpermitiría jugar al ajedrez, ver películas y otros usos.La gente que trabajaba para los gobiernos y las grandes empresas también usó los computadores para automatizarmuchas de las tareas de recolección y procesamiento de datos, que antes eran hechas por humanos; por ejemplo,mantener y actualizar la contabilidad y los inventarios. En el mundo académico, los científicos de todos los camposempezaron a utilizar los computadores para hacer sus propios análisis. El descenso continuo de los precios de loscomputadores permitió su uso por empresas cada vez más pequeñas. Las empresas, las organizaciones y losgobiernos empezaron a emplear un gran número de pequeños computadores para realizar tareas que antes eranhechas por computadores centrales grandes y costosos. La reunión de varios pequeños computadores en un sololugar se llamaba torre de servidores[cita requerida].Con la invención del microprocesador en 1970, fue posible fabricar computadores muy baratos. Nacen loscomputadores personales (PC), los que se hicieron famosos para llevar a cabo diferentes tareas como guardar libros,escribir e imprimir documentos, calcular probabilidades y otras tareas matemáticas repetitivas con hojas de cálculo,comunicarse mediante correo electrónico e Internet. Sin embargo, la gran disponibilidad de computadores y su fáciladaptación a las necesidades de cada persona, han hecho que se utilicen para varios propósitos.Al mismo tiempo, los pequeños computadores son casi siempre con una programación fija, empezaron a hacersecamino entre las aplicaciones del hogar, los coches, los aviones y la maquinaria industrial. Estos procesadoresintegrados controlaban el comportamiento de los aparatos más fácilmente, permitiendo el desarrollo de funciones decontrol más complejas como los sistemas de freno antibloqueo en los coches. A principios del siglo 21, la mayoría delos aparatos eléctricos, casi todos los tipos de transporte eléctrico y la mayoría de las líneas de producción de lasfábricas funcionan con un computador. La mayoría de los ingenieros piensa que esta tendencia va a continuar.Actualmente, los computadores personales son usados tanto para la investigación como para el entretenimiento(videojuegos), pero los grandes computadores aún sirven para cálculos matemáticos complejos y para otros usos dela ciencia, tecnología, astronomía, medicina, etc.

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Tal vez el más interesante "descendiente" del cruce entre el concepto de la PC o computadora personal y losllamados supercomputadores sea la Workstation o estación de trabajo. Este término, originalmente utilizado paraequipos y máquinas de registro, grabación y tratamiento digital de sonido, y ahora utilizado precisamente enreferencia a estaciones de trabajo (traducido literalmente del inglés), se usa para dar nombre a equipos que, debidosobre todo a su utilidad dedicada especialmente a labores de cálculo científico, eficiencia contra reloj y accesibilidaddel usuario bajo programas y software profesional y especial, permiten desempeñar trabajos de gran cantidad decálculos y "fuerza" operativa. Una Workstation es, en esencia, un equipo orientado a trabajos personales, concapacidad elevada de cálculo y rendimiento superior a los equipos PC convencionales, que aún tienen componentesde elevado coste, debido a su diseño orientado en cuanto a la elección y conjunción sinérgica de sus componentes.En estos casos, el software es el fundamento del diseño del equipo, el que reclama, junto con las exigencias delusuario, el diseño final de la Workstation.[cita requerida]

Etimología de la palabra ordenador

PC con interfaz táctil.

La palabra española ordenador proviene del término francésordinateur, en referencia a Dios que pone orden en el mundo ("Dieuqui met de l'ordre dans le monde").[1] En parte por cuestiones demarketing, puesto que la descripción realizada por IBM para suintroducción en Francia en 1954 situaba las capacidades de actuaciónde la máquina cerca de la omnipotencia, idea equivocada que perdurahoy en día al considerar que la máquina universal de Turing es capazde computar absolutamente todo.[2] En 1984, académicos francesesreconocieron, en el debate "Les jeunes, la technique et nous", que eluso de este sustantivo es incorrecto, porque la función de uncomputador es procesar datos, no dar órdenes.[3] Mientras que otros,como el catedrático de filología latina Jacques Perret, conocedores del origen religioso del término, lo consideranmás correcto que las alternativas.[1]

El uso de la palabra ordinateur se ha exportado a algunos idiomas de la península Ibérica, como el aragonés, elasturiano, el gallego, el castellano, el catalán y el euskera. El español que se habla en Iberoamérica así como losdemás idiomas europeos, como el portugués, el alemán y el holandés, utilizan derivados del término computare.

Véase también

Historia• Historia de la computación• Historia del hardware de computador• Historia del hardware de computador (1960-presente)• Historia de los computadores personales

Tipos de computadoras• Computador analógico• Computador híbrido• Supercomputadora• Computadora central• Minicomputadora• Microcomputadora

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• Computadora de escritorio• Computador personal• Computadora doméstica• Multiseat• Computadora portátil de escritorio• Computadora portátil• Tablet PC• Subportátil• PC Ultra Móvil• PDA• Smartphone• Cliente: cliente ligero, cliente pesado, cliente híbrido• Sistema embebido

Componentes y periféricos• Placa base• CPU, microprocesador• BIOS• Memoria RAM, ROM, Flash• Bus• Entrada/salida• Fuente eléctrica o fuente de alimentación• Teclado• Ratón, touchpad, lápiz óptico, pantalla táctil, Tableta digitalizadora• Monitor• Impresora• Tarjeta de sonido• Tarjeta gráfica, GPU• Disco duro, disquete, CD-ROM, DVD

Otros• Caja de computadora• Puerto serie• Puerto paralelo• PS/2• USB• Firewire• Tarjeta de red• Bus PCI• Hardware• Software• Programa• Aplicación informática• Sistema operativo• Sistema de archivos• Internet• Virtualización

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Referencias[1] Etimología de la palabra ordenador (http:/ / www. presse-francophone. org/ apfa/ motdor/ etymolog/ ordinate. htm) (en francés)[2] Ben-Amram, Amir M. (2005). « The Church-Turing thesis and its look-alikes (http:/ / portal. acm. org/ citation. cfm?id=1086649. 1086651)».

SIGACT News 36 (3):  pp. 113-114. doi: 10.1145/1086649.1086651 (http:/ / dx. doi. org/ 10. 1145/ 1086649. 1086651). .[3] El uso de la palabra ordenador (http:/ / www. elmundo. es/ su-ordenador/ SORnumeros/ 97/ SOR066/ SOR066tribuna. html). El Mundo.es.

Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Computadora.Commons• Wikcionario tiene definiciones para computador.Wikcionario• Wikiquote alberga frases célebres de o sobre Computadora. Wikiquote• Información sobre qué es una computadora (http:/ / www. monografias. com/ trabajos15/ computadoras/

computadoras. shtml), en monografías.com

Hardware

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Hardware típico de una computadora personal.1. Monitor

2. Placa base3. CPU

4. Memoria RAM5. Tarjeta de expansión

6. Fuente de alimentación7. Unidad de disco óptico

8. Disco duro, Unidad de estado sólido9. Teclado

10. Ratón/Mouse

Hardware (pronunciación AFI:/ˈhɑːdˌwɛə/ ó /ˈhɑɹdˌwɛɚ/)corresponde a todas las partes tangiblesde una computadora: sus componenteseléctricos, electrónicos,electromecánicos y mecánicos;[1] suscables, gabinetes o cajas, periféricos detodo tipo y cualquier otro elementofísico involucrado; contrariamente, elsoporte lógico es intangible y esllamado software. El término es propiodel idioma inglés (literalmentetraducido: partes duras), su traducciónal español no tiene un significadoacorde, por tal motivo se la haadoptado tal cual es y suena; la RealAcademia Española lo define como«Conjunto de los componentes queintegran la parte material de unacomputadora».[2] El término, aunquees lo más común, no solamente seaplica a una computadora tal como sela conoce, ya que, por ejemplo, unrobot, un teléfono móvil, una cámarafotográfica o un reproductormultimedia también poseen hardware(y software).[3] [4]

El término hardware tampococorrespondería a un sinónimo exactode «componentes informáticos», ya queesta última definición se suele limitarexclusivamente a las piezas y elementos internos, independientemente de los periféricos.

La historia del hardware del computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una caracterizada por uncambio tecnológico de importancia. Este hardware se puede clasificar en: básico, el estrictamente necesario para elfuncionamiento normal del equipo; y complementario, el que realiza funciones específicas.

Un sistema informático se compone de una unidad central de procesamiento (CPU), encargada de procesar los datos,uno o varios periféricos de entrada, los que permiten el ingreso de la información y uno o varios periféricos desalida, los que posibilitan dar salida (normalmente en forma visual o auditiva) a los datos procesados.

HistoriaLa clasificación evolutiva del hardware del computador electrónico, está dividida en generaciones, donde cada una supone un cambio tecnológico muy notable. El origen de las primeras es sencillo de establecer, ya que en ellas el hardware fue sufriendo cambios radicales. [5] Los componentes esenciales que constituyen la electrónica del computador fueron totalmente reemplazados en las primeras tres generaciones, originando cambios que resultaron trascendentales. En las últimas décadas es más difícil distinguir las nuevas generaciones, ya que los cambios han

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sido graduales y existe cierta continuidad en las tecnologías usadas. En principio, se pueden distinguir:

• 1ª Generación (1945-1956): Electrónica implementada con tubos de vacío. Fueron las primeras máquinas quedesplazaron los componentes electromecánicos (relés).

• 2ª Generación (1957-1963): Electrónica desarrollada con transistores. La lógica discreta era muy parecida a laanterior, pero la implementación resultó mucho más pequeña, reduciendo, entre otros factores, el tamaño de uncomputador en notable escala.

• 3ª Generación (1964-hoy): Electrónica basada en circuitos Integrados . Esta tecnología permitió integrar cientosde transistores y otros componentes electrónicos en un único circuito integrado conformando una pastilla desilicio. Las computadoras redujeron así considerablemente su costo, consumo y tamaño, incrementándose sucapacidad, velocidad y fiabilidad, hasta producir máquinas como las que existen en la actualidad.

• 4ª Generación (futuro): Probablemente se originará cuando los circuitos de silicio, integrados a alta escala, seanreemplazados por un nuevo tipo de material o tecnología. [6]

La aparición del microprocesador marca un hito de relevancia, y para muchos autores constituye el inicio de la cuartageneración.[7] A diferencia de los cambios tecnológicos anteriores, su invención no supuso la desaparición radical delos computadores que no lo utilizaban. Así, aunque el microprocesador 4004 fue lanzado al mercado en 1971,todavía a comienzo de los 80's había computadores, como el PDP-11/44,[8] con lógica carente de microprocesadorque continuaban exitosamente en el mercado; es decir, en este caso el desplazamiento ha sido muy gradual.Otro hito tecnológico usado con frecuencia para definir el inicio de la cuarta generación es la aparición de loscircuitos integrados VLSI (Very Large Scale Integration), a principios de los ochenta. Al igual que elmicroprocesador no supuso el cambio inmediato y la rápida desaparición de los computadores basados en circuitosintegrados en más bajas escalas de integración. Muchos equipos implementados con tecnologías VLSI y MSI(Medium Scale Integration) aun coexistían exitosamente hasta bien entrados los 90.

Tipos de hardware

Microcontrolador Motorola 68HC11 y chips de soporte que podrían constituirel hardware de un equipo electrónico industrial.

Una de las formas de clasificar el Hardware esen dos categorías: por un lado, el "básico", queabarca el conjunto de componentesindispensables necesarios para otorgar lafuncionalidad mínima a una computadora, y porotro lado, el Hardware "complementario", que,como su nombre lo indica, es el utilizado pararealizar funciones específicas (más allá de lasbásicas), no estrictamente necesarias para elfuncionamiento de la computadora.

Así es que: Un medio de entrada de datos, launidad de procesamiento (C.P.U.), la memoriaRAM, un medio de salida de datos y un mediode almacenamiento constituyen el "hardwarebásico".

Los medios de entrada y salida de datosestrictamente indispensables dependen de laaplicación: desde el punto de vista de un usuario común, se debería disponer, al menos, de un teclado y un monitorpara entrada y salida de información, respectivamente; pero ello no implica que no pueda haber una computadora(por ejemplo controlando un proceso) en la que no sea necesario teclado ni monitor, bien puede ingresar informacióny sacar sus datos procesados, por ejemplo, a través de una placa de adquisición/salida de datos.

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Las computadoras son aparatos electrónicos capaces de interpretar y ejecutar instrucciones programadas yalmacenadas en su memoria, ellas consisten básicamente en operaciones aritmético-lógicas y de entrada/salida.[9] Sereciben las entradas (datos), se las procesa y almacena (procesamiento), y finalmente se producen las salidas(resultados del procesamiento). Por ende todo sistema informático tiene, al menos, componentes y dispositivoshardware dedicados a alguna de las funciones antedichas;[10] a saber:1. Procesamiento: Unidad Central de Proceso o CPU2. Almacenamiento: Memorias3. Entrada: Periféricos de Entrada (E)4. Salida: Periféricos de salida (S)5. Entrada/Salida: Periféricos mixtos (E/S)Desde un punto de vista básico y general, un dispositivo de entrada es el que provee el medio para permitir el ingresode información, datos y programas (lectura); un dispositivo de salida brinda el medio para registrar la información ydatos de salida (escritura); la memoria otorga la capacidad de almacenamiento, temporal o permanente(almacenamiento); y la CPU provee la capacidad de cálculo y procesamiento de la información ingresada(transformación).[11]

Un periférico mixto es aquél que puede cumplir funciones tanto de entrada como de salida, el ejemplo más típico esel disco rígido (ya que en él se lee y se graba información y datos).

Unidad central de procesamiento

Microprocesador de 64 bits doble núcleo, el AMD Athlon 64 X2 3600.

La CPU, siglas en inglés de Unidad Central deProcesamiento, es la componente fundamentaldel computador, encargada de interpretar yejecutar instrucciones y de procesar datos.[12] Enlos computadores modernos, la función de laCPU la realiza uno o más microprocesadores. Seconoce como microprocesador a un CPU que esmanufacturado como un único circuitointegrado.

Un servidor de red o una máquina de cálculo dealto rendimiento (supercomputación), puedetener varios, incluso miles de microprocesadorestrabajando simultáneamente o en paralelo(multiprocesamiento); en este caso, todo ese conjunto conforma la CPU de la máquina.

Las unidades centrales de proceso (CPU) en la forma de un único microprocesador no sólo están presentes en lascomputadoras personales (PC), sino también en otros tipos de dispositivos que incorporan una cierta capacidad deproceso o "inteligencia electrónica"; como pueden ser: controladores de procesos industriales , televisores,automóviles, calculadores, aviones, teléfonos móviles, electrodomésticos, juguetes y muchos más. Actualmente losdiseñadores y fabricantes más populares de microprocesadores de PC son Intel y AMD; y para el mercado dedispositivos móviles y de bajo consumo, los principales son Samsung, Qualcomm y Texas Instruments.

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Placa base de una computadora, formato µATX.

Placa base del teléfono móvil Samsung Galaxy Spica, se pueden distinguirvarios "System-on-a-Chip" soldados en ella

El microprocesador se monta en la llamadaplaca base, sobre el un zócalo conocido comozócalo de CPU, que permite las conexioneseléctricas entre los circuitos de la placa y elprocesador. Sobre el procesador ajustado a laplaca base se fija un disipador térmico de unmaterial con elevada conductividad térmica, quepor lo general es de aluminio, en algunos casosde cobre; éste es indispensable en losmicroprocesadores que consumen bastanteenergía, la cual, en gran parte, es emitida enforma de calor: En algunos casos puedenconsumir tanta energía como una lámparaincandescente (de 40 a 130 vatios).

Adicionalmente, sobre el disipador se acopla unoo dos ventiladores (raramente más), destinados aforzar la circulación de aire para extraer másrápidamente el calor acumulado por el disipador,y originado en el microprocesador.Complementariamente, para evitar daños porefectos térmicos, también se suelen instalarsensores de temperatura del microprocesador ysensores de revoluciones del ventilador, asícomo sistemas automáticos que controlan lacantidad de revoluciones por unidad de tiempode estos últimos.La gran mayoría de los circuitos electrónicos eintegrados que componen el hardware delcomputador van montados en la placa madre.

La placa base, también conocida como placamadre o con el anglicismo board,[13] es un grancircuito impreso sobre el que se suelda elchipset, las ranuras de expansión (slots), loszócalos, conectores, diversos integrados, etc. Esel soporte fundamental que aloja y comunica a todos los demás componentes: Procesador, módulos de memoriaRAM, tarjetas gráficas, tarjetas de expansión, periféricos de entrada y salida. Para comunicar esos componentes, laplaca base posee una serie de buses mediante los cuales se trasmiten los datos dentro y hacia afuera del sistema.

La tendencia de integración ha hecho que la placa base se convierta en un elemento que incluye a la mayoría de lasfunciones básicas (vídeo, audio, red, puertos de varios tipos), funciones que antes se realizaban con tarjetas deexpansión. Aunque ello no excluye la capacidad de instalar otras tarjetas adicionales específicas, tales comocapturadoras de vídeo, tarjetas de adquisición de datos, etc.También, la tendencia en los últimos años es eliminar elementos separados en la placa base e integrarlos al microprocesador. En ese sentido actualmente se encuentran sistemas denominados System on a Chip que consiste en un único circuito integrado que integra varios módulos electrónicos en su interior, tales como un procesador, un controlador de memoria, una GPU, Wi-Fi, bluetooth, etc. La mejora más notable en esto está en la reducción de

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tamaño frente a igual funcionalidad con módulos electrónicos separados. La figura muestra una aplicación típica, enla placa principal de un teléfono móvil.

Memoria RAM

Modulos de memoria RAM instalados.

Del inglés Random Access Memory,literalmente significa "memoria de accesoaleatorio". El término tiene relación con lacaracterística de presentar iguales tiempos deacceso a cualquiera de sus posiciones (ya seapara lectura o para escritura). Esta particularidadtambién se conoce como "acceso directo", encontraposición al Acceso secuencial.

La RAM es la memoria utilizada en unacomputadora para el almacenamiento transitorioy de trabajo (no masivo). En la RAM sealmacena temporalmente la información, datos yprogramas que la Unidad de Procesamiento(CPU) lee, procesa y ejecuta. La memoria RAMes conocida como Memoria principal de lacomputadora, también como "Central o de Trabajo"; [14] a diferencia de las llamadas memorias auxiliares,secundarias o de almacenamiento masivo (como discos duros, unidades de estado sólido, cintas magnéticas u otrasmemorias).

Las memorias RAM son, comúnmente, volátiles; lo cual significa que pierden rápidamente su contenido alinterrumpir su alimentación eléctrica.Las más comunes y utilizadas como memoria central son "dinámicas" (DRAM), lo cual significa que tienden aperder sus datos almacenados en breve tiempo (por descarga, aún estando con alimentación eléctrica), por ellonecesitan un circuito electrónico específico que se encarga de proveerle el llamado "refresco" (de energía) paramantener su información.La memoria RAM de un computador se provee de fábrica e instala en lo que se conoce como “módulos”. Ellosalbergan varios circuitos integrados de memoria DRAM que, conjuntamente, conforman toda la memoria principal.

Memoria RAM dinámica

Es la presentación más común en computadores modernos (computador personal, servidor); son tarjetas de circuitoimpreso que tienen soldados circuitos integrados de memoria por una o ambas caras, además de otros elementos,tales como resistores y condensadores. Esta tarjeta posee una serie de contactos metálicos (con un recubrimiento deoro) que permite hacer la conexión eléctrica con el bus de memoria del controlador de memoria en la placa base.Los integrados son de tipo DRAM, memoria denominada "dinámica", en la cual las celdas de memoria son muysencillas (un transistor y un condensador), permitiendo la fabricación de memorias con gran capacidad (algunoscientos de Megabytes) a un costo relativamente bajo.Las posiciones de memoria o celdas, están organizadas en matrices y almacenan cada una un bit. Para acceder a ellasse han ideado varios métodos y protocolos cada uno mejorado con el objetivo de acceder a las celdas requeridas de lamanera más eficiente posible.

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Memorias RAM con tecnologías usadas en la actualidad.

Entre las tecnologías recientes para integrados dememoria DRAM usados en los módulos RAM seencuentran:• SDR SDRAM: Memoria con un ciclo sencillo

de acceso por ciclo de reloj. Actualmente endesuso, fue popular en los equipos basados enel Pentium III y los primeros Pentium 4.

• DDR SDRAM: Memoria con un ciclo doble yacceso anticipado a dos posiciones dememoria consecutivas. Fue popular enequipos basados en los procesadores Pentium4 y Athlon 64.

• DDR2 SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a cuatro posiciones de memoria consecutivas.• DDR3 SDRAM: Memoria con un ciclo doble y acceso anticipado a ocho posiciones de memoria consecutivas. Es

el tipo de memoria más actual, está reemplazando rápidamente a su predecesora, la DDR2.Los estándares JEDEC, establecen las características eléctricas y las físicas de los módulos, incluyendo lasdimensiones del circuito impreso.Los estándares usados actualmente son:• DIMM Con presentaciones de 168 pines (usadas con SDR y otras tecnologías antiguas), 184 pines (usadas con

DDR y el obsoleto SIMM) y 240 (para las tecnologías de memoria DDR2 y DDR3).• SO-DIMM Para computadores portátiles, es una miniaturización de la versión DIMM en cada tecnología. Existen

de 144 pines (usadas con SDR), 200 pines (usadas con DDR y DDR2) y 240 pines (para DDR3).

Memorias RAM especiales

Hay memorias RAM con características que las hacen particulares, y que normalmente no se utilizan como memoriacentral de la computadora; entre ellas se puede mencionar:• SRAM: Siglas de Static Random Access Memory. Es un tipo de memoria más rápida que la DRAM (Dynamic

RAM). El término "estática" deriva del hecho que no necesita el refresco de sus datos. Si bien esta RAM norequiere circuito de refresco, ocupa más espacio y utiliza más energía que la DRAM. Este tipo de memoria,debido a su alta velocidad, es usada como memoria caché.

• NVRAM: Siglas de Non-Volatile Random Access Memory. Memoria RAM no volátil (mantiene la informaciónen ausencia de alimentación eléctrica). Hoy en día, la mayoría de memorias NVRAM son memorias flash, muyusadas para teléfonos móviles y reproductores portátiles de MP3.

• VRAM: Siglas de Video Random Access Memory. Es un tipo de memoria RAM que se utiliza en las tarjetasgráficas del computador. La característica particular de esta clase de memoria es que es accesible de formasimultánea por dos dispositivos. Así, es posible que la CPU grabe información en ella, al tiempo que se leen losdatos que serán visualizados en el Monitor de computadora.

De las anteriores a su vez, hay otros subtipos más.

Hardware 15

PeriféricosSe entiende por periférico a las unidades o dispositivos que permiten a la computadora comunicarse con el exterior,esto es, tanto ingresar como exteriorizar información y datos.[10] Los periféricos son los que permiten realizar lasoperaciones conocidas como de entrada/salida (E/S).[11]

Aunque son estrictamente considerados “accesorios” o no esenciales, muchos de ellos son fundamentales para elfuncionamiento adecuado de la computadora moderna; por ejemplo, el teclado, el disco duro y el monitor sonelementos actualmente imprescindibles; pero no lo son un escáner o un plóter. Para ilustrar este punto: en los años80, muchas de las primeras computadoras personales no utilizaban disco duro ni mouse (o ratón), tenían sólo una odos disqueteras, el teclado y el monitor como únicos periféricos.

Dispositivos de entrada de información (E)

Teclado para PC inalámbrico.

Ratón (Mouse) común alámbrico.

De esta categoría son aquellos que permiten el ingreso deinformación, en general desde alguna fuente externa o por partedel usuario. Los dispositivos de entrada proveen el mediofundamental para transferir hacia la computadora (máspropiamente al procesador) información desde alguna fuente, sealocal o remota. También permiten cumplir la esencial tarea de leery cargar en memoria el sistema operativo y las aplicaciones oprogramas informáticos, los que a su vez ponen operativa lacomputadora y hacen posible realizar las más diversas tareas.[11]

Entre los periféricos de entrada se puede mencionar: [10] teclado,mouse o ratón, escáner, micrófono, cámara web , lectores ópticosde código de barras, Joystick, lectora de CD, DVD o BluRay (sólolectoras), placas de adquisición/conversión de datos, etc.

Pueden considerarse como imprescindibles para elfuncionamiento, (de manera como hoy se concibe la informática)al teclado, al ratón y algún dispositivo lector de discos; ya que tansólo con ellos el hardware puede ponerse operativo para unusuario. Los otros son más bien accesorios, aunque en laactualidad pueden resultar de tanta necesidad que sonconsiderados parte esencial de todo el sistema.

Impresora de inyección de tinta.

Dispositivos de salida de información (S)

Son aquellos que permiten emitir o dar salida a la informaciónresultante de las operaciones realizadas por la CPU(procesamiento).

Los dispositivos de salida aportan el medio fundamental paraexteriorizar y comunicar la información y datos procesados; ya seaal usuario o bien a otra fuente externa, local o remota.[11]

Los dispositivos más comunes de este grupo son los monitoresclásicos (no de pantalla táctil), las impresoras, y los altavoces. [10]

Entre los periféricos de salida puede considerarse comoimprescindible para el funcionamiento del sistema, al monitor.Otros, aunque accesorios, son sumamente necesarios para un usuario que opere un computador moderno.

Hardware 16

Dispositivos mixtos (E/S de información)

Piezas de un Disco duro.

Son aquellos dispositivos que pueden operar deambas formas: tanto de entrada como desalida.[11] Típicamente, se puede mencionarcomo periféricos mixtos o de Entrada/Salida a:discos rígidos, disquetes, unidades de cintamagnética, lecto-grabadoras de CD/DVD, discosZIP, etc. También entran en este rango, con sutildiferencia, otras unidades, tales como: Tarjetasde Memoria flash o unidad de estado sólido,tarjetas de red, módems, tarjetas decaptura/salida de vídeo, etc. [10]

Si bien se puede clasificar al pendrive (lápiz dememoria), memoria flash o memoria USB ounidades de estado sólido en la categoría dememorias, normalmente se los utiliza comodispositivos de almacenamiento masivo; siendo todos de categoría Entrada/Salida.[15]

Los dispositivos de almacenamiento masivo[10] también son conocidos como "Memorias Secundarias o Auxiliares".Entre ellos, sin duda, el disco duro ocupa un lugar especial, ya que es el de mayor importancia en la actualidad, en elque se aloja el sistema operativo, todas las aplicaciones, utilitarios, etc. que utiliza el usuario; además de tener lasuficiente capacidad para albergar información y datos en grandes volúmenes por tiempo prácticamente indefinido.Los servidores Web, de correo electrónico y de redes con bases de datos, utilizan discos rígidos de grandescapacidades y con una tecnología que les permite trabajar a altas velocidades como SCSI incluyendo también,normalmente, capacidad de redundancia de datos RAID; incluso utilizan tecnologías híbridas: disco rígido y unidadde estado sólido, lo que incrementa notablemente su eficiencia. Las interfaces actuales más usadas en discos durosson: IDE, SATA, SCSI y SAS; y en las unidades de estado sólido son SATA y PCI-Express ya que necesitangrandes anchos de banda.La pantalla táctil (no el monitor clásico) es un dispositivo que se considera mixto, ya que además de mostrarinformación y datos (salida) puede actuar como un dispositivo de entrada, reemplazando, por ejemplo, a algunasfunciones del ratón o del teclado.

Hardware 17

Hardware gráfico

GPU de Nvidia GeForce.

El hardware gráfico lo constituyen básicamentelas tarjetas gráficas. Dichos componentesdisponen de su propia memoria y unidad deprocesamiento, esta última llamada unidad deprocesamiento gráfico (o GPU, siglas en inglésde Graphics Processing Unit). El objetivo básicode la GPU es realizar los cálculos asociados aoperaciones gráficas, fundamentalmente encoma flotante, [16] liberando así al procesadorprincipal (CPU) de esa costosa tarea (en tiempo)para que éste pueda efectuar otras funciones enforma más eficiente. Antes de esas tarjetas devídeo con aceleradores por hardware, era elprocesador principal el encargado de construir laimagen mientras la sección de vídeo (sea tarjetao de la placa base) era simplemente un traductor de las señales binarias a las señales requeridas por el monitor; ybuena parte de la memoria principal (RAM) de la computadora también era utilizada para estos fines.

Dentro de ésta categoría no se deben omitir los sistemas gráficos integrados (IGP), presentes mayoritariamente enequipos portátiles o en equipos prefabricados (OEM), los cuales generalmente, a diferencia de las tarjetas gráficas,no disponen de una memoria dedicada, utilizando para su función la memoria principal del sistema. La tendencia enlos últimos años es integrar los sistemas gráficos dentro del propio procesador central. Los procesadores gráficosintegrados (IGP) generalmente son de un rendimiento y consumo notablemente más bajo que las GPU de las tarjetasgráficas dedicadas, no obstante, son más que suficiente para cubrir las necesidades de la mayoría de los usuarios deun PC.Actualmente se están empezando a utilizar las tarjetas gráficas con propósitos no exclusivamente gráficos, ya que enpotencia de cálculo la GPU es superior, más rápida y eficiente que el procesador para operaciones en coma flotante,por ello se está tratando de aprovecharla para propósitos generales, al concepto, relativamente reciente, se ledenomina GPGPU (General-Purpose Computing on Graphics Processing Units).La Ley de Moore establece que cada 18 a 24 meses la cantidad de transistores que puede contener un circuitointegrado se logra duplicar; en el caso de los GPU esta tendencia es bastante más notable, duplicando, o aún más, loindicado en la ley de Moore.[17]

Desde la década de 1990, la evolución en el procesamiento gráfico ha tenido un crecimiento vertiginoso; las actualesanimaciones por computadoras y videojuegos eran impensables veinte años atrás.

Véase también• Historia del hardware de computador• Arquitectura de computadoras• Arquitectura de von Neumann• Hardware libre• Software

Hardware 18

Referencias[1] « MasterMagazine (http:/ / www. mastermagazine. info/ termino/ 4384. php)». Portal de tecnología.[2] « Definición de Hardware por la RAE (http:/ / buscon. rae. es/ draeI/ SrvltConsulta?TIPO_BUS=3& LEMA=hardware)». Diccionario de la

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cuales-son-las-generaciones-de-la-computadora/ )».[8] Jörg Hoppes. « My PDP-11/44 (http:/ / www. j-hoppe. de/ PDP-11/ My_PDP-11_44/ my_pdp-11_44. html)» (en inglés).[9] « Esquemas del funcionamiento de la computadora - Figuras, Cap. 1 (http:/ / atc. ugr. es/ intro_info_mcgraw/ libro/ figuras/ c1_fig_tabl.

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Slater, Stanford University - Micro IEEE.[13] « Definición de Motherboard (http:/ / www. alegsa. com. ar/ Dic/ motherboard. php)». Diccionario informático.[14] « Memoria pincipal del computador (http:/ / www. monografias. com/ trabajos37/ memoria-principal/ memoria-principal. shtml)».

Monografias.com.[15] « Periféricos de computadores - Memorias Flash USB (http:/ / atc. ugr. es/ intro_info_mcgraw/ libro/ actualizaciones/ c08_parche_flash.

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D.F.: Alfaomega. pp. 431 p. : il.. ISBN 970-15-0599-9.• Sánchez Serantes, Verónica. La PC por dentro : todo sobre hardware y guía práctica para comprar su

computadora. México, D.F.: MP. pp. 142p. : il.. ISBN 968-5347-21-2.• Dembowski, Klaus. Hardware : información sobre la totalidad del hardware, de rápido acceso. Barcelona:

Marcombo. pp. 956 p. : il.. ISBN 84-267-1263-0.• Hennessy, John L.; Patterson, David A.. Organización y diseño de computadores : la interfaz hardware/software.

traducción al español por Juan Manuel Sánchez, revisión técnica Antonio Vaquero. (2a. ed. edición). Madrid -Buenos Aires: McGraw-Hill. pp. 756 p. : il.. ISBN 84-481-1829-4.

• Stokes, John M. (en inglés). Introduction to Microprocessors and Computer Architecture. No Starch Press.pp. 320p.. ISBN 9781593271046.

Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Hardware. Commons• Wikcionario tiene definiciones para hardware.Wikcionario• Wikcionario en inglés tiene definiciones para hardware.Wikcionario

Placa base 19

Placa baseLa placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre (del inglés motherboard o mainboard) es unaplaca de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Tieneinstalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexiónentre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectardispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja.La placa base, además, incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, comopruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistemaoperativo.

Componentes de la placa base

Diagrama de una placa base típica.

Una placa base típica admite los siguientes componentes:• Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores,

una alimentación eléctrica proporciona a la placa base losdiferentes voltajes e intensidades necesarios para sufuncionamiento.

• El zócalo de CPU es un receptáculo que recibe elmicroprocesador y lo conecta con el resto de componentes através de la placa base.

• Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6 en lasplacas base comunes.

• El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan lastransferencias de datos entre los diferentes componentes de lacomputadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica,unidad dealmacenamiento secundario, etc.).

Se divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y elpuente sur (southbridge). El primero gestiona la interconexiónentre el microprocesador, la memoria RAM y la unidad deprocesamiento gráfico; y el segundo entre los periféricos y losdispositivos de almacenamiento, como los discos duros o lasunidades de disco óptico. Las nuevas líneas de procesadores deescritorio tienden a integrar el propio controlador de memoria enel interior del procesador.

• Un reloj: regula la velocidad de ejecución de las instruccionesdel microprocesador y de los periféricos internos.

• La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo,fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad.

• La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que ésteúltimo no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas.

• La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR

Placa base 20

(Master Boot Record), registradas en un disco duro o SSD, cuando arranca el sistema operativo.• El bus (también llamado bus interno o en inglés front-side bus'): conecta el microprocesador al chipset, está

cayendo en desuso frente a HyperTransport y Quickpath.• El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.• El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los conectores entrada/salida y a las

ranuras de expansión.• Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos conectores incluyen:

• Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a desaparecer a favor del USB• Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.• Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras.• Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar periféricos recientes.• Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.• Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la computadora.• Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros,

unidades de estado sólido y unidades de disco óptico.• Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófonos.

• Las ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de expansión (estas tarjetas seutilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador; por ejemplo, un tarjeta gráfica sepuede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento 3D). Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfazantigua), PCI (en inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.

Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la placa base, tales comocircuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o de redes(10/100 Mbps/1 Gbps), evitando así la adición de tarjetas de expansión.

Tipos de busLos buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos de lacomputadora.Los buses generales son los siguientes:• Bus de datos: son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del

microprocesador.• Bus de dirección: línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la

dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia.• Bus de control: línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la

unidad central y los periféricos.• Bus de expansión: conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de dirección y

el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la tarjeta principal.• Bus del sistema: todos los componentes de la CPU se vinculan a través del bus de sistema, mediante distintos

tipos de datos el microprocesador y la memoria principal, que también involucra a la memoria caché de nivel 2.La velocidad de transferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho delmínimo.

Placa base 21

Placa multiprocesador

Una placa con dos procesadores.

Este tipo de placa base puede acoger a varios procesadores(generalmente de 2, 4, 8 o más). Estas placas base multiprocesadortienen varios zócalos de microprocesador, lo que les permite conectarvarios microprocesadores físicamente distintos (a diferencia de los deprocesador de doble núcleo).

Cuando hay dos procesadores en una placa base, hay dos formas demanejarlos:• El modo asimétrico, donde a cada procesador se le asigna una tarea

diferente. Este método no acelera el tratamiento, pero puede asignaruna tarea a una unidad central de procesamiento, mientras que laotra lleva a cabo a una tarea diferente.

• El modo simétrico, llamado multiprocesamiento simétrico, dondecada tarea se distribuye de forma simétrica entre los dosprocesadores.

Linux fue el primer sistema operativo en gestionar la arquitectura dedoble procesador en x86.[cita requerida] Sin embargo, la gestión devarios procesadores existía ya antes en otras plataformas y otrossistemas operativos. Linux 2.6.x maneja multiprocesadores simétricos, y las arquitecturas de memoria nouniformemente distribuida

Algunos fabricantes proveen placas base que pueden acoger hasta 8 procesadores (en el caso de socket 939 paraprocesadores AMD Opteron y sobre socket 604 para procesadores Intel Xeon).

TiposLa mayoría de las placas de PC vendidas después de 2001 se pueden clasificar en dos grupos:• Las placas base para procesadores AMD

• Slot A Duron, Athlon• Socket A Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron• Socket 754 Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion• Socket 939 Athlon 64, Athlon FX , Athlon X2, Sempron, Opteron• Socket 940 Opteron y Athlon 64 FX• Socket AM2 Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom• Socket F Opteron• Socket AM2 + Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom• Socket AM3 Phenom II X2/X3/X4.• Socket AM4 Phenom III X3/X4/X5

• Las placas base para procesadores Intel• Socket 7: Pentium I, Pentium MMX• Slot 1: Pentium II, Pentium III, Celeron• Socket 370: Pentium III, Celeron• Socket 423: Pentium 4• Socket 478: Pentium 4, Celeron• Socket 775: Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo), Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core 2 Extreme, Xeon• Socket 603 Xeon

Placa base 22

• Socket 604 Xeon• Socket 771 Xeon• LGA1366 Intel Core i7, Xeon (Nehalem)• LGA 1156 Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7 (Nehalem)• LGA 2011 Intel Core i7 (Sandy Bridge)• LGA 1155 Intel Core i7, Intel Core i5 y Intel Core i3 (Sandy Bridge)

Formatos

Las tarjetas madre necesitan tener dimensionescompatibles con las cajas que las contienen, demanera que desde los primeros computadorespersonales se han establecido característicasmecánicas, llamadas factor de forma. Definen ladistribución de diversos componentes y lasdimensiones físicas, como por ejemplo el largo yancho de la tarjeta, la posición de agujeros desujeción y las características de los conectores.

Con los años, varias normas se fueronimponiendo:• XT: es el formato de la placa base del PC de

IBM modelo 5160, lanzado en 1983. En estefactor de forma se definió un tamañoexactamente igual al de una hoja de papeltamaño carta y un único conector externo para el teclado.

• 1984 AT 305 × 305 mm ( IBM)• Baby AT: 216 × 330 mm

• AT: uno de los formatos más grandes de toda la historia del PC (305 × 279–330 mm), definió un conector depotencia formado por dos partes. Fue usado de manera extensa de 1985 a 1995.

• 1995 ATX 305 × 244 mm (Intel)• MicroATX: 244 × 244 mm• FlexATX: 229 × 191 mm• MiniATX: 284 × 208 mm

• ATX: creado por un grupo liderado por Intel, en 1995 introdujo las conexiones exteriores en la forma de un panelI/O y definió un conector de 20 pines para la energía. Se usa en la actualidad en la forma de algunas variantes, queincluyen conectores de energía extra o reducciones en el tamaño.

• 2001 ITX 215 × 195 mm (VIA)• MiniITX: 170 × 170 mm• NanoITX: 120 × 120 mm• PicoITX: 100 × 72 mm

• ITX: con rasgos procedentes de las especificaciones microATX y FlexATX de Intel, el diseño de VIA se centraen la integración en placa base del mayor número posible de componentes, además de la inclusión del hardwaregráfico en el propio chipset del equipo, siendo innecesaria la instalación de una tarjeta gráfica en la ranura AGP.

• 2005 [BTX] 325 × 267 mm (Intel)• Micro bTX: 264 × 267 mm

Placa base 23

• PicoBTX: 203 × 267 mm• RegularBTX: 325 × 267 mm

• BTX: retirada en muy poco tiempo por la falta de aceptación, resultó prácticamente incompatible con ATX, salvoen la fuente de alimentación. Fue creada para intentar solventar los problemas de ruido y refrigeración, comoevolución de la ATX.

• 2007 DTX 248 × 203 mm ( AMD)• Mini-DTX: 170 × 203 mm• Full-DTX: 243 × 203 mm

• DTX: destinadas a PCs de pequeño formato. Hacen uso de un conector de energía de 24 pines y de un conectoradicional de 2x2.

• Formato propietario: durante la existencia del PC, mucha marcas han intentado mantener un esquema cerrado dehardware, fabricando tarjetas madre incompatibles físicamente con los factores de forma con dimensiones,distribución de elementos o conectores que son atípicos. Entre las marcas mas persistentes está Dell, que rara vezfabrica equipos diseñados con factores de forma de la industria.

EscalabilidadHasta la mitad de la década de 1990, los PC fueron equipados con una placa en la que se soldó el microprocesador(CPU). Luego vinieron las placas base equipadas con zócalo de microprocesador «libre», que permitía acoger elmicroprocesador de elección (de acuerdo a sus necesidades y presupuesto). Con este sistema (que pronto se hizo másgeneralizado y no ha sido discutido), es teóricamente posible equipar el PC con una CPU más potente, sin sustituir laplaca base, pero a menor costo.De hecho, esta flexibilidad tiene sus límites porque los microprocesadores son cada vez más eficientes, einvariablemente requieren placas madre más eficaces (por ejemplo, capaces de manejar flujos de datos cada vez másimportantes).

FabricantesVarios fabricantes se reparten el mercado de placas base, tales como Abit, Albatron, Aopen, ASUS, ASRock,Biostar, Chaintech, Dell, DFI, ECS EliteGroup, Epox, Foxconn, Gigabyte Technology, Intel, MSI, QDI, SapphireTechnology, Soltek, Super Micro, Tyan, Via, XFX, Pc Chips.Algunos diseñan y fabrican uno o más componentes de la placa base, mientras que otros ensamblan los componentesque terceros han diseñado y fabricado.

Véase también• Portal:Informática. Contenido relacionado con Informática.• Backplane• Chipset• Memoria de acceso aleatorio• Doble canal• Tarjeta gráfica

Unidad central de procesamiento 24

Unidad central de procesamiento

Oblea de un microprocesador Intel 80486DX2 (tamaño:12×6,75 mm) en su empaquetado.

La unidad central de procesamiento o CPU (por elacrónimo en inglés de central processing unit), osimplemente el procesador o microprocesador, es elcomponente del computador y otros dispositivosprogramables, que interpreta las instruccionescontenidas en los programas y procesa los datos. LosCPU proporcionan la característica fundamental de lacomputadora digital (la programabilidad) y son uno delos componentes necesarios encontrados en lascomputadoras de cualquier tiempo, junto con elalmacenamiento primario y los dispositivos deentrada/salida. Se conoce como microprocesador elCPU que es manufacturado con circuitos integrados.Desde mediados de los años 1970, losmicroprocesadores de un solo chip han reemplazadocasi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos losmicroprocesadores.

La expresión "unidad central de proceso" es, en términos generales, una descripción de una cierta clase de máquinasde lógica que pueden ejecutar complejos programas de computadora. Esta amplia definición puede fácilmente seraplicada a muchos de los primeros computadores que existieron mucho antes que el término "CPU" estuviera enamplio uso. Sin embargo, el término en sí mismo y su acrónimo han estado en uso en la industria de la informáticapor lo menos desde el principio de los años 1960. La forma, el diseño y la implementación de los CPU ha cambiadodrásticamente desde los primeros ejemplos, pero su operación fundamental ha permanecido bastante similar.

Los primeros CPU fueron diseñados a la medida como parte de una computadora más grande, generalmente unacomputadora única en su especie. Sin embargo, este costoso método de diseñar los CPU a la medida, para unaaplicación particular, ha desaparecido en gran parte y se ha sustituido por el desarrollo de clases de procesadoresbaratos y estandarizados adaptados para uno o muchos propósitos. Esta tendencia de estandarización comenzógeneralmente en la era de los transistores discretos, computadoras centrales, y microcomputadoras, y fue aceleradarápidamente con la popularización del circuito integrado (IC), éste ha permitido que sean diseñados y fabricadosCPU más complejos en espacios pequeños (en la orden de milímetros). Tanto la miniaturización como laestandarización de los CPU han aumentado la presencia de estos dispositivos digitales en la vida moderna muchomás allá de las aplicaciones limitadas de máquinas de computación dedicadas. Los microprocesadores modernosaparecen en todo, desde automóviles, televisores, neveras, calculadoras, aviones, hasta teléfonos móviles o celulares,juguetes, entre otros.

Unidad central de procesamiento 25

Historia

El EDVAC, uno de los primeros computadores de programasalmacenados electrónicamente.

Casi todos los CPU tratan con estados discretos, y porlo tanto requieren una cierta clase de elementos deconmutación para diferenciar y cambiar estos estados.Antes de la aceptación comercial del transistor, losrelés eléctricos y los tubos de vacío (válvulastermoiónicas) eran usados comúnmente comoelementos de conmutación. Aunque éstos teníandistintas ventajas de velocidad sobre los anterioresdiseños puramente mecánicos, no eran fiables porvarias razones. Por ejemplo, hacer circuitos de lógicasecuencial de corriente directa requería hardwareadicional para hacer frente al problema del rebote decontacto. Por otro lado, mientras que los tubos de vacíono sufren del rebote de contacto, éstos deben calentarseantes de llegar a estar completamente operacionales yeventualmente fallan y dejan de funcionar porcompleto.[1] Generalmente, cuando un tubo ha fallado,la CPU tendría que ser diagnosticada para localizar elcomponente que falla para que pueda ser reemplazado.Por lo tanto, los primeros computadores electrónicos,(basados en tubos de vacío), generalmente eran másrápidos pero menos confiables que las computadoraselectromecánicas, (basadas en relés). Las computadoras

de tubo, como el EDVAC, tendieron en tener un promedio de ocho horas entre fallas, mientras que las computadorasde relés, (anteriores y más lentas), como el Harvard Mark I, fallaban muy raramente . Al final, los CPU basados entubo llegaron a ser dominantes porque las significativas ventajas de velocidad producidas generalmente pesaban másque los problemas de confiabilidad. La mayor parte de estos tempranos CPU síncronos corrían en frecuencias dereloj bajas comparadas con los modernos diseños microelectrónicos, (ver más abajo para una exposición sobre lafrecuencia de reloj). Eran muy comunes en este tiempo las frecuencias de la señal del reloj con un rango desde 100kHz hasta 4 MHz, limitado en gran parte por la velocidad de los dispositivos de conmutación con los que fueronconstruidos.

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CPU de transistores y de circuitos integrados discretos

CPU, memoria de núcleo, e interfaz de bus externo de un MSI PDP-8/I.

La complejidad del diseño de los CPUse incrementó a medida que variastecnologías facilitaron la construcciónde dispositivos electrónicos máspequeños y confiables. La primera deesas mejoras vino con el advenimientodel transistor. Los CPUtransistorizados durante los años 1950y los años 1960 no tuvieron que serconstruidos con elementos deconmutación abultados, no fiables, yfrágiles, como los tubos de vacío y losrelés eléctricos. Con esta mejora,fueron construidos CPU máscomplejos y más confiables sobre unao varias tarjetas de circuito impresoque contenían componentes discretos(individuales).

Durante este período, ganó popularidad un método de fabricar muchos transistores en un espacio compacto. Elcircuito integrado (IC) permitió que una gran cantidad de transistores fueran fabricados en una simple oblea basadaen semiconductor o "chip". Al principio, solamente circuitos digitales muy básicos, no especializados, como laspuertas NOR fueron miniaturizados en IC. Los CPU basadas en estos IC de "bloques de construcción" generalmenteson referidos como dispositivos de pequeña escala de integración "small-scale integration" (SSI). Los circuitosintegrados SSI, como los usados en el computador guía del Apollo (Apollo Guidance Computer), usualmentecontenían transistores que se contaban en números de múltiplos de diez. Construir un CPU completo usando IC SSIrequería miles de chips individuales, pero todavía consumía mucho menos espacio y energía que diseños anterioresde transistores discretos. A medida que la tecnología microelectrónica avanzó, en los IC fue colocado un númerocreciente de transistores, disminuyendo así la cantidad de IC individuales necesarios para un CPU completo. Loscircuitos integrados MSI y el LSI (de mediana y gran escala de integración) aumentaron el número de transistores acientos, y luego a miles.

En 1964, IBM introdujo su arquitectura de computador System/360, que fue usada en una serie de computadores quepodían ejecutar los mismos programas con velocidades y desempeños diferentes. Esto fue significativo en un tiempoen que la mayoría de las computadoras electrónicas eran incompatibles entre sí, incluso las hechas por el mismofabricante. Para facilitar esta mejora, IBM utilizó el concepto de microprograma, a menudo llamado "microcódigo",ampliamente usado aún en los CPU modernos . La arquitectura System/360 era tan popular que dominó el mercadodel mainframe durante las siguientes décadas y dejó una herencia que todavía aún perdura en las computadorasmodernas, como el IBM zSeries. En el mismo año de 1964, Digital Equipment Corporation (DEC) introdujo otrocomputador que sería muy influyente, dirigido a los mercados científicos y de investigación, el PDP-8. DECintroduciría más adelante la muy popular línea del PDP-11, que originalmente fue construido con IC SSI peroeventualmente fue implementado con componentes LSI cuando se convirtieron en prácticos. En fuerte contraste consus precursores hechos con tecnología SSI y MSI, la primera implementación LSI del PDP-11 contenía un CPUintegrado únicamente por cuatro circuitos integrados LSI .Los computadores basados en transistores tenían varias ventajas frente a sus predecesores. Aparte de facilitar una creciente fiabilidad y un menor consumo de energía, los transistores también permitían al CPU operar a velocidades

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mucho más altas debido al corto tiempo de conmutación de un transistor en comparación a un tubo o relé. Graciastanto a esta creciente fiabilidad como al dramático incremento de velocidad de los elementos de conmutación quepor este tiempo eran casi exclusivamente transistores, se fueron alcanzando frecuencias de reloj del CPU de decenasde megahertz. Además, mientras que los CPU de transistores discretos y circuitos integrados se usaban comúnmente,comenzaron a aparecer los nuevos diseños de alto rendimiento como procesadores vectoriales SIMD (SingleInstruction Multiple Data) (Simple Instrucción Múltiples Datos). Estos primeros diseños experimentales dieron lugarmás adelante a la era de las supercomputadoras especializadas, como los hechos por Cray Inc.

Microprocesadores

Microprocesador Intel 80486DX2 en un paquete PGA de cerámica

Desde la introducción del primer microprocesador, elIntel 4004, en 1971, y del primer microprocesadorampliamente usado, el Intel 8080, en 1974, esta clasede CPUs ha desplazado casi totalmente el resto de losmétodos de implementación de la Unidad Central deProceso. Los fabricantes de mainframes yminicomputadores de ese tiempo lanzaron programasde desarrollo de IC propietarios para actualizar sus másviejas arquitecturas de computador, y eventualmenteprodujeron microprocesadores con conjuntos deinstrucciones que eran compatibles hacia atrás con susmás viejos hardwares y softwares. Combinado con eladvenimiento y el eventual vasto éxito del ahora ubicuocomputadora personal, el término "CPU" es aplicadoahora casi exclusivamente a los microprocesadores.

Las generaciones previas de CPUs fueron implementadas como componentes discretos y numerosos circuitosintegrados de pequeña escala de integración en una o más tarjetas de circuitos. Por otro lado, los microprocesadoresson CPUs fabricados con un número muy pequeño de IC; usualmente solo uno. El tamaño más pequeño del CPU,como resultado de estar implementado en una simple pastilla, significa tiempos de conmutación más rápidos debidoa factores físicos como el decrecimiento de la capacitancia parásita de las puertas. Esto ha permitido que losmicroprocesadores síncronos tengan tiempos de reloj con un rango de decenas de megahercios a varios gigahercios.Adicionalmente, como ha aumentado la capacidad de construir transistores excesivamente pequeños en un IC, lacomplejidad y el número de transistores en un simple CPU también se ha incrementado dramáticamente. Estatendencia ampliamente observada es descrita por la ley de Moore, que ha demostrado hasta la fecha, ser unapredicción bastante exacta del crecimiento de la complejidad de los CPUs y otros IC.

Mientras que, en los pasados sesenta años han cambiado drásticamente, la complejidad, el tamaño, la construcción, yla forma general del CPU, es notable que el diseño y el funcionamiento básico no ha cambiado demasiado. Casitodos los CPU comunes de hoy se pueden describir con precisión como máquinas de programa almacenado de vonNeumann.A medida que la ya mencionada ley del Moore continúa manteniéndose verdadera, se han presentado preocupacionessobre los límites de la tecnología de transistor del circuito integrado. La miniaturización extrema de puertaselectrónicas está causando los efectos de fenómenos que se vuelven mucho más significativos, como laelectromigración, y el subumbral de pérdida. Estas más nuevas preocupaciones están entre los muchos factores quehacen a investigadores estudiar nuevos métodos de computación como la computadora cuántica, así como ampliar eluso de paralelismo, y otros métodos que extienden la utilidad del modelo clásico de von Neumann.

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Operación del CPULa operación fundamental de la mayoría de los CPU, es ejecutar una secuencia de instrucciones almacenadasllamadas "programa". El programa es representado por una serie de números que se mantentienen en una cierta clasede memoria de computador. Hay cuatro pasos que casi todos los CPU de arquitectura de von Neumann usan en suoperación: fetch, decode, execute, y writeback, (leer, decodificar, ejecutar, y escribir).

Diagrama mostrando como es decodificada una instrucción del MIPS32. (MIPSTechnologies 2005)

El primer paso, leer (fetch), implica elrecuperar una instrucción, (que esrepresentada por un número o una secuenciade números), de la memoria de programa.La localización en la memoria del programaes determinada por un contador de programa(PC), que almacena un número queidentifica la posición actual en el programa.En otras palabras, el contador de programaindica al CPU, el lugar de la instrucción en

el programa actual. Después de que se lee una instrucción, el Contador de Programa es incrementado por la longitudde la palabra de instrucción en términos de unidades de memoria.[2] Frecuentemente la instrucción a ser leída debeser recuperada de memoria relativamente lenta, haciendo detener al CPU mientras espera que la instrucción searetornada. Este problema es tratado en procesadores modernos en gran parte por los cachés y las arquitecturaspipeline (ver abajo).

La instrucción que el CPU lee desde la memoria es usada para determinar qué deberá hacer el CPU. En el paso dedecodificación, la instrucción es dividida en partes que tienen significado para otras unidades del CPU. La maneraen que el valor de la instrucción numérica es interpretado está definida por la arquitectura del conjunto deinstrucciones (el ISA) del CPU.[3] A menudo, un grupo de números en la instrucción, llamados opcode, indica quéoperación realizar. Las partes restantes del número usualmente proporcionan información requerida para esainstrucción, como por ejemplo, operandos para una operación de adición. Tales operandos se pueden dar como unvalor constante (llamado valor inmediato), o como un lugar para localizar un valor, que según lo determinado poralgún modo de dirección, puede ser un registro o una dirección de memoria. En diseños más viejos las unidades delCPU responsables de decodificar la instrucción eran dispositivos de hardware fijos. Sin embargo, en CPUs e ISAsmás abstractos y complicados, es frecuentemente usado un microprograma para ayudar a traducir instrucciones envarias señales de configuración para el CPU. Este microprograma es a veces reescribible de tal manera que puede sermodificado para cambiar la manera en que el CPU decodifica instrucciones incluso después de que haya sidofabricado.

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Diagrama de bloques de un CPU simple

Después de los pasos de lectura y decodificación, es llevado acabo el paso de la ejecución de la instrucción. Durante estepaso, varias unidades del CPU son conectadas de tal manera queellas pueden realizar la operación deseada. Si, por ejemplo, unaoperación de adición fue solicitada, una unidad aritmético lógica(ALU) será conectada a un conjunto de entradas y un conjuntode salidas. Las entradas proporcionan los números a sersumados, y las salidas contendrán la suma final. La ALUcontiene la circuitería para realizar operaciones simples dearitmética y lógica en las entradas, como adición y operacionesde bits (bitwise). Si la operación de adición produce un resultadodemasiado grande para poder ser manejado por el CPU, tambiénpuede ser ajustada una bandera (flag) de desbordamientoaritmético localizada en un registro de banderas (ver abajo lasección sobre rango de números enteros).

El paso final, la escritura (writeback), simplemente "escribe"los resultados del paso de ejecución a una cierta forma dememoria. Muy a menudo, los resultados son escritos a algúnregistro interno del CPU para acceso rápido por subsecuentesinstrucciones. En otros casos los resultados pueden ser escritos auna memoria principal más lenta pero más barata y más grande. Algunos tipos de instrucciones manipulan elcontador de programa en lugar de directamente producir datos de resultado. Éstas son llamadas generalmente"saltos" (jumps) y facilitan comportamientos como |bucles (loops), la ejecución condicional de programas (con eluso de saltos condicionales), y funciones en programas.[4] Muchas instrucciones también cambiarán el estado dedígitos en un registro de "banderas". Estas banderas pueden ser usadas para influenciar cómo se comporta unprograma, puesto que a menudo indican el resultado de varias operaciones. Por ejemplo, un tipo de instrucción de"comparación" considera dos valores y fija un número, en el registro de banderas, de acuerdo a cuál es el mayor.Entonces, esta bandera puede ser usada por una posterior instrucción de salto para determinar el flujo de programa.

Después de la ejecución de la instrucción y la escritura de los datos resultantes, el proceso entero se repite con elsiguiente ciclo de instrucción, normalmente leyendo la siguiente instrucción en secuencia debido al valorincrementado en el contador de programa. Si la instrucción completada era un salto, el contador de programa serámodificado para contener la dirección de la instrucción a la cual se saltó, y la ejecución del programa continúanormalmente. En CPUs más complejos que el descrito aquí, múltiples instrucciones pueden ser leídas, decodificadas,y ejecutadas simultáneamente. Esta sección describe lo que es referido generalmente como el "entubado RISCclásico" (Classic RISC pipeline), que de hecho es bastante común entre los CPU simples usados en muchosdispositivos electrónicos, a menudo llamados microcontroladores.[5]

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Diseño e implementación

Prerrequisitos

Arquitectura informática

Circuitos digitales

Rango de enterosLa manera en que un CPU representa los números es una opción de diseño que afecta las más básicas formas en queel dispositivo funciona. Algunas de las primeras calculadoras digitales usaron, para representar númerosinternamente, un modelo eléctrico del sistema de numeración decimal común (base diez). Algunas otrascomputadoras han usado sistemas de numeración más exóticos como el ternario (base tres). Casi todos los CPUmodernos representan los números en forma binaria, en donde cada dígito es representado por una cierta cantidadfísica de dos valores, como un voltaje "alto" o "bajo".[6]

Microprocesador MOS 6502 en un dual in-line package(encapasulado en doble línea), un diseño extremadamente popular de

8 bits.

Con la representación numérica están relacionados eltamaño y la precisión de los números que un CPUpuede representar. En el caso de un CPU binario, un bitse refiere a una posición significativa en los númeroscon que trabaja un CPU. El número de bits (o deposiciones numéricas, o dígitos) que un CPU usa pararepresentar los números, a menudo se llama "tamaño dela palabra", "ancho de bits", "ancho de ruta de datos", o"precisión del número entero" cuando se ocupaestrictamente de números enteros (en oposición a

números de coma flotante). Este número difiere entre las arquitecturas, y a menudo dentro de diferentes unidades delmismo CPU. Por ejemplo, un CPU de 8 bits maneja un rango de números que pueden ser representados por ochodígitos binarios, cada dígito teniendo dos valores posibles, y en combinación los 8 bits teniendo 28 ó 256 númerosdiscretos. En efecto, el tamaño del número entero fija un límite de hardware en el rango de números enteros que elsoftware corre y que el CPU puede usar directamente.[7]

El rango del número entero también puede afectar el número de posiciones en memoria que el CPU puededireccionar (localizar). Por ejemplo, si un CPU binario utiliza 32 bits para representar una dirección de memoria, ycada dirección de memoria representa a un octeto (8 bits), la cantidad máxima de memoria que el CPU puededireccionar es 232 octetos, o 4 GB. Ésta es una vista muy simple del espacio de dirección del CPU, y muchos diseñosmodernos usan métodos de dirección mucho más complejos como paginación para localizar más memoria que surango entero permitiría con un espacio de dirección plano.Niveles más altos del rango de números enteros requieren más estructuras para manejar los dígitos adicionales, y por lo tanto, más complejidad, tamaño, uso de energía, y generalmente costo. Por ello, no es del todo infrecuente, ver microcontroladores de 4 y 8 bits usados en aplicaciones modernas, aun cuando están disponibles CPU con un rango mucho más alto (de 16, 32, 64, e incluso 128 bits). Los microcontroladores más simples son generalmente más baratos, usan menos energía, y por lo tanto disipan menos calor. Todo esto pueden ser consideraciones de diseño importantes para los dispositivos electrónicos. Sin embargo, en aplicaciones del extremo alto, los beneficios producidos por el rango adicional, (más a menudo el espacio de dirección adicional), son más significativos y con frecuencia afectan las opciones del diseño. Para ganar algunas de las ventajas proporcionadas por las longitudes de bits tanto más bajas, como más altas, muchas CPUs están diseñadas con anchos de bit diferentes para diferentes unidades del dispositivo. Por ejemplo, el IBM System/370 usó un CPU que fue sobre todo de 32 bits, pero usó precisión de 128 bits dentro de sus unidades de coma flotante para facilitar mayor exactitud y rango de números de

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coma flotante . Muchos diseños posteriores de CPU usan una mezcla de ancho de bits similar, especialmente cuandoel procesador está diseñado para usos de propósito general donde se requiere un razonable equilibrio entre lacapacidad de números enteros y de coma flotante.

Frecuencia de relojLa mayoría de los CPU, y de hecho, la mayoría de los dispositivos de lógica secuencial, son de naturalezasíncrona.[8] Es decir, están diseñados y operan en función de una señal de sincronización. Esta señal, conocida comoseñal de reloj, usualmente toma la forma de una onda cuadrada periódica. Calculando el tiempo máximo en que lasseñales eléctricas pueden moverse en las varias bifurcaciones de los muchos circuitos de un CPU, los diseñadorespueden seleccionar un período apropiado para la señal del reloj.Este período debe ser más largo que la cantidad de tiempo que toma a una señal moverse, o propagarse, en el peor delos casos. Al fijar el período del reloj a un valor bastante mayor sobre el retardo de la propagación del peor caso, esposible diseñar todo el CPU y la manera que mueve los datos alrededor de los "bordes" de la subida y bajada de laseñal del reloj. Esto tiene la ventaja de simplificar el CPU significativamente, tanto en una perspectiva de diseño,como en una perspectiva de cantidad de componentes. Sin embargo, esto también tiene la desventaja que todo elCPU debe esperar por sus elementos más lentos, aun cuando algunas unidades de la misma son mucho más rápidas.Esta limitación ha sido compensada en gran parte por varios métodos de aumentar el paralelismo del CPU (verabajo).Sin embargo, las solamente mejoras arquitectónicas no solucionan todas las desventajas de CPUs globalmentesíncronas. Por ejemplo, una señal de reloj está sujeta a los retardos de cualquier otra señal eléctrica. Velocidades dereloj más altas en CPUs cada vez más complejas hacen más difícil de mantener la señal del reloj en fase(sincronizada) a través de toda la unidad. Esto ha conducido que muchos CPU modernos requieran que se lesproporcione múltiples señales de reloj idénticas, para evitar retardar una sola señal lo suficiente significativamentecomo para hacer al CPU funcionar incorrectamente. Otro importante problema cuando la velocidad del reloj aumentadramáticamente, es la cantidad de calor que es disipado por el CPU. La señal del reloj cambia constantemente,provocando la conmutación de muchos componentes (cambio de estado) sin importar si están siendo usados en esemomento. En general, un componente que está cambiando de estado, usa más energía que un elemento en un estadoestático. Por lo tanto, a medida que la velocidad del reloj aumenta, así lo hace también la disipación de calor,causando que el CPU requiera soluciones de enfriamiento más efectivas.Un método de tratar la conmutación de componentes innecesarios se llama el clock gating, que implica apagar laseñal del reloj a los componentes innecesarios, efectivamente desactivándolos. Sin embargo, esto es frecuentementeconsiderado como difícil de implementar y por lo tanto no ve uso común afuera de diseños de muy baja potencia.[9]

Otro método de tratar algunos de los problemas de una señal global de reloj es la completa remoción de la misma.Mientras que quitar la señal global del reloj hace, de muchas maneras, considerablemente más complejo el procesodel diseño, en comparación con diseños síncronos similares, los diseños asincrónicos (o sin reloj) tienen marcadasventajas en el consumo de energía y la disipación de calor. Aunque algo infrecuente, CPUs completas se hanconstruido sin utilizar una señal global de reloj. Dos notables ejemplos de esto son el AMULET, que implementa laarquitectura del ARM, y el MiniMIPS, compatible con el MIPS R3000. En lugar de remover totalmente la señal delreloj, algunos diseños de CPU permiten a ciertas unidades del dispositivo ser asincrónicas, como por ejemplo, usarALUs asincrónicas en conjunción con pipelining superescalar para alcanzar algunas ganancias en el desempeñoaritmético. Mientras que no está completamente claro si los diseños totalmente asincrónicos pueden desempeñarse aun nivel comparable o mejor que sus contrapartes síncronas, es evidente que por lo menos sobresalen en las mássimples operaciones matemáticas. Esto, combinado con sus excelentes características de consumo de energía ydisipación de calor, los hace muy adecuados para sistemas embebidos .

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Paralelismo

Modelo de un CPU subescalar. Note que toma quince ciclos para terminar tresinstrucciones.

La descripción de la operación básica de unCPU ofrecida en la sección anterior describela forma más simple que puede tomar unCPU. Este tipo de CPU, usualmente referidocomo subescalar, opera sobre y ejecuta unasola instrucción con una o dos piezas dedatos a la vez.

Este proceso da lugar a una ineficacia inherente en CPUs subescalares. Puesto que solamente una instrucción esejecutada a la vez, todo el CPU debe esperar que esa instrucción se complete antes de proceder a la siguienteinstrucción. Como resultado, el CPU subescalar queda "paralizado" en instrucciones que toman más de un ciclo dereloj para completar su ejecución. Incluso la adición de una segunda unidad de ejecución (ver abajo) no mejoramucho el desempeño. En lugar de un camino quedando congelado, ahora dos caminos se paralizan y aumenta elnúmero de transistores no usados. Este diseño, en donde los recursos de ejecución del CPU pueden operar consolamente una instrucción a la vez, solo puede, posiblemente, alcanzar el desempeño escalar (una instrucción porciclo de reloj). Sin embargo, el desempeño casi siempre es subescalar (menos de una instrucción por ciclo).Las tentativas de alcanzar un desempeño escalar y mejor, han resultado en una variedad de metodologías de diseñoque hacen comportarse al CPU menos linealmente y más en paralelo. Cuando se refiere al paralelismo en los CPU,generalmente son usados dos términos para clasificar estas técnicas de diseño.• El paralelismo a nivel de instrucción, en inglés Instruction Level Parallelism (ILP), busca aumentar la tasa en la

cual las instrucciones son ejecutadas dentro de un CPU, es decir, aumentar la utilización de los recursos deejecución en la pastilla

• El paralelismo a nivel de hilo de ejecución, en inglés thread level parallelism (TLP), que se propone incrementarel número de hilos (efectivamente programas individuales) que un CPU pueda ejecutar simultáneamente.

Cada metodología se diferencia tanto en las maneras en las que están implementadas, como en la efectividad relativaque producen en el aumento del desempeño del CPU para una aplicación.[10]

ILP: Entubado de instrucción y arquitectura superescalar

Artículo principal: Entubado de instrucción y superescalar

Tubería básica de cinco etapas. En el mejor de los casos, esta tubería puedesostener un ratio de completado de una instrucción por ciclo.

Uno de los más simples métodos usadospara lograr incrementar el paralelismo escomenzar los primeros pasos de leer ydecodificar la instrucción antes de que lainstrucción anterior haya terminado deejecutarse. Ésta es la forma más simple deuna técnica conocida como instructionpipelining (entubado de instrucción), y esutilizada en casi todos los CPU de propósito

general modernos. Al dividir la ruta de ejecución en etapas discretas, la tubería permite que más de una instrucciónsea ejecutada en cualquier tiempo. Esta separación puede ser comparada a una línea de ensamblaje, en la cual unainstrucción es hecha más completa en cada etapa hasta que sale de la tubería de ejecución y es retirada.

Sin embargo, la tubería introduce la posibilidad de una situación donde es necesario terminar el resultado de laoperación anterior para completar la operación siguiente; una condición llamada a menudo como conflicto dedependencia de datos. Para hacer frente a esto, debe ser tomado un cuidado adicional para comprobar estas clases decondiciones, y si esto ocurre, se debe retrasar una porción de la tubería de instrucción. Naturalmente, lograr esto

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requiere circuitería adicional, los procesadores entubados son más complejos que los subescalares, pero no mucho.Un procesador entubado puede llegar a ser casi completamente escalar, solamente inhibido por las abruptas paradasde la tubería (una instrucción durando más de un ciclo de reloj en una etapa).

Tubería superescalar simple. Al leer y despachar dos instrucciones a la vez, unmáximo de dos instrucciones por ciclo pueden ser completadas.

Una mejora adicional sobre la idea delentubado de instrucción (instructionpipelining) condujo al desarrollo de unmétodo que disminuye incluso más eltiempo ocioso de los componentes del CPU.Diseños que se dice que son superescalaresincluyen una larga tubería de instrucción ymúltiples unidades de ejecución idénticas.En una tubería superescalar, múltiplesinstrucciones son leídas y pasadas a undespachador, que decide si las instruccionesse pueden o no ejecutar en paralelo(simultáneamente). De ser así, sondespachadas a las unidades de ejecucióndisponibles, dando por resultado la capacidad para que varias instrucciones sean ejecutadas simultáneamente. Engeneral, cuanto más instrucciones un CPU superescalar es capaz de despachar simultáneamente a las unidades deejecución en espera, más instrucciones serán completadas en un ciclo dado.La mayor parte de la dificultad en el diseño de una arquitectura superescalar de CPU descansa en crear undespachador eficaz. El despachador necesita poder determinar rápida y correctamente si las instrucciones puedenejecutarse en paralelo, tan bien como despacharlas de una manera que mantenga ocupadas tantas unidades deejecución como sea posible. Esto requiere que la tubería de instrucción sea llenada tan a menudo como sea posible yse incrementa la necesidad, en las arquitecturas superescalares, de cantidades significativas de caché de CPU. Estotambién crea técnicas para evitar peligros como la predicción de bifurcación, ejecución especulativa, y la ejecuciónfuera de orden, cruciales para mantener altos niveles de desempeño.• La predicción de bifurcación procura predecir qué rama (o trayectoria) tomará una instrucción condicional, el

CPU puede minimizar el número de tiempos que toda la tubería debe esperar hasta que sea completada unainstrucción condicional.

• La ejecución especulativa frecuentemente proporciona aumentos modestos del desempeño al ejecutar lasporciones de código que pueden o no ser necesarias después de que una operación condicional termine.

• La ejecución fuera de orden cambia en algún grado el orden en el cual son ejecutadas las instrucciones parareducir retardos debido a las dependencias de los datos.

En el caso donde una porción del CPU es superescalar y una parte no lo es, la parte que no es superescalar sufre en eldesempeño debido a las paradas de horario. El Intel Pentium original (P5) tenía dos ALUs superescalares que podíanaceptar, cada una, una instrucción por ciclo de reloj, pero su FPU no podía aceptar una instrucción por ciclo de reloj.Así el P5 era superescalar en la parte de números enteros pero no era superescalar de números de coma (o punto[decimal]) flotante. El sucesor a la arquitectura del Pentium de Intel, el P6, agregó capacidades superescalares a susfunciones de coma flotante, y por lo tanto produjo un significativo aumento en el desempeño de este tipo deinstrucciones.El entubado simple y el diseño superescalar aumentan el ILP de un CPU al permitir a un solo procesador completar la ejecución de instrucciones en ratios que sobrepasan una instrucción por ciclo (IPC).[11] La mayoría de los modernos diseños de CPU son por lo menos algo superescalares, y en la última década, casi todos los diseños de CPU de propósito general son superescalares. En los últimos años algo del énfasis en el diseño de computadores de alto ILP se ha movido del hardware del CPU hacia su interface de software, o ISA. La estrategia de la muy larga

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palabra de instrucción, very long instruction word (VLIW), causa a algún ILP a ser implícito directamente por elsoftware, reduciendo la cantidad de trabajo que el CPU debe realizar para darle un empuje significativo al ILP y porlo tanto reducir la complejidad del diseño.

TLP: ejecución simultánea de hilos

Otra estrategia comúnmente usada para aumentar el paralelismo de los CPU es incluir la habilidad de corrermúltiples hilos (programas) al mismo tiempo. En general, CPUs con alto TLP han estado en uso por mucho mástiempo que los de alto ILP. Muchos de los diseños en los que Seymour Cray fue pionero durante el final de los años1970 y los años1980 se concentraron en el TLP como su método primario de facilitar enormes capacidades decomputación (para su tiempo). De hecho, el TLP, en la forma de mejoras en múltiples hilos de ejecución, estuvo enuso tan temprano como desde los años 1950 . En el contexto de diseño de procesadores individuales, las dosmetodologías principales usadas para lograr el TLP son, multiprocesamiento a nivel de chip, en inglés chip-levelmultiprocessing (CMP), y el multihilado simultáneo, en inglés simultaneous multithreading (SMT). En un alto nivel,es muy común construir computadores con múltiples CPU totalmente independientes en arreglos comomultiprocesamiento simétrico (symmetric multiprocessing (SMP)) y acceso de memoria no uniforme (Non-UniformMemory Access (NUMA)).[12] Aunque son usados medios muy diferentes, todas estas técnicas logran la mismameta: incrementar el número de hilos que el CPU(s) puede correr en paralelo.Los métodos de paralelismo CMP y de SMP son similares uno del otro y lo más directo. Éstos implican algo másconceptual que la utilización de dos o más CPU completos y CPU independientes. En el caso del CMP, múltiples"núcleos" de procesador son incluidos en el mismo paquete, a veces en el mismo circuito integrado.[13] Por otraparte, el SMP incluye múltiples paquetes independientes. NUMA es algo similar al SMP pero usa un modelo deacceso a memoria no uniforme. Esto es importante para los computadores con muchos CPU porque el tiempo deacceso a la memoria, de cada procesador, es agotado rápidamente con el modelo de memoria compartido del SMP,resultando en un significativo retraso debido a los CPU esperando por la memoria. Por lo tanto, NUMA esconsiderado un modelo mucho más escalable, permitiendo con éxito que en un computador sean usados muchos másCPU que los que pueda soportar de una manera factible el SMP. El SMT se diferencia en algo de otras mejoras deTLP en que el primero procura duplicar tan pocas porciones del CPU como sea posible. Mientras es considerada unaestrategia TLP, su implementación realmente se asemeja más a un diseño superescalar, y de hecho es frecuentementeusado en microprocesadores superescalares, como el POWER5 de IBM. En lugar de duplicar todo el CPU, losdiseños SMT solamente duplican las piezas necesarias para lectura, decodificación, y despacho de instrucciones, asícomo cosas como los registros de propósito general. Esto permite a un CPU SMT mantener sus unidades deejecución ocupadas más frecuentemente al proporcionarles las instrucciones desde dos diferentes hilos de software.Una vez más esto es muy similar al método superescalar del ILP, pero ejecuta simultáneamente instrucciones demúltiples hilos en lugar de ejecutar concurrentemente múltiples instrucciones del mismo hilo.

Procesadores vectoriales y el SIMDArtículos principales: Procesador vectorial y SIMD

Un menos común pero cada vez más importante paradigma de CPU (y de hecho, de computación en general) trata con vectores. Los procesadores de los que se ha hablado anteriormente son todos referidos como cierto tipo de dispositivo escalar.[14] Como implica su nombre, los procesadores vectoriales se ocupan de múltiples piezas de datos en el contexto de una instrucción, esto contrasta con los procesadores escalares, que tratan una pieza de dato por cada instrucción. Estos dos esquemas de ocuparse de los datos son generalmente referidos respectivamente como SISD (Single Instruction, Single Data|) (Simple Instrucción, Simple Dato) y SIMD (Single Instruction, Multiple Data) (Simple Instrucción, Múltiples Datos). La gran utilidad en crear CPUs que se ocupen de vectores de datos radica en la optimización de tareas que tienden a requerir la misma operación, por ejemplo, una suma, o un producto escalar, a ser realizado en un gran conjunto de datos. Algunos ejemplos clásicos de este tipo de tareas son las aplicaciones multimedia (imágenes, vídeo, y sonido), así como muchos tipos de tareas científicas y de ingeniería. Mientras que un

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CPU escalar debe completar todo el proceso de leer, decodificar, y ejecutar cada instrucción y valor en un conjuntode datos, un CPU vectorial puede realizar una simple operación en un comparativamente grande conjunto de datoscon una sola instrucción. Por supuesto, esto es solamente posible cuando la aplicación tiende a requerir muchospasos que apliquen una operación a un conjunto grande de datos.La mayoría de los primeros CPU vectoriales, como el Cray-1, fueron asociados casi exclusivamente con aplicacionesde investigación científica y criptografía. Sin embargo, a medida que la multimedia se desplazó en gran parte amedios digitales, ha llegado a ser significativa la necesidad de una cierta forma de SIMD en CPUs de propósitogeneral. Poco después de que comenzara a ser común incluir unidades de coma flotante en procesadores de usogeneral, también comenzaron a aparecer especificaciones e implementaciones de unidades de ejecución SIMD paralos CPU de uso general. Algunas de estas primeras especificaciones SIMD, como el MMX de Intel, fueronsolamente para números enteros. Esto demostró ser un impedimento significativo para algunos desarrolladores desoftware, ya que muchas de las aplicaciones que se beneficiaban del SIMD trataban sobre todo con números de comaflotante. Progresivamente, éstos primeros diseños fueron refinados y rehechos en alguna de las comunes, modernasespecificaciones SIMD, que generalmente están asociadas a un ISA. Algunos ejemplos modernos notables son elSSE de Intel y el AltiVec relacionado con el PowerPC (también conocido como VMX).[15]

Véase también• Arquitectura de CPU• Unidad de control• Unidad aritmético lógica• Unidad de punto flotante• Coprocesador• Bus interface unit• Unidad de gestión de memoria• Unidad de ejecución• Unidad de proceso• Registro (hardware)• Microcódigo• Barrel shifter• Microprocesador• CISC• RISC• Bus de computadora• Bus de datos• Bus de direcciones• Bus de control• Conjunto de instrucciones• Diseño de CPU• Estado de espera• Ingeniería de computación• Lista de procesadores AMD Athlon 64• Tipos de datos máquina• Socket de CPU• Voltaje del núcleo del CPU• Enfriamiento del CPU

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Referencias[1] Vacuum tubes eventually stop functioning in the course of normal operation due to the slow contamination of their cathodes that occurs when

the tubes are in 66u7i9 glp bhikmrj7uft67mp6rgt5mp7rpkwwtgmpktgmpklgtpmkrmkprmkprmkprrhwmkphrkpmpkrmpkuse. Additionally,sometimes the tube's vacuum seal can form a leak, which accelerates the cathode contamination. See vacuum tube.

[2] Since the program counter counts memory addresses and not instructions, it is incremented by the number of memory units that theinstruction word contains. In the case of simple fixed-length instruction word ISAs, this is always the same number. For example, afixed-length 32-bit instruction word ISA that uses 8-bit memory words would always increment the PC by 4 (except in the case of jumps).ISAs that use variable length instruction words, such as x86, increment the PC by the number of memory words corresponding to the lastinstruction's length. Also, note that in more complex CPU, incrementing the PC does not necessarily occur at the end of instruction execution.This is especially the case in heavily pipelined and superescalar architectures (see the relevant sections below).

[3] Because the instruction set architecture of a CPU is fundamental to its interface and usage, it is often used as a classification of the "type" ofCPU. For example, a "PowerPC CPU" uses some variant of the PowerPC ISA. Some CPU, like the Intel Itanium, can actually interpretinstructions for more than one ISA; however this is often accomplished by software means rather than by designing the hardware to directlysupport both interfaces. (See emulator)

[4] Some early computers like the Harvard Mark I did not support any kind of "jump" instruction, effectively limiting the complexity of theprograms they could run. It is largely for this reason that these computers are often not considered to contain a CPU proper, despite their closesimilarity as stored program computers.

[5] This description is, in fact, a simplified view even of the Classic RISC pipeline. It largely ignores the important role of CPU cache, andtherefore the access stage of the pipeline. See the respective articles for more details.

[6] The physical concept of voltage is an analog one by its nature, practically having an infinite range of possible values. For the purpose ofphysical representation of binary numbers, set ranges of voltages are defined as one or zero. These ranges are usually influenced by theoperational parameters of the switching elements used to create the CPU, such as a transistor's threshold level.

[7] While a CPU's integer size sets a limit on integer ranges, this can (and often is) overcome using a combination of software and hardwaretechniques. By using additional memory, software can represent integers many magnitudes larger than the CPU can. Sometimes the CPU'sISA will even facilitate operations on integers larger that it can natively represent by providing instructions to make large integer arithmeticrelatively quick. While this method of dealing with large integers is somewhat slower than utilizing a CPU with higher integer size, it is areasonable trade-off in cases where natively supporting the full integer range needed would be cost-prohibitive. See Arbitrary-precisionarithmetic for more details on purely software-supported arbitrary-sized integers.

[8] In fact, all synchronous CPU use a combination of sequential logic and combinatorial logic. (See boolean logic)[9] One notable late CPU design that uses clock gating is that of the IBM PowerPC-based Xbox 360. It utilizes extensive clock gating in order to

reduce the power requirements of the aforementioned videogame console it is used in.[10] It should be noted that neither ILP nor TLP is inherently superior over the other; they are simply different means by which to increase CPU

parallelism. As such, they both have advantages and disadvantages, which are often determined by the type of software that the processor isintended to run. High-TLP CPU are often used in applications that lend themselves well to being split up into numerous smaller applications,so-called "embarrassingly parallel problems." Frequently, a computational problem that can be solved quickly with high TLP design strategieslike SMP take significantly more time on high ILP devices like superescalar CPU, and vice versa.

[11] Best-case scenario (or peak) IPC rates in very superscalar architectures are difficult to maintain since it is impossible to keep the instructionpipeline filled all the time. Therefore, in highly superscalar CPU, average sustained IPC is often discussed rather than peak IPC.

[12] Even though SMP and NUMA are both referred to as "systems level" TLP strategies, both methods must still be supported by the CPU'sdesign and implementation.

[13] While TLP methods have generally been in use longer than ILP methods, Chip-level multiprocessing is more or less only seen in laterIC-based microprocessors. This is largely because the term itself is inapplicable to earlier discrete component devices and has only come intouse recently.For several years during the late 1990s and early 2000s, the focus in designing high performance general purpose CPU was largely on highlysuperescalar IPC designs, such as the Intel Pentium 4. However, this trend seems to be reversing somewhat now as major general-purposeCPU designers switch back to less deeply pipelined high-TLP designs. This is evidenced by the proliferation of dual and multi core CMPdesigns and notably, Intel's newer designs resembling its less superescalar P6 architecture. Late designs in several processor families exhibitCMP, including the x86-64 Opteron and Athlon 64 X2, the SPARC UltraSPARC T1, IBM POWER4 and POWER5, as well as several videogame console CPU like the Xbox 360's triple-core PowerPC design.

[14] Earlier the term scalar was used to compare most the IPC (instructions per cycle) count afforded by various ILP methods. Here the term isused in the strictly mathematical sense to contrast with vectors. See scalar (mathematics) and vector (spatial).

[15] Although SSE/SSE2/SSE3 have superseded MMX in Intel's general purpose CPU, later IA-32 designs still support MMX. This is usuallyaccomplished by providing most of the MMX functionality with the same hardware that supports the much more expansive SSE instructionsets.

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Memoria de acceso aleatorio

DIMM normal y corriente de memoria RAM tipo DDR3 de 240 contactos.

La memoria de acceso aleatorio (eninglés: random-access memory, cuyoacrónimo es RAM) es la memoriadesde donde el procesador recibe lasinstrucciones y guarda los resultados.

Nomenclatura

La frase memoria RAM se utilizafrecuentemente para referirse a losmódulos de memoria que se usan enlos computadores personales y servidores. En el sentido estricto, los módulos de memoria contienen un tipo, entrevarios de memoria de acceso aleatorio, ya que las ROM, memorias Flash, caché (SRAM), los registros enprocesadores y otras unidades de procesamiento también poseen la cualidad de presentar retardos de acceso igualespara cualquier posición. Los módulos de RAM son la presentación comercial de este tipo de memoria, que secompone de circuitos integrados soldados sobre un circuito impreso, en otros dispositivos como las consolas devideojuegos, esa misma memoria va soldada sobre la placa principal.

Su capacidad se mide en bytes, y dada su naturaleza siempre binaria, sus múltiplos serán representados en múltiplosbinarios tales como Kilobyte, Megabyte, Gigabyte... y así sucesivamente.

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Historia

Integrado de silicio de 64 bits sobre un sector de memoria de núcleo (finales delos 60).

La historia está marcada por la necesidad delvolumen de datos. Originalmente, los datoseran programados por el usuario conmovimientos de interruptores. Se puede decirque el movimiento de datos era bit a bit. Lasnecesidades apuntaron a una automatización yse crearon lo que se denomina byte de palabra.Desde una consola remota, se trasladaban losinterruptores asignándoles valores de letra, quecorrespondían a una orden de programación almicroprocesador. Así, si se deseaba programaruna orden NOT con dos direcciones distintasde memoria, solo se tenía que activar el grupode interruptores asociados a la letra N, a laletra O y a la letra T. Seguidamente, seprogramaban las direcciones de memoriasobre las cuales recibirían dicho operadorlógico, para después procesar el resultado. Losinterruptores evolucionaron asignándoles una tabla de direccionamiento de 16x16 bytes, en donde se daban 256valores de byte posibles (la actual tabla ASCII). En dicha tabla, se traducen lo que antes costaba activar 8interruptores por letra, a una pulsación por letra (de cara al recurso humano, un ahorro en tiempos. Una solapulsación, predisponía 1 byte en RAM... o en otras palabras, cambiaba la posición de 8 interruptores con una solapulsación). Se usó el formato de máquina de escribir, para representar todo el alfabeto latino, necesario paracomponer palabras en inglés; así como los símbolos aritméticos y lógicos que permitían la escritura de un programadirectamente en memoria RAM a través de una consola o teclado.

En origen, los programadores no veían en tiempo real lo que tecleaban, teniendo que imprimir de cuando en cuandoel programa residente en memoria RAM y haciendo uso del papel a la hora de ir modificando o creando un nuevoprograma. Dado que el papel era lo más accesible, los programas comenzaron a imprimirse en un soporte de celulosamás resistente, creando lo que se denominó Tarjeta perforada. Así pues, los programas constaban de una o variastarjetas perforadas, que se almacenaban en archivadores de papel con las típicas anillas de sujeción. Dichasperforaciones, eran leídas por un dispositivo de entrada, que no era muy diferente al teclado y que constaba depulsadores que eran activados o desactivados, dependiendo de si la tarjeta en la posición de byte, contenía unaperforación o no. Cada vez que se encendía la máquina, requería de la carga del programa que iba a ejecutar.Dado que los datos en memoria son de 0 o 1, que esas posiciones físicamente representan el estado de un conmutador, que la estimulación del conmutador evolucionó a pulsos electromagnéticos, el almacenamiento de los programas era cuestión de tiempo que su almacenamiento pasara del papel a un soporte lógico, tal como las cintas de almacenamiento. Las cintas eran secuenciales, y la composición de la cinta era de un material magnetoestático; bastaba una corriente Gauss para cambiar las polaridades del material. Dado que el material magnético puede tener polaridad norte o sur, era ideal para representar el 0 o el 1. Así, ahora, cargar un programa no era cuestión de estar atendiendo un lector de tarjetas en el cual se debían de ir metiendo de forma interminable tarjetas perforadas que apenas podían almacenar apenas unos bytes. Ahora, los dispositivos electromagnéticos secuenciales requerían la introducción de la cinta y la pulsación de una tecla para que se cargara todo el programa de inicio a fin, de forma secuencial. Los accesos aleatorios no aparecieron hasta la aparición del disco duro y el Floppy. Con estos medios, un cabezal lector se deslizaba por la superficie en movimiento, si dicho movimiento tenía como consecuencia la lectura de un valor N-N (norte-norte) no generaba corriente, tampoco si era S-S (Sur-Sur), por el contrario, si era N-S o S-N

Memoria de acceso aleatorio 40

sí creaba una corriente, que era captada por el circuito que mandaba el dato a la memoria RAM.Toda esta automatización requiso del diseño de un sistema operativo, o de un área de gestión del recurso para suautomatización. Estos sistemas requerían de un área de memoria reservada, en origen de 64 Kb (Capacidades derepresentación de texto en monitor monocromo), para irse ampliando a 128 Kb (Monocromo con capacidadesgráficas), 256 (Texto y gráficos a dos colores), 512 (Texto y gráficos a 4 colores) y los tradicionales 640 Kb (Texto ygráficos a 16 colores). Esa memoria se denominó memoria base.Es en esta parte del tiempo, en donde se puede hablar de un área de trabajo para la mayor parte del software de uncomputador. La RAM continua siendo volátil por lo que posee la capacidad de perder la información una vez que seagote su fuente de energía.[1] Existe una memoria intermedia entre el procesador y la RAM, llamada caché, pero éstasólo es una copia (de acceso rápido) de la memoria principal (típicamente discos duros) almacenada en los módulosde RAM.[1]

4MiB de memoria RAM para un computador VAX de finales de los 70. Losintegrados de memoria DRAM están agrupados arriba a derecha e izquierda.

Módulos de memoria tipo SIPP instalados directamente sobre la placa base.

La denominación “de Acceso aleatorio” surgiópara diferenciarlas de las memoria de accesosecuencial, debido a que en los comienzos dela computación, las memorias principales (oprimarias) de las computadoras eran siemprede tipo RAM y las memorias secundarias (omasivas) eran de acceso secuencial (unidadesde cinta o tarjetas perforadas). Es frecuentepues que se hable de memoria RAM parahacer referencia a la memoria principal de unacomputadora, pero actualmente ladenominación no es precisa.

Uno de los primeros tipos de memoria RAMfue la memoria de núcleo magnético,desarrollada entre 1949 y 1952 y usada enmuchos computadores hasta el desarrollo decircuitos integrados a finales de los años 60 yprincipios de los 70. Antes que eso, lascomputadoras usaban relés y líneas de retardode varios tipos construidas con tubos de vacíopara implementar las funciones de memoriaprincipal con o sin acceso aleatorio.

En 1969 fueron lanzadas una de las primerasmemorias RAM basadas en semiconductores

de silicio por parte de Intel con el integrado 3101 de 64 bits de memoria y para el siguiente año se presentó unamemoria DRAM de 1 Kibibyte, referencia 1103 que se constituyó en un hito, ya que fue la primera en sercomercializada con éxito, lo que significó el principio del fin para las memorias de núcleo magnético. Encomparación con los integrados de memoria DRAM actuales, la 1103 es primitiva en varios aspectos, pero tenía undesempeño mayor que la memoria de núcleos.

En 1973 se presentó una innovación que permitió otra miniaturización y se convirtió en estándar para las memorias DRAM: la multiplexación en tiempo de la direcciones de memoria. MOSTEK lanzó la referencia MK4096 de 4 Kb en un empaque de 16 pines,[2] mientras sus competidores las fabricaban en el empaque DIP de 22 pines. El esquema de direccionamiento[3] se convirtió en un estándar de facto debido a la gran popularidad que logró esta referencia de DRAM. Para finales de los 70 los integrados eran usados en la mayoría de computadores nuevos, se soldaban

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directamente a las placas base o se instalaban en zócalos, de manera que ocupaban un área extensa de circuitoimpreso. Con el tiempo se hizo obvio que la instalación de RAM sobre el impreso principal, impedía laminiaturización , entonces se idearon los primeros módulos de memoria como el SIPP, aprovechando las ventajas dela construcción modular. El formato SIMM fue una mejora al anterior, eliminando los pines metálicos y dejandounas áreas de cobre en uno de los bordes del impreso, muy similares a los de las tarjetas de expansión, de hecho losmódulos SIPP y los primeros SIMM tienen la misma distribución de pines.A finales de los 80 el aumento en la velocidad de los procesadores y el aumento en el ancho de banda requerido,dejaron rezagadas a las memorias DRAM con el esquema original MOSTEK, de manera que se realizaron una seriede mejoras en el direccionamiento como las siguientes:

Módulos formato SIMM de 30 y 72 pines, los últimosfueron utilizados con integrados tipo EDO-RAM.

• FPM-RAM (Fast Page Mode RAM)

Inspirado en técnicas como el "Burst Mode" usado enprocesadores como el Intel 486,[4] se implantó un mododireccionamiento en el que el controlador de memoria envía unasola dirección y recibe a cambio esa y varias consecutivas sinnecesidad de generar todas las direcciones. Esto supone un ahorrode tiempos ya que ciertas operaciones son repetitivas cuando sedesea acceder a muchas posiciones consecutivas. Funciona comosi deseáramos visitar todas las casas en una calle: después de laprimera vez no seria necesario decir el número de la calleúnicamente seguir la misma. Se fabricaban con tiempos de accesode 70 ó 60 ns y fueron muy populares en sistemas basados en el486 y los primeros Pentium.

• EDO-RAM (Extended Data Output RAM)

Lanzada en 1995 y con tiempos de accesos de 40 o 30 ns suponíauna mejora sobre su antecesora la FPM. La EDO, también es capaz de enviar direcciones contiguas pero direccionala columna que va utilizar mientras que se lee la información de la columna anterior, dando como resultado unaeliminación de estados de espera, manteniendo activo el búffer de salida hasta que comienza el próximo ciclo delectura.

• BEDO-RAM (Burst Extended Data Output RAM)

Fue la evolución de la EDO RAM y competidora de la SDRAM, fue presentada en 1997. Era un tipo de memoriaque usaba generadores internos de direcciones y accedía a mas de una posición de memoria en cada ciclo de reloj, demanera que lograba un desempeño un 50% mejor que la EDO. Nunca salió al mercado, dado que Intel y otrosfabricantes se decidieron por esquemas de memoria sincrónicos que si bien tenían mucho del direccionamientoMOSTEK, agregan funcionalidades distintas como señales de reloj.

Arquitectura baseEn origen, la memoria RAM se componía de hilos de cobre que atravesaban toroides de ferrita, la corriente polarizala ferrita. Mientras esta queda polarizada, el sistema puede invocar al procesador accesos a partes del proceso queantes (en un estado de reposo) no es posible acceder. En sus orígenes, la invocación a la RAM, producía laactivación de contactores, ejecutando instrucciones del tipo AND, OR y NOT. La programación de estos elementos,consistía en la predisposición de los contactores para que, en una línea de tiempo, adquiriesen las posicionesadecuadas para crear un flujo con un resultado concreto. La ejecución de un programa, provocaba un ruidoestruendoso en la sala en la cual se ejecutaba dicho programa, por ello el área central de proceso estaba separada delárea de control por mamparas insonorizadas.

Memoria de acceso aleatorio 42

Con las nuevas tecnologías, las posiciones de la ferrita se ha ido sustituyendo por, válvulas de vacío, transistores y enlas últimas generaciones, por un material sólido dieléctrico. Dicho estado estado sólido dieléctrico tipo DRAMpermite que se pueda tanto leer como escribir información.

Uso por el sistemaSe utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo, los programas y la mayoría del software. Es allí dondese cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo. Se denominan "de accesoaleatorio" porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquierposición, no siendo necesario seguir un orden para acceder a la información de la manera más rápida posible.

Módulos de la memoria RAM

Formato SO-DIMM.

Los módulos de memoria RAM son tarjetas de circuito impresoque tienen soldados integrados de memoria DRAM por una oambas caras. La implementación DRAM se basa en una topologíade Circuito eléctrico que permite alcanzar densidades altas dememoria por cantidad de transistores, logrando integrados dedecenas o cientos de Megabits. Además de DRAM, los módulosposeen un integrado que permiten la identificación de los mismosante el computador por medio del protocolo de comunicaciónSPD.

La conexión con los demás componentes se realiza por medio deun área de pines en uno de los filos del circuito impreso, quepermiten que el modulo al ser instalado en un zócalo apropiado dela placa base, tenga buen contacto eléctrico con los controladoresde memoria y las fuentes de alimentación. Los primeros módulos comerciales de memoria eran SIPP de formatopropietario, es decir no había un estándar entre distintas marcas. Otros módulos propietarios bastante conocidosfueron los RIMM, ideados por la empresa RAMBUS.

La necesidad de hacer intercambiable los módulos y de utilizar integrados de distintos fabricantes condujo alestablecimiento de estándares de la industria como los JEDEC.• Módulos SIMM: Formato usado en computadores antiguos. Tenían un bus de datos de 16 o 32 bits• Módulos DIMM: Usado en computadores de escritorio. Se caracterizan por tener un bus de datos de 64 bits.• Módulos SO-DIMM: Usado en computadores portátiles. Formato miniaturizado de DIMM.

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Relación con el resto del sistema

Diagrama de laarquitectura de un

ordenador.

Dentro de la jerarquía de memoria la RAM se encuentra en un nivel después de losregistros del procesador y de las cachés. Es una memoria relativamente rápida y de unacapacidad media: sobre el año 2010), era fácil encontrar memorias con velocidades de másde 1 Ghz, y capacidades de hasta 8 GB por módulo, llegando a verse memorias pasando labarrera de los 3 Ghz por esa misma fecha mediante prácticas de overclock extremo. Lamemoria RAM contenida en los módulos, se conecta a un controlador de memoria que seencarga de gestionar las señales entrantes y salientes de los integrados DRAM. Algunasseñales son las mismas que se utilizan para utilizar cualquier memoria: Direcciones de lasposiciones, datos almacenados y señales de control.

El controlador de memoria debe ser diseñado basándose en una tecnología de memoria, porlo general soporta solo una, pero existen excepciones de sistemas cuyos controladoressoportan dos tecnologías (por ejemplo SDR y DDR o DDR1 y DDR2), esto sucede en lasépocas transitorias de una nueva tecnología de RAM. Los controladores de memoria en sistemas como PC yservidores se encuentran embebidos en el llamado "North Bridge" o "Puente Norte" de la placa base; o en su defecto,dentro del mismo procesador (en el caso de los procesadores desde AMD Athlon 64 e Intel Core i7) y posteriores; yson los encargados de manejar la mayoría de información que entra y sale del procesador.

Las señales básicas en el módulo están divididas en dos buses y un conjunto misceláneo de líneas de control yalimentación. Entre todas forman el bus de memoria:• Bus de datos: Son las líneas que llevan información entre los integrados y el controlador. Por lo general están

agrupados en octetos siendo de 8,16,32 y 64 bits, cantidad que debe igualar el ancho del bus de datos delprocesador. En el pasado, algunos formatos de modulo, no tenían un ancho de bus igual al del procesador.En esecaso había que montar módulos en pares o en situaciones extremas, de a 4 módulos, para completar lo que sedenominaba banco de memoria, de otro modo el sistema no funciona. Esa es la principal razón de haberaumentar el número de pines en los módulos, igualando el ancho de bus de procesadores como el Pentium de 64bits a principios de los 90.

• Bus de direcciones: Es un bus en el cual se colocan las direcciones de memoria a las que se requiere acceder. Noes igual al bus de direcciones del resto del sistema, ya que está multiplexado de manera que la dirección se envíaen dos etapas.Para ello el controlador realiza temporizaciones y usa las líneas de control. En cada estándar demódulo se establece un tamaño máximo en bits de este bus, estableciendo un límite teórico de la capacidadmáxima por módulo.

• Señales misceláneas: Entre las que están las de la alimentación (Vdd, Vss) que se encargan de entregar potenciaa los integrados. Están las líneas de comunicación para el integrado de presencia que da información clave acercadel módulo. También están las líneas de control entre las que se encuentran las llamadas RAS (row addressstrobe) y CAS (column address strobe) que controlan el bus de direcciones y las señales de reloj en las memoriassincrónicas SDRAM.

Entre las características sobresalientes del controlador de memoria, está la capacidad de manejar la tecnología decanal doble (Dual Channel), tres canales, o incluso cuatro para los procesadores venideros; donde el controladormaneja bancos de memoria de 128 bits. Aunque el ancho del bus de datos del procesador sigue siendo de 64 bits, elcontrolador de memoria puede entregar los datos de manera intercalada, optando por uno u otro canal, reduciendo laslatencias vistas por el procesador. La mejora en el desempeño es variable y depende de la configuración y uso delequipo. Esta característica ha promovido la modificación de los controladores de memoria, resultando en la apariciónde nuevos chipsets (la serie 865 y 875 de Intel) o de nuevos zócalos de procesador en los AMD (el 939 con canaldoble , reemplazo el 754 de canal sencillo). Los equipos de gama media y alta por lo general se fabrican basados enchipsets o zócalos que soportan doble canal o superior.

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Módulos de memoria instalados de 256 MiB cada uno en un sistema con doblecanal.

Tecnologías de memoria

La tecnología de memoria actual usa una señalde sincronización para realizar las funcionesde lectura-escritura de manera que siempreesta sincronizada con un reloj del bus dememoria, a diferencia de las antiguasmemorias FPM y EDO que eran asíncronas.Hace más de una década toda la industria sedecantó por las tecnologías síncronas, ya quepermiten construir integrados que funcionen auna frecuencia superior a 66 MHz (A día dehoy, se han superado con creces los 1600Mhz).

Memorias RAM con tecnologías usadas en la actualidad.

SDR SDRAM

Memoria síncrona, con tiempos de accesode entre 25 y 10 ns y que se presentan enmódulos DIMM de 168 contactos. Fueutilizada en los Pentium II y en los PentiumIII , así como en los AMD K6, AMD AthlonK7 y Duron. Está muy extendida la creenciade que se llama SDRAM a secas, y que ladenominación SDR SDRAM es paradiferenciarla de la memoria DDR, pero noes así, simplemente se extendió muy rápidola denominación incorrecta. El nombrecorrecto es SDR SDRAM ya que ambas (tanto la SDR como la DDR) son memorias síncronas dinámicas. Los tiposdisponibles son:

• PC100: SDR SDRAM, funciona a un máx de 100 MHz.• PC133: SDR SDRAM, funciona a un máx de 133 MHz.

DDR SDRAMMemoria síncrona, envía los datos dos veces por cada ciclo de reloj. De este modo trabaja al doble de velocidad delbus del sistema, sin necesidad de aumentar la frecuencia de reloj. Se presenta en módulos DIMM de 184 contactosen el caso de ordenador de escritorio y en módulos de 144 contactos para los ordenadores portátiles. Los tiposdisponibles son:• PC2100 o DDR 266: funciona a un máx de 133 MHz.• PC2700 o DDR 333: funciona a un máx de 166 MHz.• PC3200 o DDR 400: funciona a un máx de 200 MHz.

Memoria de acceso aleatorio 45

DDR2 SDRAM

SDRAM DDR2.

Las memorias DDR 2 son una mejora de las memorias DDR (DoubleData Rate), que permiten que los búferes de entrada/salida trabajen aldoble de la frecuencia del núcleo, permitiendo que durante cada ciclode reloj se realicen cuatro transferencias. Se presentan en módulosDIMM de 240 contactos. Los tipos disponibles son:

• PC2-4200 o DDR2-533: funciona a un máx de 533 MHz.• PC2-5300 o DDR2-667: funciona a un máx de 667 MHz.• PC2-6400 o DDR2-800: funciona a un máx de 800 MHz.• PC2-8600 o DDR2-1066: funciona a un máx de 1066 MHz.• PC2-9000 o DDR2-1200: funciona a un máx de 1200 MHz

DDR3 SDRAMLas memorias DDR 3 son una mejora de las memorias DDR 2, proporcionan significantes mejoras en el rendimientoen niveles de bajo voltaje, lo que lleva consigo una disminución del gasto global de consumo. Los módulos DIMMDDR 3 tienen 240 pines, el mismo número que DDR 2; sin embargo, los DIMMs son físicamente incompatibles,debido a una ubicación diferente de la muesca. Los tipos disponibles son:• PC3-8600 o DDR3-1066: funciona a un máx de 1066 MHz.• PC3-10600 o DDR3-1333: funciona a un máx de 1333 MHz.• PC3-12800 o DDR3-1600: funciona a un máx de 1600 MHz.

RDRAM (Rambus DRAM)Memoria de gama alta basada en un protocolo propietario creado por la empresa Rambus, lo cual obliga a suscompradores a pagar regalías en concepto de uso. Esto ha hecho que el mercado se decante por la tecnología DDR,libre de patentes, excepto algunos servidores de grandes prestaciones (Cray) y la consola PlayStation 3. La RDRAMse presenta en módulos RIMM de 184 contactos.

Detección y corrección de erroresExisten dos clases de errores en los sistemas de memoria, las fallas (Hard fails) que son daños en el hardware y loserrores (soft errors) provocados por causas fortuitas. Los primeros son relativamente fáciles de detectar (en algunascondiciones el diagnóstico es equivocado), los segundos al ser resultado de eventos aleatorios, son más difíciles dehallar. En la actualidad la confiabilidad de las memorias RAM frente a los errores, es suficientemente alta como parano realizar verificación sobre los datos almacenados, por lo menos para aplicaciones de oficina y caseras. En los usosmás críticos, se aplican técnicas de corrección y detección de errores basadas en diferentes estrategias:• La técnica del bit de paridad consiste en guardar un bit adicional por cada byte de datos, y en la lectura se

comprueba si el número de unos es par (paridad par) o impar (paridad impar), detectándose así el error.• Una técnica mejor es la que usa ECC, que permite detectar errores de 1 a 4 bits y corregir errores que afecten a un

sólo bit. Esta técnica se usa sólo en sistemas que requieren alta fiabilidad.Por lo general los sistemas con cualquier tipo de protección contra errores tiene un costo más alto, y sufren depequeñas penalizaciones en desempeño, con respecto a los sistemas sin protección. Para tener un sistema con ECC oparidad, el chipset y las memorias deben tener soporte para esas tecnologías. La mayoría de placas base no poseendicho soporte.Para los fallos de memoria se pueden utilizar herramientas de software especializadas que realizan pruebas integrales sobre los módulos de memoria RAM. Entre estos programas uno de los más conocidos es la aplicación Memtest86+

Memoria de acceso aleatorio 46

que detecta fallos de memoria.

Memoria RAM registradaEs un tipo de módulo usado frecuentemente en servidores y equipos especiales. Poseen circuitos integrados que seencargan de repetir las señales de control y direcciones. Las señales de reloj son reconstruidas con ayuda del PLLque está ubicado en el módulo mismo. Las señales de datos pasan directamente del bus de memoria a los CI dememoria DRAM.Estas características permiten conectar múltiples módulos de memoria (más de 4) de alta capacidad sin que hayaperturbaciones en las señales del controlador de memoria, haciendo posible sistemas con gran cantidad de memoriaprincipal (8 a 16 GiB). Con memorias no registradas, no es posible, debido a los problemas surgen de sobrecargaeléctrica a las señales enviadas por el controlador, fenómeno que no sucede con las registradas por estar de algúnmodo aisladas.Entre las desventajas de estos módulos están el hecho de que se agrega un ciclo de retardo para cada solicitud deacceso a una posición no consecutiva y por supuesto el precio, que suele ser mucho más alto que el de las memoriasde PC. Este tipo de módulos es incompatible con los controladores de memoria que no soportan el modo registrado,a pesar de que se pueden instalar físicamente en el zócalo. Se pueden reconocer visualmente porque tienen unintegrado mediano, cerca del centro geométrico del circuito impreso, además de que estos módulos suelen ser algomás altos.[5]

Véase también

• Circuitointegrado

• Circuitoimpreso

• JEDEC

• DRAM• SRAM• Acceso

aleatorio

• Memoria principal• Memoria ROM• FB-DIMM Nuevo formato de

memoria

• SPD Serial Presence Detect• FRAM Memoria Ram

Ferromagnetica• VRAM Memoria Ram de Video

• Dual Channel• Memoria

(informática)• Memoria volátil

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Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Memoria RAM.Commons• Explícame: ¿Para qué sirve la memoria RAM? (http:/ / www. explicame. org/ content/ view/ 50/ 1/ )• Tomshardware: Tutorial sobre RAM de 1998 (http:/ / www. tomshardware. com/ reviews/ ram-guide,89-14. html)

(en inglés)

Fuente de alimentación 47

Fuente de alimentación

Fuente de alimentación para PC formato ATX(sin cubierta superior, para mostrar suinterior y con el ventilador a un lado).

Fuentes de alimentación externas.

En electrónica, una fuente de alimentación es un dispositivo queconvierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o variastensiones, prácticamente continuas, que alimentan los distintoscircuitos del aparato electrónico al que se conecta (ordenador,televisor, impresora, router, etc.).

Clasificación

Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, puedenclasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineales yconmutadas. Las lineales tienen un diseño relativamente simple, quepuede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente quedeben suministrar, sin embargo su regulación de tensión es pocoeficiente. Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal,será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más complejay por tanto más susceptible a averías.

Fuentes de alimentación lineales

Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador,filtro, regulación y salida.

En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión yproporciona aislamiento galvánico. El circuito que convierte lacorriente alterna en continua se llama rectificador, después suelenllevar un circuito que disminuye el rizado como un filtro decondensador. La regulación, o estabilización de la tensión a un valorestablecido, se consigue con un componente denominado regulador detensión. La salida puede ser simplemente un condensador. Estacorriente abarca toda la energía del circuito,esta fuente de alimentacióndeben tenerse en cuenta unos puntos concretos a la hora de decidir las características del transformador.

Fuentes de alimentación conmutadas

Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores enconmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa deamplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100Kilociclos típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante esaplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro no son adecuados para estas altasfrecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (Condiodos rápidos) y filtrados (inductores y condensadores) para obtener los voltajes de salida de corriente continua(CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menorcalentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son mas complejas y generan ruidoeléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipospróximos a estas fuentes.

Fuente de alimentación 48

Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida.La regulación se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (Pulse Width Modulation) que cambia elciclo de trabajo. Aquí las funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición esdiferente. El segundo rectificador convierte la señal alterna pulsante que llega del transformador en un valorcontinuo. La salida puede ser también un filtro de condensador o uno del tipo LC.Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y mejores características EMC. Por otraparte las conmutadas obtienen un mejor rendimiento, menor coste y tamaño.

EspecificacionesUna especificación fundamental de las fuentes de alimentación es el rendimiento, que se define como la potenciatotal de salida entre la potencia activa de entrada. Como se ha dicho antes, las fuentes conmutadas son mejores eneste aspecto.El factor de potencia es la potencia activa entre la potencia aparente de entrada. Es una medida de la calidad de lacorriente.Aparte de disminuir lo más posible el rizado, la fuente debe mantener la tensión de salida al voltaje solicitadoindependientemente de las oscilaciones de la línea, regulación de línea o de la carga requerida por el circuito,regulación de carga.

Fuentes de alimentación especialesEntre las fuentes de alimentación alternas, tenemos aquellas en donde la potencia que se entrega a la carga estásiendo controlada por transistores, los cuales son controlados en fase para poder entregar la potencia requerida a lacarga.Otro tipo de alimentación de fuentes alternas, catalogadas como especiales son aquellas en donde la frecuencia esvariada, manteniendo la amplitud de la tensión logrando un efecto de fuente variable en casos como motores ytransformadores de tensión...

Véase también• Fuente eléctrica• Pila eléctrica• Electrónica de potencia• Filtro de condensador• Sistema de alimentación ininterrumpida• Regulador• Rectificador• Transformador

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Fuente de alimentación 49

Enlaces externos• Explicación de los circuitos que forman un Fuente de alimentación [1]

Referencias[1] http:/ / www. ifent. org/ lecciones/ CAP16. htm

Tarjeta de expansión

Instalación de una tarjeta de expansión.

Las tarjetas de expansión son dispositivoscon diversos circuitos integrados ycontroladores que, insertadas en suscorrespondientes ranuras de expansión,sirven para ampliar las capacidades de unordenador. Las tarjetas de expansión máscomunes sirven para añadir memoria,controladoras de unidad de disco,controladoras de vídeo, puertos serie oparalelo y dispositivos de módem internos.Por lo general, se suelen utilizarindistintamente los términos «placa» y«tarjeta» para referirse a todas las tarjetas deexpansión.

En la actualidad las tarjetas suelen ser detipo PCI, PCI Express o AGP. Comoejemplo de tarjetas que ya no se utilizan tenemos la de tipo Bus ISA.

Gracias al avance en la tecnología USB y a la integración de audio, video o red en la placa base, hoy en día sonmenos imprescindibles para tener un PC completamente funcional.

La historia de la tarjeta de expansiónEl primer microordenador en ofrecer un bus de tarjeta tipo ranura fue el Altair 8800, desarrollado en 1974-1975.Inicialmente, las implementaciones de este bus eran de marca registrada (como Apple II y Macintosh), pero en 1982fabricantes de computadoras basadas en el Intel 8080/Zilog Z80 que ejecutaban CP/M ya habían adoptado elestándar S-100. IBM lanzó el bus XT, con el primer IBM PC en 1981; se llamaba entonces el bus PC, ya que el IBMXT, que utilizaba el mismo bus (con una leve excepción) no se lanzó hasta 1983. XT (también denominado ISA de 8bits) fue reemplazado por ISA (también denominado ISA de 16 bits), conocido originalmente como el bus AT, en1984. El bus MCA de IBM, desarrollado para el PS/2 en 1987, competía con ISA, pero cayó en desgracia debido a laaceptación general de ISA de parte de la industria, y la licencia cerrada que IBM mantenía sobre MCA. EISA, laversión extendida de 32 bits abogada por Compaq, era común en las placas base de los PC hasta 1997, cuandoMicrosoft lo declaró un «subsistema heredado» en el libro blanco industrial PC 97. VESA Local Bus, un bus deexpansión al principio de los 1990 que estaba ligado intrínsecamente a la CPU 80486, se volvió obsoleto (además delprocesador) cuando Intel lanzó la CPU Pentium en 1993.El bus PCI se lanzó en 1991 para reemplazar a ISA. El estándar (ahora en la versión 3.0) se encuentra en las placas base de los PC aun hoy en día. Intel lanzó el bus AGP en 1997 como una solución dedicada de aceleración de video. Aunque se denominaba un bus, AGP admite una sola tarjeta a la vez. A partir de 2005, PCI Express ha estado

Tarjeta de expansión 50

reemplazando a PCI y a AGP. Este estándar, aprobado en 2004, implementa el protocolo lógico PCI a través de unainterfaz de comunicación en serie.Después del bus S-100, este artículo sólo menciona buses empleados en PCs compatibles con IBM/Windows-Intel.La mayoría de las otras líneas de computadoras que no eran compatibles con IBM, inclusive las de Tandy,Commodore, Amiga y Atari, ofrecían sus propios buses de expansión. Aun muchas consolas de videojuegos, talescomo el Sega Genesis, incluían buses de expansión; al menos en el caso del Genesis, el bus de expansión era demarca registrada, y de hecho las ranuras de cartucho de la muchas consolas que usaban cartuchos (excepto el Atari2600) calificarían como buses de expansión, ya que exponían las capacidades de lectura y escritura del bus internodel sistema. No obstante, los módulos de expansión conectados a esos interfaces, aunque eran funcionalmenteiguales a las tarjetas de expansión, no son técnicamente tarjetas de expansión, debido a su forma física.Para sus modelos 1000 EX y 1000 HX, Tandy Computer diseñó la interfaz de expansión PLUS, una adaptación delas tarjetas del bus XT con un factor de forma más pequeño. Porque es eléctricamente compatible con el bus XT(también denominado ISA de 8 bits o XT-ISA), un adaptador pasivo puede utilizarse para conectar tarjetas XT a unconector de expansión PLUS. Otra característica de tarjetas PLUS es que se pueden apilar. Otro bus que ofrecíamódulos de expansión capaces de ser apilados era el bus «sidecar» empleado por el IBM PCjr. Éste pudo haber sidoeléctricamente igual o similar al bus XT; seguramente poseía algunas similitudes ya que ambos esencialmenteexponían los buses de dirección y de datos de la CPU 8088, con búferes y preservación de estado, la adición deinterrupciones y DMA proveídos por chips complementarios de Intel, y algunas líneas de detección de fallos(corriente idónea, comprobación de Memoria, comprobación de Memoria E/S). Otra vez, PCjr sidecars no sontécnicamente tarjetas de expansión, sino módulos de expansión, con la única diferencia siendo que el sidecar es unatarjeta de memoria envuelta en una caja de plástico (con agujeros que exponen los conectores).

Tipos de tarjetas de expansión• Capturadora de televisión• Módem interno• Tarjeta gráfica• Tarjeta de red• Tarjeta de sonido

Monitor de computadora 51

Monitor de computadora

Monitor LCD.

El monitor de computadora o pantalla deordenador, aunque también es común llamarlo«pantalla», es un dispositivo de salida que, medianteuna interfaz, muestra los resultados del procesamientode una computadora.

Historia

Los primeros monitores surgieron en el año 1981,siguiendo el estándar MDA (Monochrome DisplayAdapter) eran monitores monocromáticos (de un solocolor) de IBM. Estaban expresamente diseñados paramodo texto y soportaban subrayado, negrita, cursiva,normal, e invisibilidad para textos. Poco después y enel mismo año salieron los monitores CGA (ColorGraphics Adapter-graficos adaptados a color) fueroncomercializados en 1981 al desarrollarse la primera tarjeta gráfica a partir del estándar CGA de IBM. Alcomercializarse a la vez que los MDA los usuarios de PC optaban por comprar el monitor monocromático por sucosto.Tres años más tarde surgió el monitor EGA (Enhanced Graphics Adapter - adaptador de graficos mejorados)estándar desarrollado por IBM para la visualización de gráficos, este monitor aportaba más colores (16) y una mayorresolución. En 1987 surgió el estándar VGA (Video Graphics Array - graficos de video arreglados) fue un estándarmuy acogido y dos años más tarde se mejoró y rediseñó para solucionar ciertos problemas que surgieron,desarrollando así SVGA (Super VGA), que también aumentaba colores y resoluciones, para este nuevo estándar sedesarrollaron tarjetas gráficas de fabricantes hasta el día de hoy conocidos como S3 Graphics, NVIDIA o ATI entreotros.Con este último estándar surgieron los monitores CRT que hasta no hace mucho seguían estando en la mayoría dehogares donde había un ordenador.

Tecnologías

Monitores analógicosLos monitores CRT usan las señales de vídeo analógico roja, verde y azul en intensidades variables para generarcolores en el espacio de color RGB. Éstos han usado prácticamente de forma exclusiva escaneo progresivo desdemediados de la década de los 80.Mientras muchos de los primeros monitores de plasma y cristal líquido tenían exclusivamente conexionesanalógicas, todas las señales de estos monitores atraviesan una sección completamente digital antes de lavisualización.Los estándares más conocidos de vídeo analógico son VGA,SVGA éste último desarrollado Video ElectronicsStandards Association (VESA), soportan resoluciones de 800x600 píxeles y 36 bits de profundidad de colorsiguiendo la codificación RGB, siguiendo la especificación VESA cuyo estándar es abierto.Mientras que conectores similares (13W3, BNC, etc…) se fueron usando en otras plataformas, el IBM PC y lossistemas compatibles se estandarizaron en el conector VGA.

Monitor de computadora 52

Todos estos estándares fueron diseñados para dispositivos CRT (tubo de rayos catódicos o tubo catódico). La fuentevaría su tensión de salida con cada línea que emite para representar el brillo deseado. En una pantalla CRT, esto seusa para asignar al rayo la intensidad adecuada mientras éste se va desplazando por la pantalla.

Combinación digital y analógicaLos primeros conectores de monitor externos y digitales popularizados, como el DVI-I y los varios conectoresbreakout basados en él, incluían las señales analógicas compatibles con VGA y las señales digitales compatibles conlos nuevos monitores de pantalla plana en el mismo conector.Los monitores LCD normalmente soportan DVI-I cuya especificación sostiene que debe soportar la especificaciónVGA de VESA y es por ello que siendo una tecnología digital, tiene soporte para VGA (analógico) y por lo tanto seclasifica como combinación. Actualmente se venden LCD analógicos con VGA, o con soporte para DVD o consoporte para ambos y además para HDMI conforme soportan más cosas, también son más caros por cuestiones delicencias.

Monitores digitalesLos nuevos conectores que se han creado tienen sólo señal de vídeo digital. Varios de ellos, como los HDMI yDisplayPort, también ofrecen audio integrado y conexiones de datos.Las señales digitales de DVI-I son compatibles con HDMI, actualmente se usan para señales de vídeo de altadefinición.

Protección de datos

HDCP

Actualmente existe un estándar de protección de datos para señales digitales que atraviesan conexiones DVI, HDMIo Display Port su nombre es HDCP (del inglés High-Bandwidth Digital Content Protection, protección de contenidodigital de gran ancho de banda), fue desarrollado para la codificación de los datos que atraviesan cables DVI oHDMI, se trata de un estándar propietario y se requiere licencia para implementarlo. Con nuevas versiones de HDCPse añaden soporte para más interfaces de conexión.

DPCP

La protección contra copia DPCP (DisplayPort Content Protection) de AMD está disponible de forma opcional paraconexiones DisplayPort, usa cifrado AES de 128-bit, con modernos cifrados criptográficos.

Parámetros de una pantalla• Píxel: unidad mínima representable en un monitor. Los monitores pueden presentar píxeles muertos o atascados.• Tamaño de punto o (dot pitch): el tamaño de punto es el espacio entre dos fósforos coloreados de un píxel. Es un

parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resultafundamental a grandes resoluciones. Los tamaños de punto más pequeños producen imágenes más uniformes. unmonitor de 14 pulgadas suele tener un tamaño de punto de 0,28 mm o menos. En ocasiones es diferente envertical que en horizontal, o se trata de un valor medio, dependiendo de la disposición particular de los puntos decolor en la pantalla, así como del tipo de rejilla empleada para dirigir los haces de electrones. En LCD y en CRTde apertura de rejilla, es la distancia en horizontal, mientras que en los CRT de máscara de sombra, se mide casien diagonal. Lo mínimo exigible en este momento es que sea de 0,28mm. Para CAD o en general para diseño, loideal sería de 0,25mm o menor. 0,21 en máscara de sombra es el equivalente a 0.24 en apertura de rejilla.

• Área útil: el tamaño de la pantalla no coincide con el área real que se utiliza para representar los datos.

Monitor de computadora 53

• Ángulo de visión: es el máximo ángulo con el que puede verse el monitor sin que se degrade demasiado laimagen. Se mide en grados.

• Luminancia: es la medida de luminosidad, medida en Candela.• Tiempo de respuesta: también conocido como latencia. Es el tiempo que le cuesta a un píxel pasar de activo

(blanco) a inactivo (negro) y después a activo de nuevo.• Contraste: es la proporción de brillo entre un píxel negro a un píxel blanco que el monitor es capaz de reproducir.

Algo así como cuantos tonos de brillo tiene el monitor.• Coeficiente de contraste de imagen: se refiere a lo vivo que resultan los colores por la proporción de brillo

empleada. A mayor coeficiente, mayor es la intensidad de los colores (30000:1 mostraría un colorido menos vivoque 50000:1).

• Consumo: cantidad de energía consumida por el monitor, se mide en Vatio.• Ancho de banda: frecuencia máxima que es capaz de soportar el monitor.• Hz o frecuencia de refresco vertical: son 2 valores entre los cuales el monitor es capaz de mostrar imágenes

estables en la pantalla.• Hz o frecuencia de refresco horizontal : similar al anterior pero en sentido horizontal, para dibujar cada una de

las líneas de la pantalla.• Blindaje: un monitor puede o no estar blindando ante interferencias eléctricas externas y ser más o menos

sensible a ellas, por lo que en caso de estar blindando, o semi-blindado por la parte trasera llevara cubriendoprácticamente la totalidad del tubo una plancha metálica en contacto con tierra o masa.

• Tipo de monitor: en los CRT pueden existir 2 tipos, de apertura de rejilla o de máscara de sombra.• Líneas de tensión: son unas líneas horizontales, que tienen los monitores de apertura de rejilla para mantener las

líneas que permiten mostrar los colores perfectamente alineadas; en 19 pulgadas lo habitual suelen ser 2, aunquetambién los hay con 3 líneas, algunos monitores pequeños incluso tienen una sola.

Tamaño de la pantalla y ratio

Medida de tamaño de la pantalla para TFT.

El tamaño de la pantalla es la distancia en diagonal de un vértice de lapantalla al opuesto, que puede ser distinto del área visible cuandohablamos de CRT , mientras que el ratio o relación de aspecto es unamedida de proporción entre el ancho y el alto de la pantalla, así porejemplo un ratio de 4:3 ( Cuatro tercios ) significa que por cada 4píxeles de ancho tenemos 3 de alto, una resolución de 800x600 tieneuna relación de aspecto 4:3, sin embargo estamos hablando del ratiodel monitor.

Estas dos medidas describen el tamaño de lo que se muestra por lapantalla, históricamente hasta no hace mucho tiempo y al igual que lastelevisiones los monitores de ordenador tenían un ratio de 4:3.Posteriormente se desarrollaron estándares para pantallas de aspecto panorámico 16:9 (a veces también de 16:10 o15:9) que hasta entonces solo veíamos en el cine.

Monitor de computadora 54

Medición del tamaño de la pantalla

Las medidas de tamaño de pantalla son diferentes cuando se habla de monitores CRT y monitores LCD .• Para monitores CRT la medida en pulgadas de la pantalla toma como referencia los extremos del monitor

teniendo en cuenta el borde, mientras que el área visible es más pequeña.• Para monitores LCD la medida de tamaño de pantalla se hace de punta a punta de la pantalla sin contar los

bordes (Como se hace para los monitores CRT)Los tamaños comunes de pantalla suelen ser de 15, 17, 19, 21 pulgadas. La correspondencia entre las pulgadas deCRT y LCD en cuanto a zona visible se refiere, suele ser de una escala inferior para los CRT , es decir una pantallaLCD de 17 pulgadas equivale en zona visible a una pantalla de 19 pulgadas del monitor CRT (aproximadamente) .

Resolución máxima

Comparación de resoluciones de vídeo.

Es el número máximo de píxeles que pueden ser mostrados en cadadimensión, es representada en filas por columnas. Está relacionada conel tamaño de la pantalla y el ratio.Los monitores LCD solo tienen una resolución nativa posible, por loque si se hacen trabajar a una resolución distinta, se escalará a laresolución nativa, lo que suele producir artefactos en la imagen.Las resoluciones más Usadas son:

Estándar Nombre Ancho Alto % de usuarios de Steam

XGA eXtended Graphics Array 1024 768 15,37%

WXGA Widescreen eXtended Graphics Array 1280 800 7,35%

SXGA Super eXtended Graphics Array 1280 1024 21,01%

WSXGA Widescreen Super eXtended Graphics Array 1440 900 11,12%

WSXGA+ Widescreen Super eXtended Graphics Array Plus 1680 1050 18,48%

Noviembre de 2009, encuesta del hardware usado en equipos con Steam instalado[1]

Monitor de computadora 55

Colores

Geometría de los píxeles.

Cada píxel de la pantalla tiene interiormente 3 subpíxeles, uno rojo,uno verde y otro azul; dependiendo del brillo de cada uno de lossubpíxeles, el píxel adquiere un color u otro de forma semejante a lacomposición de colores RGB.

La manera de organizar los subpíxeles de un monitor varia entre losdispositivos. Se suelen organizar en líneas verticales, aunque algunosCRT los organizan en puntos formando triángulos. Para mejorar lasensación de movimiento, es mejor organizarlos en diagonal o entriángulos. El conocimiento del tipo de organización de píxeles, puedeser utilizado para mejorar la visualización de imágenes de mapas de bitusando renderizado de subpíxels.

La mayor parte de los monitores tienen una profundidad 8 bits porcolor (24 bits en total), es decir, pueden representar aproximadamente16,8 millones de colores distintos.

Ventajas y desventajas

Monitores LCD• Ventajas:

• El grosor es inferior por lo que pueden utilizarse en portátiles.• Cada punto se encarga de dejar o no pasar la luz, por lo que no hay moire.• La geometría es siempre perfecta, lo determina el tamaño del píxel

• Desventajas:

• Sólo pueden reproducir fielmente la resolución nativa, con el resto, se ve un borde negro, o se ve difuminadopor no poder reproducir medios píxeles.

• Por sí solas no producen luz, necesitan una fuente externa.• Si no se mira dentro del cono de visibilidad adecuado, desvirtúan los colores.• El ADC y el DAC de un monitor LCD para reproducir colores limita la cantidad de colores representable.

• El ADC (Convertidor Digital a Analógico) en la entrada de vídeo analógica (cantidad de colores arepresentar).

• El DAC (Convertidor Analógico a Digital) dentro de cada píxel (cantidad de posibles coloresrepresentables).

• En los CRT es la tarjeta gráfica la encargada de realizar esto, el monitor no influye en la cantidad de coloresrepresentables, salvo en los primeros modelos de monitores que tenían entradas digitales TTL en lugar deentradas analógicas.

Monitor de computadora 56

Monitores CRT• Ventajas:

• Permiten reproducir una mayor variedad cromática.• Distintas resoluciones se pueden ajustar al monitor.• En los monitores de apertura de rejilla no hay moire vertical.

• Desventajas:

• Ocupan más espacio (cuanto más fondo, mejor geometría).• Los modelos antiguos tienen la pantalla curva.• Los campos eléctricos afectan al monitor (la imagen vibra).• Para disfrutar de una buena imagen necesitan ajustes por parte del usuario.• En los monitores de apertura de rejilla se pueden apreciar (bajo fondo blanco) varias líneas de tensión muy

finas que cruzan la pantalla horizontalmente.

Datos técnicos, comparativos entre sí• En los CRT, la frecuencia de refresco es la que tiene la tarjeta gráfica, en los LCD no siempre es la que se le

manda• Los CRT pueden tener modo progresivo y entrelazado, los LCD tienen otro método de representación.• En los CRT se pierde aproximadamente 1 pulgada del tamaño, que se utiliza para la sujeción del tubo, en los LCD

es prácticamente lo que ocupa el LCD por si mismo.• El peso de un LCD se ve incrementado por la peana para darle estabilidad, pero el monitor en sí no pesa

prácticamente nada.• Los LCD suelen necesitar de un transformador externo al monitor, en los CRT toda la electrónica va dentro del

monitor.• En los LCD el consumo es menor, y la tensión de utilización por parte de la electrónica también.• En los CRT pueden aparecer problemas de "quemar" el fósforo de la pantalla, esto ocurre al dejar una imagen fija

durante mucho tiempo, como la palabra "insert coin" en las recreativas, en los LCD los problemas pueden ser depíxeles muertos (siempre encendido o, siempre apagado), aparte de otros daños.

• El parpadeo de ambos tipos de pantallas es debido a la baja frecuencia de refresco, unido a la persistencia delbrillo del fósforo, y a la memoria de cada píxel en un CRT y LCD respectivamente, que mitigan este defecto.• Con alta velocidad de refresco y un tiempo grande de persistencia del fósforo, no hay parpadeo, pero si la

persistencia del fósforo es baja y el refresco es bajo, se produce este problema. Sin embargo esto puede causarun efecto de desvanecimiento o visión borrosa, al permanecer aún encendido un punto, en el siguiente refrescode la pantalla.

En breve:• ---En hardware, un monitor es un periférico de salida que muestra la información de forma gráfica de una

computadora. Los monitores se conectan a la computadora a través de una tarjeta gráfica (o adaptador o tarjeta devideo).

• Un monitor puede clasificarse, según la tecnología empleada para formar las imágenes en: LCD, CRT, plasma oTFT.

• En tanto, según el estándar, un monitor puede clasificarse en: Monitor numérico, MDA, CGA, EGA, analógico,VGA, SVGA, entro otros.

• En cuanto a los colores que usan los monitores pueden ser monocromáticos o policromáticos.• Existen algunos conceptos cuantificables relacionados a los monitores y sirven para medir su calidad, estos son:

píxel, paso (dot pitch), resolución, tasa de refresco, dimensión del tubo, tamaño de punto, área útil.

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• ---En software, un monitor de un programa es toda aquella herramienta que viene con un programa que sirve paracontrolar alguna situación. Por ejemplo el monitor de un antivirus, encargado de monitorear contínuamente lacomputadora para verificar que no se ejecute ningún virus.

Principales fabricantesLos principales fabricantes de monitores conocidos a nivel internacional son los siguientes:• Acer• Aoc• Apple Inc.• BenQ• Dell• Eizo• Gateway, Inc.• Hewlett-Packard• LG• Mitsubishi• NEC Corporation• Samsung• Sony• Toshiba• ViewSonic

Véase también• Comparativa de tecnologías de visualización.

Referencias[1] "Encuesta del hardware usado en equipos con Steam instalado." (http:/ / store. steampowered. com/ hwsurvey/ )

Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Monitor de computadora.Commons• Cómo reparar la fuente de tu monitor? (http:/ / www. neoteo. com/ como-reparar-la-fuente-de-tu-monitor-15653.

neo)• Historia de los monitores (http:/ / www. maestrosdelweb. com/ principiantes/ conoce-la-historia-de-los-monitores/

) en Maestros del web.

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Disco duro

Disco Duro

Interior de un disco duro; se aprecian dos platos con sus respectivos cabezales.Conectado a:

• controlador de disco; en los actuales ordenadores personales, suele estar integrado en la placa madre mediante uno de estossitemas• Interfaz IDE / PATA• Interfaz SATA• Interfaz SAS• Interfaz SCSI (popular en servidores)• Interfaz FC (exclusivamente en servidores)• Interfaz USB

• NAS mediante redes de cable / inalámbricas

Fabricantes comunes:

• Western Digital• Seagate• Samsung• Hitachi• Fujitsu

En informática, un disco duro o disco rígido (en inglés Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo dealmacenamiento de datos no volátil que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar datos digitales.Se compone de uno o más platos o discos rígidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de unacaja metálica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sitúa un cabezal de lectura/escritura que flotasobre una delgada lámina de aire generada por la rotación de los discos.El primer disco duro fue inventado por IBM en 1956. A lo largo de los años, los discos duros han disminuido suprecio al mismo tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opción de almacenamientosecundario para PC desde su aparición en los años 60.[1] Los discos duros han mantenido su posición dominantegracias a los constantes incrementos en la densidad de grabación, que se ha mantenido a la par de las necesidades dealmacenamiento secundario.[1]

Los tamaños también han variado mucho, desde los primeros discos IBM hasta los formatos estandarizadosactualmente: 3,5" los modelos para PCs y servidores, 2,5" los modelos para dispositivos portátiles. Todos secomunican con la computadora a través del controlador de disco, empleando una interfaz estandarizado. Los máscomunes hoy día son IDE (también llamado ATA o PATA), SCSI (generalmente usado en servidores y estaciones detrabajo), Serial ATA y FC (empleado exclusivamente en servidores).

Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que defina una o más particiones. La operación de formateo requiere el uso de una fracción del espacio disponible en el disco, que dependerá del formato empleado. Además, los fabricantes de discos duros, SSD y tarjetas flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos SI, que emplean múltiplos de potencias de 1000 según la normativa IEC, en lugar de los prefijos binarios clásicos de la IEEE, que emplean múltiplos de potencias de 1024, y son los usados mayoritariamente por los sistemas operativos. Esto provoca que en algunos sistemas operativos sea representado

Disco duro 59

como múltiplos 1024 o como 1000, y por tanto existan ligeros errores, por ejemplo un Disco duro de 500 GB, enalgunos sistemas operativos sea representado como 465 GiB (Según la IEC Gibibyte, o Gigabyte binario, que son1024 Mebibytes) y en otros como 465 GB.Existe otro tipo de almacenamiento que recibe el nombre de Unidades de estado sólido; aunque tienen el mismo usoy emplean las mismas interfaces, no están formadas por discos mecánicos, sino por memorias de circuitos integradospara almacenar la información. El uso de esta clase de dispositivos anteriormente se limitaba a lassupercomputadoras, por su elevado precio, aunque hoy en día ya son muchísimo más asequibles para el mercadodoméstico.[2]

Estructura física

Componentes de un disco duro. De izquierda a derecha, filasuperior: tapa, carcasa, plato, eje; fila inferior: espuma aislante,

circuito impreso de control, cabezal de lectura / escritura, actuador eimán, tornillos.

Interior de un disco duro; se aprecia la superfície de un plato y elcabezal de lectura/escritura retraído, a la izquierda.

Dentro de un disco duro hay uno o varios platos (entre2 y 4 normalmente, aunque hay hasta de 6 ó 7 platos),que son discos (de aluminio o cristal) concéntricos yque giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo delectura y escritura) es un conjunto de brazos alineadosverticalmente que se mueven hacia dentro o fuerasegún convenga, todos a la vez. En la punta de dichosbrazos están las cabezas de lectura/escritura, quegracias al movimiento del cabezal pueden leer tantozonas interiores como exteriores del disco.

Cada plato posee dos caras, y es necesaria una cabezade lectura/escritura para cada cara. Si se observa elesquema Cilindro-Cabeza-Sector de más abajo, aprimera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. Enrealidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otrapara leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas paraleer 4 platos, aunque por cuestiones comerciales, nosiempre se usan todas las caras de los discos y existendiscos duros con un número impar de cabezas, o concabezas deshabilitadas. Las cabezas de lectura/escrituranunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a3 nanómetros), debido a una finísima película de aireque se forma entre éstas y los platos cuando éstos giran(algunos discos incluyen un sistema que impide que loscabezales pasen por encima de los platos hasta quealcancen una velocidad de giro que garantice laformación de esta película). Si alguna de las cabezasllega a tocar una superficie de un plato, causaríamuchos daños en él, rayándolo gravemente, debido a lorápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a 129 km/h en el borde de un disco de3,5 pulgadas).

Disco duro 60

Direccionamiento

Cilindro, Cabeza y Sector

Pista (A), Sector (B), Sector de una pista (C),Clúster (D)

Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:• Plato: cada uno de los discos que hay dentro del

disco duro.• Cara: cada uno de los dos lados de un plato.• Cabeza: número de cabezales.• Pistas: una circunferencia dentro de una cara; la

pista 0 está en el borde exterior.• Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las

circunferencias que están alineadas verticalmente(una de cada cara).

• Sector : cada una de las divisiones de una pista. Eltamaño del sector no es fijo, siendo el estándaractual 512 bytes, aunque próximamente serán 4 KiB.Antiguamente el número de sectores por pista erafijo, lo cual desaprovechaba el espaciosignificativamente, ya que en las pistas exteriorespueden almacenarse más sectores que en lasinteriores. Así, apareció la tecnología ZBR(grabación de bits por zonas) que aumenta elnúmero de sectores en las pistas exteriores, y utilizamás eficientemente el disco duro.

El primer sistema de direccionamiento que se usó fue elCHS (cilindro-cabeza-sector), ya que con estos tresvalores se puede situar un dato cualquiera del disco.Más adelante se creó otro sistema más sencillo: LBA(direccionamiento lógico de bloques), que consiste endividir el disco entero en sectores y asignar a cada unoun único número. Éste es el que actualmente se usa.

Tipos de conexión

Si hablamos de disco duro podemos citar los distintostipos de conexión que poseen los mismos con la placabase, es decir pueden ser SATA, IDE, SCSI o SAS:

• IDE: Integrated Device Electronics ("Dispositivo con electrónica integrada") o ATA (Advanced TechnologyAttachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI(Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta aproximadamente el 2004, el estándar principal porsu versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados.

• SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2). Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador,

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lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia.• SATA (Serial ATA): El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de

datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existen tres versiones, SATA 1 con velocidad detransferencia de hasta 150 MB/s (hoy día descatalogado), SATA 2 de hasta 300 MB/s, el más extendido en laactualidad; y por último SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se está empezando a hacer hueco en el mercado.Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente.

• SAS (Serial Attached SCSI): Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigueutilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite laconexión y desconexión en caliente. Una de las principales características es que aumenta la velocidad detransferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa detransferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivosexistente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI.Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicacionescon menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas porcontroladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.

Factor de formaEl más temprano "factor de forma" de los discos duros, heredó sus dimensiones de las disqueteras. Pueden sermontados en los mismos chasis y así los discos duros con factor de forma, pasaron a llamarse coloquialmente tiposFDD "floppy-disk drives" (en inglés).La compatibilidad del "factor de forma" continua siendo de 3½ pulgadas (8,89 cm) incluso después de haber sacadootros tipos de disquetes con unas dimensiones más pequeñas.• 8 pulgadas: 241,3×117,5×362 mm (9,5×4,624×14,25 pulgadas).

En 1979, Shugart Associates sacó el primer factor de forma compatible con los disco duros, SA1000, teniendo lasmismas dimensiones y siendo compatible con la interfaz de 8 pulgadas de las disqueteras. Había dos versionesdisponibles, la de la misma altura y la de la mitad (58,7mm).

• 5,25 pulgadas: 146,1×41,4×203 mm (5,75×1,63×8 pulgadas). Este factor de forma es el primero usado por losdiscos duros de Seagate en 1980 con el mismo tamaño y altura máxima de los FDD de 5¼ pulgadas, por ejemplo:82,5 mm máximo.Éste es dos veces tan alto como el factor de 8 pulgadas, que comúnmente se usa hoy; por ejemplo: 41,4 mm (1,64pulgadas). La mayoría de los modelos de unidades ópticas (DVD/CD) de 120 mm usan el tamaño del factor deforma de media altura de 5¼, pero también para discos duros. El modelo Quantum Bigfoot es el último que se usóa finales de los 90'.

• 3,5 pulgadas: 101,6×25,4×146 mm (4×1×5.75 pulgadas).Este factor de forma es el primero usado por los discos duros de Rodine que tienen el mismo tamaño que lasdisqueteras de 3½, 41,4 mm de altura. Hoy ha sido en gran parte remplazado por la línea "slim" de 25,4mm (1pulgada), o "low-profile" que es usado en la mayoría de los discos duros.

• 2,5 pulgadas: 69,85×9,5-15×100 mm (2,75×0,374-0,59×3,945 pulgadas).Este factor de forma se introdujo por PrairieTek en 1988 y no se corresponde con el tamaño de las lectoras dedisquete. Este es frecuentemente usado por los discos duros de los equipos móviles (portátiles, reproductores demúsica, etc...) y en 2008 fue reemplazado por unidades de 3,5 pulgadas de la clase multiplataforma. Hoy en día ladominante de este factor de forma son las unidades para portátiles de 9,5 mm, pero las unidades de mayorcapacidad tienen una altura de 12,5 mm.

• 1,8 pulgadas: 54×8×71 mm. Este factor de forma se introdujo por Integral Peripherals en 1993 y se involucró con ATA-7 LIF con las dimensiones indicadas y su uso se incrementa en reproductores de audio digital y su subnotebook. La variante

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original posee de 2GB a 5GB y cabe en una ranura de expansión de tarjeta de ordenador personal. Son usadosnormalmente en iPods y discos duros basados en MP3.

• 1 pulgadas: 42,8×5×36,4 mm.Este factor de forma se introdujo en 1999 por IBM y Microdrive, apto para los slots tipo 2 de compact flash,Samsung llama al mismo factor como 1,3 pulgadas.

• 0,85 pulgadas: 24×5×32 mm.Toshiba anunció este factor de forma el 8 de enero de 2004 para usarse en móviles y aplicaciones similares,incluyendo SD/MMC slot compatible con disco duro optimizado para vídeo y almacenamiento para micromóvilesde 4G. Toshiba actualmente vende versiones de 4GB (MK4001MTD) y 8GB (MK8003MTD) 5 [3] y tienen elRecord Guinness del disco duro más pequeño.

Los principales fabricantes suspendieron la investigación de nuevos productos para 1 pulgada (1,3 pulgadas) y 0,85pulgadas en 2007, debido a la caída de precios de las memorias flash, aunque Samsung introdujo en el 2008 con elSpidPoint A1 otra unidad de 1,3 pulgadas.El nombre de "pulgada" para los factores de forma normalmente no identifica ningún producto actual (sonespecificadas en milímetros para los factores de forma más recientes), pero estos indican el tamaño relativo deldisco, para interés de la continuidad histórica.

Estructura lógicaDentro del disco se encuentran:• El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de particiones.• Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.

IntegridadDebido a la distancia extremadamente pequeña entre los cabezales y la superficie del disco, cualquier contaminaciónde los cabezales de lectura/escritura o las fuentes puede dar lugar a un accidente en los cabezales, un fallo del discoen el que el cabezal raya la superficie de la fuente, a menudo moliendo la fina película magnética y causando lapérdida de datos. Estos accidentes pueden ser causados por un fallo electrónico, un repentino corte en el suministroeléctrico, golpes físicos, el desgaste, la corrosión o debido a que los cabezales o las fuentes sean de pobrefabricación.

Cabezal del disco duro

El eje del sistema del disco duro depende de la presión del airedentro del recinto para sostener los cabezales y su correcta alturamientras el disco gira. Un disco duro requiere un cierto rango depresiones de aire para funcionar correctamente. La conexión alentorno exterior y la presión se produce a través de un pequeñoagujero en el recinto (cerca de 0,5 mm de diámetro) normalmentecon un filtro en su interior (filtro de respiración, ver abajo). Si lapresión del aire es demasiado baja, entonces no hay suficienteimpulso para el cabezal, que se acerca demasiado al disco, y se dael riesgo de fallos y pérdidas de datos. Son necesarios discosfabricados especialmente para operaciones de gran altitud, sobre3.000 m. Hay que tener en cuenta que los aviones modernos tienenuna cabina presurizada cuya presión interior equivale normalmentea una altitud de 2.600 m como máximo. Por lo tanto los discos

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duros ordinarios se pueden usar de manera segura en los vuelos. Los discos modernos incluyen sensores detemperatura y se ajustan a las condiciones del entorno. Los agujeros de ventilación se pueden ver en todos los discos(normalmente tienen una pegatina a su lado que advierte al usuario de no cubrir el agujero. El aire dentro del discooperativo está en constante movimiento siendo barrido por la fricción del plato. Este aire pasa a través de un filtro derecirculación interna para quitar cualquier contaminante que se hubiera quedado de su fabricación, alguna partícula ocomponente químico que de alguna forma hubiera entrado en el recinto, y cualquier partícula generada en unaoperación normal. Una humedad muy alta durante un periodo largo puede corroer los cabezales y los platos.

Cabezal de disco duro IBM sobre el plato del disco

Para los cabezales resistentes al magnetismo grandes (GMR) enparticular, un incidente minoritario debido a la contaminación (queno se disipa la superficie magnética del disco) llega a dar lugar aun sobrecalentamiento temporal en el cabezal, debido a la friccióncon la superficie del disco, y puede hacer que los datos no sepuedan leer durante un periodo corto de tiempo hasta que latemperatura del cabezal se estabilice (también conocido como“aspereza térmica”, un problema que en parte puede ser tratado conel filtro electrónico apropiado de la señal de lectura).

Los componentes electrónicos del disco duro controlan elmovimiento del accionador y la rotación del disco, y realizalecturas y escrituras necesitadas por el controlador de disco. El firmware de los discos modernos es capaz deprogramar lecturas y escrituras de forma eficiente en la superficie de los discos y de reasignar sectores que hayanfallado.

Funcionamiento mecánicoUn disco duro suele tener:• Platos en donde se graban los datos.• Cabezal de lectura/escritura.• Motor que hace girar los platos.• Electroimán que mueve el cabezal.• Circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria caché.• Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad.• Caja, que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algún filtro de aire.

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Historia

Antiguo disco duro de IBM (modelo 62PC, «Piccolo»), de 64,5 MB, fabricado en1979

Al principio los discos duros eran extraíbles,sin embargo, hoy en día típicamente vienentodos sellados (a excepción de un hueco deventilación para filtrar e igualar la presióndel aire).El primer disco duro, aparecido en 1956, fueel IBM 350 modelo 1, presentado con lacomputadora Ramac I: pesaba una toneladay su capacidad era de 5 MB. Más grandeque una nevera actual, este disco durotrabajaba todavía con válvulas de vacío yrequería una consola separada para sumanejo.

Su gran mérito consistía en el que el tiemporequerido para el acceso era relativamenteconstante entre algunas posiciones dememoria, a diferencia de las cintasmagnéticas, donde para encontrar unainformación dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado, teniendo muydiferentes tiempos de acceso para cada posición.La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir con materialmagnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego eran divididas en sectores. Elcabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un códigobinario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitos binarios así grabados pueden permanecer intactos años.Originalmente, cada bit tenía una disposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubriócómo registrar la información de una manera más compacta.El mérito del francés Albert Fert y al alemán Peter Grünberg (ambos premio Nobel de Física por sus contribucionesen el campo del almacenamiento magnético) fue el descubrimiento del fenómeno conocido comomagnetorresistencia gigante, que permitió construir cabezales de lectura y grabación más sensibles, y compactar máslos bits en la superficie del disco duro. De estos descubrimientos, realizados en forma independiente por estosinvestigadores, se desprendió un crecimiento espectacular en la capacidad de almacenamiento en los discos duros,que se elevó un 60% anual en la década de 1990.En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 Megabytes, mientras que 10 años después habían superado40 Gigabytes (40000 Megabytes). En la actualidad, ya contamos en el uso cotidiano con discos duros de más de 3terabytes (TB), (3000000 Megabytes)En 2005 los primeros teléfonos móviles que incluían discos duros fueron presentados por Samsung y Nokia, aunqueno tuvieron mucho éxito ya que las memorias flash los acabaron desplazando, sobre todo por asuntos de fragilidad.

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Características de un disco duroLas características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:• Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma

del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media(situarse en el sector).

• Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad deltiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco.

• Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende dela cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempopor vuelta y la cantidad de sectores por pista.

• Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempoempleado en una rotación completa del disco.

• Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latenciamedia.

• Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez la aguja estásituada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico.

Otras características son:• Caché de pista: Es una memoria tipo Flash dentro del disco duro.• Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y la computadora. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB,

Firewire, Serial Attached SCSI• Landz: Zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga la computadora.

Presente y futuroActualmente la nueva generación de discos duros utiliza la tecnología de grabación perpendicular (PMR), la cualpermite mayor densidad de almacenamiento. También existen discos llamados "Ecológicos" (GP - Green Power), loscuales hacen un uso más eficiente de la energía.

Unidades de estado sólidoLas unidades de estado sólido son dispositivos electrónicos, construidos únicamente con chips de memoria flash, porello, no son discos, pero juegan el mismo papel a efectos prácticos con todas las mejoras que ello conlleva.Se viene empezando a observar que es posible que las unidades de estado sólido terminen sustituyendo al disco duropor completo a largo plazo.Son muy rápidos ya que no tienen partes móviles y consumen menos energía. Todos esto les hace muy fiables yfísicamente casi indestructibles. Sin embargo su costo por GB es aún muy elevado ya que el coste de un disco durocomún de 1 TB es equivalente a un SSD de 40 GB, 70 € aproximadamente.Los discos que no son discos: Las Unidades de estado sólido han sido categorizadas repetidas veces como "discos",cuando es totalmente incorrecto denominarlas así, puesto que a diferencia de sus predecesores, sus datos no sealmacenan sobre superficies cilíndricas ni platos. Esta confusión conlleva habitualmente a creer que "SSD" significaSolid State Disk, en vez de Solid State Drive

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Fabricantes

Un Western Digital 3,5 pulgadas 250 GB SATAHDD.

Un Seagate 3,5 pulgadas 1 TB SATA HDD.

Los recursos tecnológicos y el saber hacer requeridos para el desarrolloy la producción de discos modernos implica que desde 2007, más del98% de los discos duros del mundo son fabricados por un conjunto degrandes empresas: Seagate (que ahora es propietaria de Maxtor),Western Digital (propietaria de Hitachi, a la que a su vez fuepropietaria de la antigua división de fabricación de discos de IBM) yFujitsu, que sigue haciendo discos portátiles y discos de servidores,pero dejó de hacer discos para ordenadores de escritorio en 2001, y elresto lo vendió a Western Digital. Toshiba es uno de los principalesfabricantes de discos duros para portátiles de 2,5 pulgadas y 1,8pulgadas. TrekStor es un fabricante alemán que en 2009 tuvoproblemas de insolvencia, pero que actualmente sigue en activo.ExcelStor es un pequeño fabricante chino de discos duros.

Decenas de ex-fabricantes de discos duros han terminado con susempresas fusionadas o han cerrado sus divisiones de discos duros, amedida que la capacidad de los dispositivos y la demanda de losproductos aumentó, los beneficios eran menores y el mercado sufrió unsignificativa consolidación a finales de los 80 y finales de los 90. Laprimera víctima en el mercado de los PC fue Computer Memories Inc.;después de un incidente con 20 MB defectuosos en discos en 1985, lareputación de CMI nunca se recuperó, y salieron del mercado de losdiscos duros en 1987. Otro notable fracaso fue el de MiniScribe, quienquebró en 1990: después se descubrió que tenía en marcha un fraude einflaba el número de ventas durante varios años. Otras muchaspequeñas compañías (como Kalok, Microscience, LaPine, Areal, Priamy PrairieTek) tampoco sobrevivieron a la expulsión, y habíandesaparecido para 1993; Micropolis fue capaz de aguantar hasta 1997,y JTS, un recién llegado a escena, duró sólo unos años y desaparecióhacia 1999, aunque después intentó fabricar discos duros en India. Suvuelta a la fama se debió a la creación de un nuevo formato de tamaño de 3” para portátiles. Quantum e Integraltambién investigaron el formato de 3”, pero finalmente se dieron por vencidos. Rodime fue también un importantefabricante durante la década de los 80, pero dejó de hacer discos en la década de los 90 en medio de lareestructuración y ahora se concentra en la tecnología de la concesión de licencias; tienen varias patentesrelacionadas con el formato de 3,5“.

• 1988: Tandon vendió su división de fabricación de discos duros a Western Digital, que era un renombradodiseñador de controladores.

• 1989: Seagate compró el negocio de discos de alta calidad de Control Data, como parte del abandono de ControlData en la creación de hardware.

• 1990: Maxtor compró MiniScribe que estaba en bancarrota, haciéndolo el núcleo de su división de discos de gamabaja.

• 1994: Quantum compró la división de almacenamiento de Digital Equipment otorgando al usuario una gama dediscos de alta calidad llamada ProDrive, igual que la gama tape drive de Digital Linear Tape

• 1995: Conner Peripherals, que fue fundada por uno de los cofundadores de Seagate junto con personal deMiniScribe, anunciaron un fusión con Seagate, la cual se completó a principios de 1996.

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• 1996: JTS se fusionó con Atari, permitiendo a JTS llevar a producción su gama de discos. Atari fue vendida aHasbro en 1998, mientras que JTS sufrió una bancarrota en 1999.

• 2000: Quantum vendió su división de discos a Maxtor para concentrarse en las unidades de cintas y los equiposde respaldo.

• 2003: Siguiendo la controversia en los fallos masivos en su modelo Deskstar 75GXP, pioneer IBM vendió lamayor parte de su división de discos a Hitachi, renombrándose como Hitachi Global Storage Technologies,Hitachi GST.

• 2003: Western Digital compró Read-Rite Corp., quien producía los cabezales utilizados en los discos duros, por95,4 millones de dólares en metálico.

• 2005: Seagate y Maxtor anuncian un acuerdo bajo el que Seagate adquiriría todo el stock de Maxtor. Estaadquisición fue aprobada por los cuerpos regulatorios, y cerrada el 19 de mayo de 2006.

• 2007: Western Digital adquiere Komag U.S.A., un fabricante del material que recubre losplatos de los discos duros.• 2009: Toshiba adquiere la división de HDD de Fujitsu y TrekStor se declara en bancarrota, aunque ese mismo año

consiguen un nuevo inversor para mantener la empresa a flote.• 2011: Western Digital adquiere Hitachi GST y Seagate compra la división de HDD de Samsung.

Recuperación de datos de discos duros estropeadosEn casos en los que no es posible acceder a la información almacenada en el disco duro, y no disponemos de copiade seguridad o no podemos acceder a ella, existen empresas especializadas en la recuperación de la información dediscos duros dañados. Estas empresas reparan el medio con el fin de extraer de él la información y después volcarla aotro medio en correcto estado de funcionamiento.

Véase también• Unidad de estado sólido• Jumper (informática)• Partición de disco• Periférico• Disco dinámico

Fabricantes de discos duros• Western Digital. Al que pertenece Hitachi.• Seagate. Al que pertenecen Quantum Corp., Maxtor y recientemente Samsung.• Toshiba. Al que pertenece Fujitsu.• ExcelStor.• TrekStor.

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Referencias[1] C. Dennis Mee, Eric D. Daniel (1996). McGraw-Hill. ed. Magnetic Storage Handbook 2nd Ed. (http:/ / books. google. es/

books?id=O6ccTe28iAcC& printsec=frontcover& dq=Magnetic+ Storage+ Handbook+ 2nd+ Ed. & source=bl& ots=mgwlS5U_pq&sig=BK5mk1iK3my1VN6LG3fsN87iRB4& hl=ca& ei=MoScTLOlGci54AbplY27DQ& sa=X& oi=book_result& ct=result& resnum=1&ved=0CBgQ6AEwAA#v=onepage& q=Magnetic Storage Handbook 2nd Ed. & f=false). ISBN 0070412758. .

[2] Toshiba America Electronic Components, Inc. « Solid State Drives Memory Products (http:/ / www. toshiba. com/ taec/ Catalog/ Family.do?familyid=7& subfamilyid=900314)». Consultado el 17-07-2009.

[3] http:/ / www3. toshiba. co. jp/ storage/ english/ spec/ hdd/ mk4001. htm

Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Disco duro. Commons• El disco duro en el futuro será SSD, sin partes mecánicas (http:/ / www. tecnologiaslibres. net/ 2007/ 12/ 06/

ssd-los-discos-duros-del-futuro/ )• Video de su funcionamiento (http:/ / video. google. com/ videoplay?docid=-744683267829297106& q=hard+

drive+ in+ action& pl=true) (en inglés)• Todo sobre el disco duro (http:/ / www. monografias. com/ trabajos14/ discosduros/ discosduros. shtml) (en

español)• Disco duro y particiones (http:/ / www. saulo. net/ pub/ ddypart) (en español)• Historia del disco duro (http:/ / www. virtuaside. com/ docs/ historia-hds. php) (en español)

Unidad de disco óptico

Una unidad de CD-ROM.

El lente de una unidad de CD/DVD en una laptopAcer.

En informática, una unidad de disco óptico es una unidad de discoque usa una luz láser u ondas electromagnéticas cercanas al espectro dela luz como parte del proceso de lectura o escritura de datos desde o adiscos ópticos. Algunas unidades solo pueden leer discos, pero lasunidades más recientes usualmente son tanto lectoras comograbadoras. Para referirse a las unidades con ambas capacidades sesuele usar el término lectograbadora. Los discos compactos (CD),DVD, y Blu-ray Disc son los tipos de medios ópticos más comunes quepueden ser leídos y grabados por estas unidades.

Las unidades de discos ópticos son una parte integrante de los aparatosde consumo autónomos como los reproductores de CD, reproductoresde DVD y grabadoras de DVD. También son usados muy comúnmenteen las computadoras para leer software y medios de consumodistribuidos en formato de disco, y para grabar discos para elintercambio y archivo de datos. Las unidades de discos ópticos (junto alas memorias flash) han desplazado a las disqueteras y a las unidadesde cintas magnéticas para este propósito debido al bajo coste de losmedios ópticos y la casi ubicuidad de las unidades de discos ópticos enlas computadoras y en hardware de entretenimiento de consumo.

La grabación de discos en general es restringida a la distribución ycopiado de seguridad a pequeña escala, siendo más lenta y más cara entérminos materiales por unidad que el proceso de moldeo usado parafabricar discos planchados en masa.

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Láser y ópticaLa parte más importante de una unidad de disco óptico es el camino óptico, ubicado en un pickup head (PUH)[1] ,que consiste habitualmente de un láser semiconductor, un lente que guía el haz de laser, y fotodiodos que detectan laluz reflejada en la superficie del disco.[2]

En los inicios, se usaban los lásers de CD con una longitud de onda de 780 nm, estando en el rango infrarrojo. Paralos DVD, la longitud de onda fue reducida a 650 nm (color rojo), y la longitud de onda para el Blu-ray fue reducida a405 nm (color violeta).Se usan dos servomecanismos principales, el primero para mantener una distancia correcta entre el lente y el disco, ypara asegurar que el haz de laser es enfocado en un punto de láser pequeño en el disco. El segundo servo mueve uncabezal a lo largo del radio del disco, manteniendo el haz sobre una estría, un camino de datos en espiral continuo.En los medios de solo lectura (ROM, read only media), durante el proceso de fabricación la estría, hecha de surcos(pits), es presionada sobre una superficie plana, llamada área (land). Debido a que la profundidad de los surcos esaproximandate la cuarta o sexta parte de la longitud de onda del láser, la fase del haz reflejado cambia en relación alhaz entrante de lectura, causando una interferencia destructiva mutua y reduciendo la intensidad del haz reflejado.Esto es detectado por fotodiodos que emiten señales eléctricas.Una grabadora codifica (graba, quema) datos en un disco CD-R, DVD-R, DVD+R, o BD-R grabable (llamadovirgen o en blanco), calentando selectivamente partes de una capa de tinte orgánico con un láser. Esto cambia lareflexividad del tinte, creando así marcas que pueden ser leídas como los surcos y áreas en discos planchados. Paralos discos grabables, el proceso es permanente y los medios pueden ser escritos una sola vez. Si bien el láser lectorhabitualmente no es mas fuerte que 5 mW, el láser grabador es considerablemente más poderoso. A mayor velocidadde grabación, menor es el tiempo que el láser debe calentar un punto en el medio, entonces su poder tiene queaumentar proporcionalmente. Los lásers de las grabadoras de DVD a menudo alcanzan picos de alrededor de 100mW en ondas continuas, y 225 mW de impulsos.Para medios regrabables como CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, o BD-RE, el láser es usado para derretir unaaleación de metal cristalina en la capa de grabación del disco. Dependiendo de la cantidad de energía aplicada, lasustancia puede volver a adoptar su forma cristalina original o quedar en una forma amorfa, permitiendo que seancreadas marcas de reflexividad variante.Los medios de doble cara pueden ser usados, pero no son de fácil acceso con una unidad estándar, ya que deben servolteados fisicamente para acceder a los datos en la otra cara.Los medios de doble capa (DL, double layer) tienen dos capas de datos independientes separadas por una capasemireflexiva. Ambas capas son accesibles por el mismo lado, pero necesitan que la óptica cambie el foco del láser.Los medios grabables tradicionales de una capa (SL, single layer) son producidos con una estría en espiral moldeadaen la capa protectiva de policarbonato (no en la capa de grabación de datos), para dirigir y sincronizar la velocidaddel cabezal grabador. Los medios grabables de doble capa tiene: una primera capa de policarbonato con una estría(superfical), una primera capa de datos, una capa semireflexiva, una segunda capa de policarbonato (de espaciado)con otra estría (profunda), y una segunda capa de datos. La primera estría en espiral habitualmente comienza sobre elborde interior y se extiende hacia fuera, mientras que la segunda estría comienza en el borde exterior y se extiendehacia dentro.Algunas unidades tienen soporte para la tecnología de impresión fototérmica LightScribe de Hewlett-Packard quepermite etiquetar discos recubiertos especialmente.

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Mecanismo de rotaciónEl mecanismo de rotación de las unidades ópticas difiere significativamente del de los discos duros, en que elsegundo mantiene una velocidad angular constante (VAC), en otras palabas un número constante de revolucionespor minuto (RPM). Con la VAC, usualmente en la zona exterior del disco se consigue un mejor throughput(rendimiento) en comparación con la zona interior.Por otra parte, las unidades ópticas fueron desarrolladas con la idea de alcanzar un throughput constante,inicialmente en las unidades de CD igual a 150 KiB/s. Era una característica importante para hacer streaming dedatos de audio, que siempre tiende a necesitar una tasa de bits (bit rate) constante. Pero para asegurar que no sedesperdicia la capacidad del disco, un cabezal también tendría que transferir datos a una tasa lineal máxima todo eltiempo, sin detenerse en el borde exterior del disco. Esto ha conducido a que las unidades ópticas (hasta hace poco)operaran a una velocidad lineal constante (VLC). La estría en espiral en el disco pasaba bajo el cabezal a unavelocidad constante. Por supuesto la implicación de la VLC, en contraposición a la VAC, hace que la velocidadangular del disco ya no sea constante, por lo tanto el motor rotatorio tiene que ser diseñado para variar la velocidadentre 200 RPM en el borde exterior y 500 RPM en el borde interior.Las unidades de CD más recientes mantenían el paradigma VLC, pero evolucionaron para alcanzar velocidades derotación mayores, popularmente descritas en múltiplos de una velocidad base (150 KiB/s). Como resultado, unaunidad de 4X, por ejemplo, rotaría a 800-2000 RPM, transfiriendo datos a 600 KiB/s continuamente, lo que es iguala 4 x 150 KiB/s.La velocidad de base del DVD, o "velocidad 1x", es de 1,385 MB/s, igual a 1,32 MiB/s, aproximadamente 9 vecesmás rápido que la velocidad base del CD. La velocidad base de una unidad de Blu-ray es de 6,74 MB/s, igual a 6,43MiB/s.Existen límites mecánicos respecto a cuan rápido puede girar un disco. Después de una cierta de rotación, cerca de10.000 RPM, el estrés centrífugo puede causar que el plástico del disco se arrastre y posiblemente se destruya. En elborde exterior de un CD, 10.000 RPM equivalen aproximadamente a una velocidad de 52x, pero en el borde interiorsolo a 20x. Algunas unidades disminuyen aún más su velocidad de lectura máxima a cerca de 40x argumentando quelos discos vírgenes no tendrán peligro de daños estructurales, pero los discos insertados para leer pueden sí tenerlo.Sin las velocidades de rotación más altas, un mayor rendimiento de lectura puede conseguirse leyendosimultáneamente más de un punto en una estría de datos,[3] pero las unidades con tales mecanismos son más caras,menos compatibles, y muy raras.

La estrategia de grabación VLC-Z es facilmentevisible después de grabar un DVD-R.

Debido a que mantener una tasa de transferencia constante para eldisco entero no es muy importante en la mayoría de los usoscontemporáneos de los CD, para mantener la velocidad de rotación deldisco a una cantidad baja segura a la vez que se maximiza la tasa dedatos, el enfoque VLC puro debió ser abandonado. Algunas unidadestrabajan con un esquema VLC parcial (VLCP), cambiando de VLC aVAC solo cuando se alcanza un límite de rotación. Pero cambiar aVAC requiere cambios significativos en el diseño del hardware, poreso en cambio la mayoría de las unidades usan el esquema develocidad lineal constante por zonas (VLC-Z). Este esquema divide eldisco en varias zonas, cada una con su propia velocidad linealconstante diferente. Una grabadora VLC-Z con una tasa de 52x, porejemplo, grabaría a 20x en la zona más interna y luego incrementaría la velocidad de manera progresiva en variospasos discretos hasta llegar a 52x en el borde exterior.

Unidad de disco óptico 71

Mecanismos de cargaLas unidades ópticas actuales usan o un mecanismo de carga de bandeja, donde el disco es cargado en una bandejamotorizada u operada manualmente, o un mecanismo de carga de sócalo, donde el disco se desliza en un sócalo y esretraído hacia dentro por rodillos motorizados. Las unidades de carga de sócalo tienen la desventaja de no sercompatibles con los discos más pequeños de 80 mm o cualquier tamaño no estándar; sin embargo, la videoconsolaWii parece haber derrotado este problema, ya que es capaz de cargar DVD de tamaño estándar y discos deGameCube de 80 mm en la misma unidad con carga de sócalo.Un menor número de modelos de unidades, la mayoría unidades portables compactas (como un Discman), tienen unmecanismo de carga superior (por arriba) en el cual la tapa de la unidad se abre hacia arriba y el disco es colocadodirectamente sobre el rotor.[4]

Algunas de las primeras unidades de CD-ROM usaban un mecanismo en el cual los CD tenían que ser insertados encartuchos o cajas especiales, similares en apariencia a un disquete de 3.5". Esto se hacía para proteger al disco dedaños accidentales causados por introducirlos en cajas plásticas más duras, pero no ganó aceptación debido al costoadicional y los problemas de compatibilidad, como que las unidades necesitarían inconvenientemente que los discosfueran insertados en un cartucho antes de usarse.

Interfaces de computadoraLa mayoría de las unidades internas para computadoras personales, servidores y estaciones de trabajo son diseñadaspara encajar en una bahía de 5.25" y conectarse mediante una interfaz ATA o SATA. Las unidades externasusualmente se conectan mediante interfaces USB o FireWire. Algunas versiones portables para usar con laptops sealimentan mediante baterías o mediantes su bus de interfaz.[cita requerida]

Existen unidades con interfaz SCSI, pero son menos comunes y tienden a ser más caras, debido al costo de suschipsets de interfaz y sus conectores SCSI más complejos.Cuando la unidad de disco óptico fue desarrollada por primera vez, no era facil de añadir a las computadoras.Algunas computadores como la IBM PS/2 estaban estandarizadas para los disquetes de 3.5" y los discos duros de3.5", y no incluían un lugar para un dispositivo interno más grande. Además las PC de IBM y sus clones al comienzoúnicamente incluían una sola interfaz ATA, la cual para el momento en el que el se introducía CD, ya estaba siendoen uso para soportar dos discos duros. Las primeras laptops no tenían incorporada una intefaz de alta velocidad parasoportar un dispositivo de almacenamiento externo.Esto fue resuelto mediante varias técnicas:• Las primeras tarjetas de sonido podían incluir una segunda intefaz ATA, si bien a menudo se limitaba a soportar

una sola unidad óptica y ningún disco duro. Esto evolucionó en la segunda interfaz ATA moderna incluído comoequipamiento estándar.

• Se desarrolló una unidad externa de puerto paralelo que se conectaba entre la impresora y la computadora. Estoera lento pero una opción para las laptops.

• También se desarrolló una intefaz de unidad óptica PCMCIA para laptops.• Se podía instalar una tarjeta SCSI en las PC de escritorio para incorporar una unidad SCSI externa, aunque SCSI

era mucho más caro que las otras opciones.

Unidad de disco óptico 72

CompatibilidadTodas las grabadoras no graban todos los medios ópticos ni todos las lectoras leen todos. La mayoría de las unidadesópticas son retrocompatibles con sus modelos anteriores hasta el CD, si bien esto no es exigido por los estándares.Comparado con una capa de 1.2 mm de policarbonato de un CD, el haz de laser de un DVD solo debe penetrar 0.6mm para alcanzar la superficie de grabación. Esto permite a la unidad de DVD enfocar el haz en un punto de menortamaño para leer surcos (pits) pequeños. Los lentes de DVD soportan un enfoque diferente para CD o DVD con elmismo láser.Abajo se muestra una tabla con los distintos discos ópticos y lo que puede hacer cada hardware, tanto de grabacióncomo de lectura, con ellos. En ésta observamos que el hardware para CDs sólo se puede usar para ellos, el de DVDse puede usar para CD y DVD y no para BD y el de BD se puede utilizar para todos los formatos.

CDplanchado

CD-R CD-RW DVDplanchado

DVD-R DVD+R DVD-RW DVD+RW DVD+RDL

BDplanchado

BD-R BD-RE

Reproductor AudioCD

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Unidad deCD-ROM

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Grabadora deCD-R

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Grabadora deCD-RW

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Unidad deDVD-ROM

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Grabadora deDVD-R

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Grabadora deDVD-RW

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Grabadora deDVD+R

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Grabadora deDVD+RW

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Grabadora deDVD±RW

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Grabadora deDVD±RW/DVD+RDL

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Unidad deBD-ROM

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Grabadora deBD-R

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Grabadora deBD-RE

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• 1. ^ Algunos tipos de medios de CD-R con tintes menos reflexivos pueden causar problemas.

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• 2. ^ Puede que no funcione en unidades no compatibles con MultiRead.

• 3. ^ Puede no funcionar [5] en algunas de las primeras unidades de DVD-ROM.

• 4. ^ A large-scale Un test de compatibilidad [6] realizado por cdrinfo.com en julio de 2003 denotó que los discos DVD-R eran reproducibles

por un 96,74%, los DVD+R por un 87,32%, los DVD-RW por un 87.68% y los DVD+RW por un 86,96% de los reproductores de DVD y

unidades de DVD-ROM de consumo.• 5. ^ La compatibilidad de lectura con las unidades de DVD existentes puede variar mucho con la marca de medios de DVD+R DL usada.

• 6. ^ Es necesaria información acerca de la compatibilidad de lectura.

• 7. ^ Puede no funcionar en unidades no compatibles con DVD Multi.

• 8. ^ El firmware de la grabadora puede rehusarse a grabar en algunas marcas de medios de DVD-RW.

• 9. ^ Es necesaria información acerca de la compatibilidad de lectura.

• 10. ^ Hacia abril de 2005, todas las grabadoras de DVD+R DL en el mercado son compatibles con Super Multi.

• 11. ^ Hacia octubre de 2006, las unidades de BD recientemente lanzadas son capaces de leer y escribir medios de CD.

Rendimiento de grabaciónLas unidades ópticas de grabación indican tres velocidades. La primera velocidad es para las operaciones degrabación de una sola vez (R), la segunda para las operaciones de regrabación (RW o RE), y la última paraoperaciones de solo lectura (ROM). Por ejemplo una unidad de CD de 12x/10x/32x es capaz de grabar discos CD-Ra una velocidad de 12x (1,76 MB/s), grabar discos CD-RW a una velocidad de 10x (1,46 MB/s), y leer cualquierdisco CD a una velocidad de 32x (4,69 MB/s).A finales de los años 1990, los subdesbordamientos de búfer (buffer underruns) se volvieron un problema muycomún a medida que las grabadoras de CD de alta velocidad comenzaban a hacer su aparición en las computadorashogareñas y de oficina, las cuales (por una variedad de razones) no podían mantener el flujo de datos de la grabadoraconstantemente alimentando. Entonces, la grabadora era obligada a detener el proceso de grabación, dejando unapista truncada que usualmente hacía inútil al disco.En respuesta a esto, los fabricantes de grabadoras de CD comenzaron a distribuir unidades con "protección contrasubdesbordamiento de búfer" (bajo varias marcas comerciales, como "BURN-Proof" de Sanyo y "Lossless Link" deYamaha). Estas protecciones pueden suspender y resumir el proceso de grabación de tal manera que la brecha que ladetención produce pueda ser correctamente tratada por la lógica de correción de errores integrada en las unidades deCD-ROM y reproductores de CD. Las primeras unidades de este tipo tenían velocidades de 12x y 16x.

Esquemas de grabaciónLa grabación de CD en computadoras personales era originariamente una tarea orientada a batch en la que senecesitaba software de autoría especializado para crear una "imagen" de los datos a grabar, y para grabarla a un discoen una sesión. Esto era aceptable para fines de archivo, pero limitaba la conveniencia general de los discos CD-R yCD-RW como medios de almacenamiento removibles.La escritura de paquetes (packet writing) es un esquema en el que la grabadora escribe incrementalmente en losdiscos en pequeñas ráfagas, o paquetes. La escritura de paquetes secuencial llena el disco con paquetes de abajohacia arriba. Para hacerlo legible en unidades de CD-ROM y DVD-ROM, el disco debe ser cerrado en cualquiermomento escribiendo una tabla de contenidos al comienzo del disco; tras la escritura de la tabla de contenidos, ya nose podrán añadir más paquetes al disco. La escritura de paquetes, junto con el soporte del sistema operativo y unsistema de archivos como UDF, puede ser usado para simular una escritura de acceso aleatorio como en medioscomo las memorias flash y discos magnéticos.La escritura de paquetes de tamaño fijo (en los medios CD-RW y DVD-RW) divide el disco en paquetes acolchados (de mayor tamaño) de tamaño fijo. Este acolchonamiento reduce la capacidad del disco, pero le permite a la grabadora iniciar y detener la grabación en un paquete individual sin afectar a sus vecinos. Esto se asemeja tanto al

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acesso de escritura de bloque ofrecido por medios magnéticos que muchos sistemas de archivo funcionarán de igualmanera. No obstante, tales discos no son legibles por la mayoría de las unidades de CD-ROM y DVD-ROM o en lamayoría de los sistemas operativos sin drivers adicionales.El formato de disco DVD+RW va más allá mediante la introducción de indicaciones de temporización más precisasen las estría de datos del disco permitiendo así que bloques de datos individuales sean reemplazados sin afectar laretrocompatibilidad (una característica denominada "vinculación sin pérdida" [lossless linking]). El formato en sí fuediseñado para tratar con grabaciones discontinuas debido a que se esperaba que fuera ampliamente usado engrabadores de video digital (en inglés digital video recorders o DVR). Muchos de estos grabadores usan esquemasde compresión de video de tasas variables que requieren que la grabación se realize en pequeñas ráfagas; algunospermiten reproducir y grabar al mismo tiempo, grabando rápidamente de forma alternada en la cola del discomientras se lee desde otro lugar.Mount Rainier intenta hacer que los discos CD-RW y DVD+RW escritos por paquetes sean tan convenientes parausar como los medios magnéticos removibles haciendo que el firmware dé formato a nuevos discos en segundoplano y gestione los defectos de medios (mapeando automáticamente las partes del disco que han sido desgastadasmediante ciclos de borrado para reservar espacio en otra parte del disco). Hacia febrero de 2007, Windows Vistaofrece soporte nativo para Mount Rainier. Todas las versiones anteriores de Windows necesitan de una soluciónajena, al igual que Mac OS X.

Identificador único de grabadoraDebido a la presión ejercida por la industria de la música, representada por la IFPI y la RIAA, Philips desarrolló elRecorder Identification Code o RID (en español código de identificación de grabadora) para permitir que los mediossean asociados de forma singular con la grabadora que los escribió. Este estándar está contenido en los RainbowBooks. El RID es el opuesto al Source Identification Code o SID (en español "código de identificación de fuente"),un código de proveedor de ocho caracteres que es colocado en cada CD-ROM.El RID consiste de un código de proveedor (por ejemplo "PHI" para Philips), un número de modelo y el ID único dela grabadora.

Véase también• Hardware• Software de autoría• Ripear• Imagen ISO• Cue sheet• MultiLevel Recording• Phase-Change Dual

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pg=PT229& sig=ZHlJ7pzKu5HD_otLJBicncYvL98#PPT229,M1), McGraw-Hill Professional, pp. 7–8, ISBN 0071423966,[2] Stan, Sorin G. (1998), The CD-ROM Drive: A Brief System Description (http:/ / books. google. com/ books?id=Gs3pdRb83VcC& pg=PA14&

sig=q3tZRbzcLWgsMORRRXl2B2rP1W8#PPA13,M1), Springer, pp. 13, ISBN 079238167X,[3] Page, M., Kenwood 72X CD-ROM Review (http:/ / www. pcstats. com/ articleview. cfm?articleid=339& page=2), pp. 2, , consultado el

2007-10-08[4] CD-210PU USB interface portable CD-ROM drive (http:/ / www. teac. co. jp/ dspd/ product/ optical/ cd-210pu. html), TEAC, , consultado el

2007–10–08[5] http:/ / www2. osta. org/ osta/ html/ cddvd/ intro. html[6] http:/ / www. cdrinfo. com/ Sections/ Reviews/ Specific. aspx?ArticleId=7664

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fixafaultycdburnerdriver. html) (en inglés)• An IDE ODD (Top) and a SATA ODD (Bottom). Both are designed for laptops (http:/ / www. newmodeus. com/

pics/ OBHD/ OBHD-SATA-Compare. jpg) (en inglés)• An IDE ODD. It is 5.25-inch in form factor (http:/ / www. hardwarezone. com/ img/ data/ articles/ 2005/ 1500/

rear_view. jpg) (en inglés)• A SATA ODD. It is 5.25-inch in form factor (http:/ / www. pcstats. com/ articleimages/ 200708/

LGGSAH62N_sata2. jpg) (en inglés)• Optical drives for laptops. SATA connector vs. slim ATAPI connector (http:/ / www. laptopparts101. com/

cd-dvd-optical-drive/ ) (en inglés)

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Unidad de estado sólido

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Una unidad de estado sólido o SSD (acrónimo en inglés de solid-state drive) es un dispositivo de almacenamientode datos que usa una memoria no volátil, como la memoria flash, o una memoria volátil como la SDRAM, paraalmacenar datos, en lugar de los platos giratorios magnéticos encontrados en los discos duros convencionales. Encomparación con los discos duros tradicionales, las unidades de estado sólido son menos susceptibles a golpes, sonprácticamente inaudibles y tienen un menor tiempo de acceso y de latencia. Los SSD hacen uso de la misma interfazque los discos duros, y por tanto son fácilmente intercambiables sin tener que recurrir a adaptadores o tarjetas deexpansión para compatibilizarlos con el equipo.Aunque técnicamente no son discos a veces se traduce erróneamente en español la "D" de SSD como disk cuando enrealidad representa la palabra drive, que podría traducirse como unidad o dispositivo.Se han desarrollado dispositivos que combinan ambas tecnologías, es decir discos duros y memorias flash, y sedenominan discos duros híbridos.

DefiniciónUna memoria de estado sólido es un dispositivo de almacenamiento secundario hecho con componentes electrónicosde estado sólido para su uso en equipos informáticos en reemplazo de una unidad de disco duro convencional, comomemoria auxiliar o para la fabricación de unidades híbridas compuestas por SSD y disco duro.Consta de una memoria no volátil, en lugar de los platos giratorios y cabezal, que son encontrados en las unidades dedisco duro convencionales. Sin partes móviles, una unidad de estado sólido pretende reducir drásticamente el tiempode búsqueda, latencia y otros, esperando diferenciarse positivamente de sus primos hermanos los discos duros.Al ser inmune a las vibraciones externas, lo hace especialmente apto para su uso en vehículos, computadorasportátiles, etc.

Historia

SSD basados en RAMHabría que remontarse a la década de 1950 cuando se utilizaban dos tecnologías denominadas memoria de núcleomagnético y CCROS. Estas memorias auxiliares, surgieron durante la época en la que se hacía uso del tubo de vacío,pero con la introducción en el mercado de las más asequibles memorias de tambor, no se continuaron desarrollando.Durante los años 70 y 80 se aplicaron en memorias fabricadas de semiconductores, sin embargo, su precio fue tanprohibitivo que apenas fue acogido incluso en el mercado de los superordenadoresEn 1978, Texas memory presentó una unidad de estado sólido de 16 KB basado en RAM para los equipos de laspetroleras. Al año siguiente, StorageTek desarrolló el primer tipo de unidad de estado sólido moderna. En 1983 sepresentó en Sharp PC-5000, haciendo gala de 128 cartuchos de almacenamiento en estado sólido basado en memoriade burbuja. En Septiembre de 1986, Santa Clara Systems presentó el BATRAM, que constaba de 4 MB ampliables a20 MB usando módulos de memoria; dicha unidad contenía una pila recargable para conservar los datos una vez noestaba en funcionamiento...

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SSD basados en flashEn 1995, M-Systems presentó unidades de estado sólido basadas en flash. Desde entonces, los SSD se han utilizadoexitosamente como alternativas a los discos duros por la industria militar y aeroespacial, así como en otrosmenesteres análogos. Estas aplicaciones dependen de una alta cota de tiempo medio entre fallos (MTBF), unacapacidad de soportar agresivos golpes, cambios bruscos de temperatura, presión y turbulencias.BiTMICRO en 1999, hizo gala de una serie de presentaciones y anuncios de unidades de estado sólido basados enflash de 18 GB en formato de 3,5 pulgadas. Fusion-io en 2007 anunció unidades de estado sólido con interfaz PCIExpress capaz de realizar 100000 operaciones de Entrada/Salida en formato de tarjeta de expansión con capacidadesde hasta 320 GB. En el CeBIT 2009, OCZ ha lucido un SSD basado en flash de 1 TB con interfaz PCI Express x8capaz de alcanzar una velocidad máxima de escritura de 654 MB/s y una velocidad máxima de lectura a 712 MB/s.En diciembre de 2009, Micron Technology anunció el primer SSD de mundo, utilizando la interfaz SATA III.

Enterprise flash drive

Los enterprise flash drives (EFD) están diseñados para aplicaciones que requieren una alta tasa de operaciones porsegundo, la fiabilidad y la eficiencia energética. En la mayoría de los casos, una EFD es un SSD con un conjunto deespecificaciones superiores. El término fue acuñado por EMC en enero de 2008, para ayudarles a identificar a losfabricantes SSD que irían orientados a mercados de más alta gama. No existen organismos de normalización queacuñen la definición de EFDs, por lo que cualquier fabricante puede denominar EFD a unidades SSD sin que existanunos requisitos mínimos. Del mismo modo que puede haber fabricantes de SSD que fabriquen unidades que cumplanlos requisitos EFD, y que jamás sean denominados así.

RaceTrackIBM está investigando y diseñando un dispositivo, que aún anda en fase experimental, este dispositivo esdenominado Racetrack, al igual que los SSD, son memorias no volátiles basados en nano-alambres compuestos porniquel, hierro y vórtices que separan en sí los datos almacenados, lo que permite velocidades hasta cien mil vecessuperior a los discos duros tradicionales, según apunta la propia IBM. [2]

Arquitectura, diseño y funcionamientoSe distinguen dos periodos, al principio se construían con una memoria volátil DRAM para más adelante empezar afabricarse con una memoria no volátil NAND flash.

Basados en NAND FlashCasi la totalidad de los fabricantes comercializan sus SSD bajo memorias no volátiles NAND flash para desarrollarun dispositivo no sólo veloz y con una vasta capacidad, sino robusto y a la vez lo más compacto posible tanto para elmercado de consumo como el profesional. Al ser memorias no volátiles no requieren ningún tipo de alimentaciónconstante ni pilas para no perder los datos almacenados, incluso en apagones repentinos, aunque cabe destacar quelos SSD NAND Flash son más lentos los que se basan en DRAM. Son comercializadas bajo los factores de formaheredados de los discos duros, es decir, en 3,5 pulgadas, 2,5 pulgadas y 1,8 pulgadas, aunque también ciertas SSDvienen en formato tarjeta de expansión.En ciertas ocasiones, existen SSD más lentos que discos duros, en especial en controladoras antiguas de gamas bajas,pero dado que los tiempos de acceso de un SSD son inapreciables, al final resultan más rápidos. Los tiempos deacceso reducidos se deben a la carencia de partes mecánicas móviles, inherentes en los discos duros.Un SSD se compone principalmente:• Controladora: Es un procesador electrónico que se encarga de administrar, gestionar y unir los módulos de

memoria NAND con los conectores en entrada y salida. Ejecuta software a nivel de Firmware y es con toda

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seguridad, el factor más determinante para las velocidades del dispositivo.• Caché: Un dispositivo SSD utiliza un pequeño dispositivo de memoria DRAM similar al caché de los discos

duros. El directorio de la colocación de bloques y el desgaste de nivelación de datos también se mantiene en lamemoria caché mientras la unidad está operativa.

• Condensador: Es necesario para mantener la integridad de los datos de la memoria caché, si la alimentacióneléctrica se ha detenido inesperadamente, el tiempo suficiente para que se puedan enviar los datos retenidos haciala memoria no volátil.

El rendimiento de los SSD se incrementan añadiendo chips NAND Flash en paralelo. Un sólo chip NAND Flash esrelativamente lento, dado que la interfaz de entrada y salida es de 8 o 16 bits asíncrona y también por la latenciaadicional de las operaciones básicas de E/S (Típica de los SLC NAND - aproximadamente 25 μs para buscar unapágina de 4K de la matriz en el búfer de E/S en una lectura, aproximadamente 250 μs para una página de 4K de lamemoria intermedia de E/S a la matriz de la escritura y sobre 2 ms para borrar un bloque de 256 KB). Cuando variosdispositivos NAND operan en paralelo dentro de un SSD, las escalas de ancho de banda se incrementan y laslatencias de alta se minimizan, siempre y cuando suficientes operaciones esten pendientes y la carga se distribuyauniformemente entre los dispositivos.Los SSD de Micron e Intel fabricaron unidades flash mediante la aplicación de los datos de creación de bandas(similar a RAID 0) e intercalado. Esto permitió la creación de SSD ultrarápidos con 250 MB/s de lectura y escritura.Las controladoras Sandforce SF 1000 Series consiguen tasas de transferencia cercanas a la saturación de la interfazSATA II (rozando los 300 MB/s simétricos tanto en lectura como en escritura). La generación sucesora, lasSandforce SF 2000 Series, permiten mas allá de los 500 MB/s simétricos de lectura y escritura secuencial,requiriendo de una interfaz SATA III si se desea alcanzar estos registros.

Basados en DRAMLos SSD basados en éste tipo de almacenamiento proporcionan una rauda velocidad de acceso a datos, entorno a 10μs y se utilizan principalmente para acelerar aplicaciones que de otra manera serían mermadas por la latencia delresto de sistemas. Estos SSD incorporan una batería o bien un adaptador de corriente continua, además de un sistemade copia de seguridad de almacenamiento para desconexiones abruptas que al restablecerse vuelve a volcarse a lamemoria no volátil, algo similar al sistema de hibernación de los sistemas operativosEstos SSD son generalmente equipados con las mismas DIMMs de RAM que cualquier ordenador corriente,permitiendo su sustitución o expansión.Sin embargo con las mejoras de las memorias basadas en flash están haciendo del los SSD basados en DRAM no tanefectivos y acortando la brecha que los separa en términos de rendimiento. Además los sistemas basados en DRAMson tremendamente más caros.

Otras aplicacionesLas unidades de estado sólido son especialmente útiles en un ordenador que ya llegó al máximo de memoria RAM.Por ejemplo, algunas arquitecturas x86 tienen 4 GiB de límite, pero éste puede ser extendido colocando un SSDcomo archivo de intercambio (swap). Estos SSD no proporcionan tanta rapidez de almacenamiento como la memoriaRAM principal debido al cuello de botella del bus que los conecta y a que la distancia de un dispositivo a otro esmucho mayor, pero aun así mejoraría el rendimiento con respecto a colocar el archivo de intercambio en una unidadde disco duro tradicional.

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TecnologíasLos SSD basados en NAND almacenan la información no volátil en celdas mediante puertas lógicas "Y Negadas".Actualmente las celdas son fabricadas mediante dos tecnologías distintas:

Comparación entre Chips MLC y SLC

Celda de nivel individual (SLC)

Este proceso consiste en cortar las obleas desilicio y obtener chips de memoria. Esteproceso monolítico tiene la ventaja de quelos chips son considerablemente másrápidos que los de la tecnología opuesta(MLC), mayor longevidad, menor consumo,un menor tiempo de acceso a los datos. Acontrapartida, la densidad de capacidad porchips es menor, y por ende, un considerablemayor precio en los dispositivos fabricadoscon éste método. A nivel técnico, puedenalmacenar solamente 1 bit de datos porcelda.

Celda de nivel múltiple (MLC)

Este proceso consiste en apilar variosmoldes de la oblea para formar un sólo chip.Las principales ventajas de este sistema defabricación es tener una mayor capacidad por chip que con el sistema SLC y por tanto, un menor precio final en eldispositivo. A nivel técnico es menos fiable, durable, rápido y avanzado que las SLC. Éstos tipos de celdasalmacenan 2 bits por cada una, es decir 4 estados, por esa razón las tasas de lectura y escritura de datos se venmermadas. Toshiba ha conseguido desarrollar celdas de 3 bits [3]

Optimizaciones afines a SSD en los sistemas de archivosLos sistemas de archivos se pensaron para trabajar y gestionar sus archivos según las funcionalidades de un discoduro. Ese método de gestión no es eficaz para ordenar los archivos dentro del SSD, provocando una seriadegradación del rendimiento cuanto más se usa, recuperable por formateo total de la unidad de estado sólido, peroresultando engorroso, sobre todo en sistemas operativos que dependan de almacenar diariamente bases de datos. Parasolucionarlo, diferentes sistemas operativos optimizaron sus sistemas de archivos para trabajar eficientemente conunidades de estado sólido, cuando éstas eran detectadas como tales, en vez de como dispositivos de disco duro. Entredichos sistemas, destacamos:

NTFS y exFATAntes de Windows 7, todos los sistemas operativos venían preparados para manejar con precisión las unidades dedisco duro, Windows Vista incluyó la característica ReadyBoost para mejorar y aprovechar las características de lasunidades USB, pero para los SSD tan sólo optimizaba la alineación de la partición para prevenir operaciones delectura, modificaciones y escritura ya que en los SSD normalmente los sectores son de 4 KiB, y actualmente losdiscos duros tienen sectores de 512 bytes desalineados (que luego también se aumentaron a 4 KiB). Entre algunascosas, se recomienda desactivar el desfragmentador, su uso en una unidad SSD no tiene sentido, y reduciría su vidaal hacer un uso continuo de los ciclos de lectura y escritura.

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Windows 7 viene optimizado de serie para manejar correctamente los SSD sin perder compatibilidad con los discosduros. El sistema detecta automáticamente si es unidad de estado sólido o disco duro, y cambia variasconfiguraciones, por ejemplo, desactiva automáticamente el desfragmentador, el Superfetch, el Readyboost, cambiael sistema de arranque e introduce el comando TRIM, que prolonga la vida útil de los SSD e impide la degradaciónde su rendimiento.

ZFSSolaris, en su versión 10u6, y las últimas versiones de OpenSolaris y Solaris Express Community Edition, se puedenusar SSD para mejorar el rendimiento del sistema ZFS. Hay dos modos disponibles, utilizando un SSD para elregistro de ZFS Intent (ZIL) o para la L2ARC. Cuando se usa solo o en combinación, se aumenta radicalmente elrendimiento.Los nuevos SSD incluyen la tecnologia GC (Garbage Collector), otro mecanismo muy útil, en especial para laspersonas que no tienen el PC encendido todo el día, el cual consiste en programar o forzar limpiezas manuales. Aestas utilidades se las conoce como recolectoras de basura y permiten de un modo manual borrar esos bloques endesuso. Este tipo de utilidades son útiles si no usamos un sistema operativo como Windows 7 y también se puedeusar en combinación con TRIM.

Ventajas e inconvenientes

VentajasLos dispositivos de estado sólido que usan flash tienen varias ventajas únicas frente a los discos duros mecánicos:• Arranque más rápido, al no tener platos que necesiten coger una velocidad constante.• Gran velocidad de escritura.• Mayor rapidez de lectura, incluso más de 10 veces más que los discos duros tradicionales más rápidos gracias a

RAIDs internos en un mismo SSD.• Baja latencia de lectura y escritura, cientos de veces más rápido que los discos mecánicos.• Lanzamiento y arranque de aplicaciones en menor tiempo - Resultado de la mayor velocidad de lectura y

especialmente del tiempo de búsqueda. Pero solo si la aplicación reside en flash y es más dependiente de lavelocidad de lectura que de otros aspectos.

• Menor consumo de energía y producción de calor - Resultado de no tener elementos mecánicos.• Sin ruido - La misma carencia de partes mecánicas los hace completamente inaudibles.• Mejorado el tiempo medio entre fallos, superando 2 millones de horas, muy superior al de los discos duros.• Seguridad - permitiendo una muy rápida "limpieza" de los datos almacenados.• Rendimiento determinístico - a diferencia de los discos duros mecánicos, el rendimiento de los SSD es constante

y determinístico a través del almacenamiento entero. El tiempo de "búsqueda" constante.• El rendimiento no se deteriora mientras el medio se llena. (Véase Desfragmentación)• Menor peso y tamaño que un disco duro tradicional de similar capacidad.• Resistente - Soporta caídas, golpes y vibraciones sin estropearse y sin descalibrarse como pasaba con los antiguos

discos duros, gracias a carecer de elementos mecánicos.• Borrado más seguro e irrecuperable de datos; es decir, no es necesario hacer uso del Algoritmo Gutmann para

cerciorarse totalmente del borrado de un archivo.

Unidad de estado sólido 81

LimitacionesLos dispositivos de estado sólido que usan flash tienen también varias desventajas:• Precio - Los precios de las memorias flash son considerablemente más altos en relación precio/gigabyte, la

principal razón de su baja demanda. Sin embargo, esta no es una desventaja técnica. Según se establezcan en elmercado irá mermando su precio y comparándose a los discos duros mecánicos, que en teoría son más caros deproducir al llevar piezas metálicas.

• Menor recuperación - Después de un fallo físico se pierden completamente los datos pues la celda es destruida,mientras que en un disco duro normal que sufre daño mecánico los datos son frecuentemente recuperables usandoayuda de expertos.

• Capacidad - A día de hoy, tienen menor capacidad máxima que la de un disco duro convencional, que llega asuperar los tres terabytes.

• El número de ciclos de lectura y escritura de estas unidades, se reduce a medida que se reduce el tamaño de lostransistores de memoria, por lo que las más recientes tienen un menor tiempo de vida total. Se espera que esteproblema de solucione próximamente

Antiguas desventajas ya solucionadas:• Degradación de rendimiento al cabo de mucho uso en las memorias NAND (solucionado con el sistema TRIM).• Menor velocidad en operaciones E/S secuenciales. (Ya se ha conseguido una velocidad similar).• Vulnerabilidad contra ciertos tipo de efectos - Incluyendo pérdida de energía abrupta (en los SSD basado en

DRAM), campos magnéticos y cargas estáticas comparados con los discos duros normales (que almacenan losdatos dentro de una jaula de Faraday).

Véase también• Memoria (informática)• Disco duro

Enlaces externos• YouTube (ed.): «SSD Controladora Sandforce SF-1200 (OCZ Vertex 2) Abriendo aplicaciones de manera

totalmente inmediata [4]». Consultado el 4 de octubre de 2010.; (Vídeo de Agosto 2010) vídeo en YouTubemostrando la velocidad de apertura de 40 aplicaciones usando un OCZ Vertez 2 con controladora SandForce SF1200 Series (285 MB/s lectura - 275 MB/s escritura)

• YouTube (ed.): «WD Raptor vs Intel X25-M [5]». Consultado el 4 de octubre de 2010.;(Vídeo de Mayo 2009)vídeo en YouTube comparando el tiempo que se tarda en arrancar 51 aplicaciones empleando un disco durotradicional (Western Digital Raptor WD1500ADFD) y una unidad de estado sólido (Intel X-25M). (250 MB/slectura - 70 MB/s escritura)

• «SATADIMM [6]».: Unidades de estado sólido (SSD) insertadas en un módulo DIMM[1] http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ Unidad_de_estado_s%C3%B3lido?action=history[2] http:/ / www. noticias3d. com/ noticia. asp?idnoticia=42762[3] http:/ / www. noticias3d. com/ noticia. asp?idnoticia=41337[4] http:/ / www. youtube. com/ watch?v=2Jtjw-_XTTI[5] http:/ / www. youtube. com/ watch?v=T_Jz7IMwBt4[6] http:/ / www. pcper. com/ article. php?aid=1038

Teclado (informática) 82

Teclado (informática)En informática un teclado es un periférico de entrada o dispositivo, en parte inspirado en el teclado de las máquinasde escribir, que utiliza una disposición de botones o teclas, para que actúen como palancas mecánicas o interruptoreselectrónicos que envían información a la computadora. Después de las tarjetas perforadas y las cintas de papel, lainteracción a través de los teclados al estilo teletipo se convirtió en el principal medio de entrada para lascomputadoras. El teclado tiene entre 99 y 108 teclas aproximadamente, y está dividido en cuatro bloques:1. Bloque de funciones: Va desde la tecla F1 a F12, en tres bloques de cuatro: de F1 a F4, de F5 a F8 y de F9 a F12.Funcionan de acuerdo al programa que esté abierto. Por ejemplo, en muchos programas al presionar la tecla F1 seaccede a la ayuda asociada a ese programa.2. Bloque alfanumérico: Está ubicado en la parte inferior del bloque de funciones, contiene los números arábigos del1 al 0 y el alfabeto organizado como en una máquina de escribir, además de algunas teclas especiales.3. Bloque especial: Está ubicado a la derecha del bloque alfanumérico, contiene algunas teclas especiales como ImpPant, Bloq de desplazamiento, pausa, inicio, fin, insertar, suprimir, RePag, AvPag, y las flechas direccionales quepermiten mover el punto de inserción en las cuatro direcciones.4. Bloque numérico: Está ubicado a la derecha del bloque especial, se activa al presionar la tecla Bloq Num, contienelos números arábigos organizados como en una calculadora con el fin de facilitar la digitación de cifras. Ademáscontiene los signos de las cuatro operaciones básicas: suma +, resta -, multiplicación * y división /; también contieneuna tecla de Intro o Enter.

Teclado de un terminal CT-1024

Teclado integrado de un Sinclair ZX Spectrum.

Historia

Disposición de las teclas

La disposición de las teclas se remonta a las primeras máquinas deescribir, las cuales eran enteramente mecánicas. Al pulsar una letraen el teclado, se movía un pequeño martillo mecánico, quegolpeaba el papel a través de una cinta impregnada en tinta. Alescribir con varios dedos de forma rápida, los martillos no teníantiempo de volver a su posición por la frecuencia con la que cadaletra aparecía en un texto. De esta manera la pulsación era máslenta con el fin de que los martillos se atascaran con menorfrecuencia[cita requerida].

Sobre la distribución de los caracteres en el teclado surgieron dosvariantes principales: la francesa AZERTY y la alemanaQWERTY. Ambas se basaban en cambios en la disposición segúnlas teclas más frecuentemente usadas en cada idioma. A losteclados en su versión para el idioma español además de la Ñ, seles añadieron los caracteres de acento agudo (´), grave (`) ycircunflejo (^)), además de la cedilla (Ç) aunque estos caracteresson de mayor uso en francés, portugués o en catalán.

Cuando aparecieron las máquinas de escribir eléctricas, y despuéslos ordenadores, con sus teclados también eléctricos, se consideró

Teclado (informática) 83

Terminal de computadora TeleVideo 925

Teclado ajustable de Apple.

Teclado PC inalámbrico

Teclado SUN tipo 5

seriamente modificar la distribución de las letras en los teclados,colocando las letras más corrientes en la zona central; es el casodel Teclado Simplificado Dvorak. El nuevo teclado ya estabadiseñado y los fabricantes preparados para iniciar la fabricación.Sin embargo, el proyecto se canceló debido al temor de que losusuarios tuvieran excesivas incomodidades para habituarse alnuevo teclado, y que ello perjudicara la introducción de lascomputadoras personales, que por aquel entonces se encontrabanen pleno auge.

Teclado (informática) 84

Teclado QWERTY de 102 teclas con distribución Inglés de Estados Unidos

Primeros tecladosAdemás de teletipos y máquinas de escribir eléctricas como la IBM Selectric, los primeros teclados solían ser unterminal de computadora que se comunicaba por puerto serial con la computadora. Además de las normas deteletipo, se designó un estándar de comunicación serie, según el tiempo de uso basado en el juego de caracteresANSI, que hoy sigue presente en las comunicaciones por módem y con impresora (las primeras computadorascarecían de monitor, por lo que solían comunicarse, o bien por luces en su panel de control, o bien enviando larespuesta a un dispositivo de impresión). Se usaba para ellos las secuencias de escape, que se generaban o bien porteclas dedicadas, o bien por combinaciones de teclas, siendo una de las más usadas la tecla Control.La llegada de la computadora doméstica trae una inmensa variedad de teclados y de tecnologías y calidades (desdelos muy reputados por duraderos del Dragon 32 a la fragilidad de las membranas de los equipos Sinclair), aunque lamayoría de equipos incorporan la placa madre bajo el teclado, y es la CPU o un circuito auxiliar (como el chip desonido General Instrument AY-3-8910 en los MSX) el encargado de leerlo. Son casos contados los que recurren osoportan comunicación serial (curiosamente es la tecnología utilizada en el Sinclair Spectrum 128 para el keypadnumérico). Sólo los MSX establecerán una norma sobre el teclado, y los diferentes clones del TRS-80 seguirán eldiseño del clonado.

Generación 16 bitsMientras que el teclado del IBM PC y la primera versión del IBM AT no tuvo influencia más allá de los clónicos PC,el Multifunción II (o teclado extendido AT de 101/102 teclas) aparecido en 1987 refleja y estandariza de facto elteclado moderno con cuatro bloques diferenciados : un bloque alfanumérico con al menos una tecla a cada lado de labarra espaciadora para acceder a símbolos adicionales; sobre él una hilera de 10 o 12 teclas de función; a la derechaun teclado numérico, y entre ambos grandes bloques, las teclas de cursor y sobre ellas varias teclas de edición. Conalgunas variantes este será el esquema usado por los Atari ST, los Commodore Amiga (desde el Commodore Amiga500), los Sharp X68000, las estaciones de trabajo SUN y Silicon Graphics y los Acorn Archimedes/Acorn RISC PC.Sólo los Mac siguen con el esquema bloque alfanumérico + bloque numérico, pero también producen tecladosextendidos AT, sobre todo para los modelos con emulación PC por hardware.Mención especial merece la serie 55 de teclados IBM, que ganaron a pulso la fama de "indestructibles", pues trasmás de 10 años de uso continuo en entornos como las aseguradoras o la administración pública seguían funcionandocomo el primer día. [cita requerida]

Con la aparición del conector PS/2, varios fabricantes de equipos no PC proceden a incorporarlo en sus equipos. Microsoft, además de hacerse un hueco en la gama de calidad alta, y de presentar avances ergonómicos como el

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Microsoft Natural Keyboard, añade 3 nuevas teclas tras del lanzamiento de Windows 95. A la vez se generalizan losteclados multimedia que añaden teclas para controlar en el PC el volumen, el lector de CD-ROM o el navegador,incorporan en el teclado altavoces, calculadora, almohadilla sensible al tacto o bola trazadora

Teclados con USBAunque los teclados USB comienzan a verse al poco de definirse el estándar USB, es con la aparición del AppleiMac, que trae tanto teclado como mouse USB de serie cuando se estandariza el soporte de este tipo de teclado.Además tiene la ventaja de hacerlo independiente del hardware al que se conecta. El estándar define scancodes de 16bits que se transmiten por la interfaz. Del 0 al 3 son códigos de error del protocolo, llamados NoEvent,ErrorRollOver, POSTFail, ErrorUndefined, respectivamente. Del 224 al 231 se reservan para las teclasmodificadoras (LCtrl, LShift, LAlt, LGUI, RCtrl, RShift, RAlt, RGUI)Existen distintas disposiciones de teclado, para que se puedan utilizar en diversos lenguajes. El tipo estándar deteclado inglés se conoce como QWERTY. Denominación de los teclados de computadora y máquinas de escribirque se utilizan habitualmente en los países occidentales, con alfabeto latino. Las siglas corresponden a las primerasletras del teclado, comenzando por la izquierda en la fila superior. El teclado en español o su variantelatinoamericana son teclados QWERTY que se diferencian del inglés por presentar la letra "ñ" y "Ñ" en sudistribución de teclas.Se han sugerido distintas alternativas a la disposición de teclado QWERTY, indicando ventajas tales como mayoresvelocidades de tecleado. La alternativa más famosa es el Teclado Simplificado Dvorak.Sólo las teclas etiquetadas con una letra en mayúscula pueden ofrecer ambos tipos: mayúsculas y minúsculas. Parateclear un símbolo que se encuentra en la parte superior izquierda de una tecla, se emplea la tecla mayúsculas,etiquetada como "↑". Para teclear un símbolo que se encuentra en la parte inferior derecha de una tecla, se emplea latecla Alt-Gr.

Teclas inertesAlgunas lenguas incluyen caracteres adicionales al teclado inglés, como los caracteres acentuados. Teclear loscaracteres acentuados resulta más sencillo usando las teclas inertes. Cuando se utiliza una de estas teclas, si sepresiona la tecla correspondiente al acento deseado nada ocurre en la pantalla, por lo que, a continuación se debepresionar la tecla del carácter a acentuar. Esta combinación de teclas requiere que se teclee una secuencia aceptable.Por ejemplo, si se presiona la tecla inerte del acento (ej. ´) seguido de la letra A, obtendrá una "a" acentuada (á). Sinembargo, si se presiona una tecla inerte y a continuación la tecla T, no aparecerá nada en la pantalla o aparecerán losdos caracteres por separado (´t), a menos que la fuente particular para su idioma incluya la "t" acentuada.Para teclear una marca de acento diacrítico, simplemente se presiona la tecla inerte del acento, seguida de la barra deespacio.

Tipos de tecladoHubo y hay muchos teclados diferentes, dependiendo del idioma, fabricante… IBM ha soportado tres tipos deteclado: el XT, el AT y el MF-II.El primero (1981) de éstos tenía 83 teclas, usaban es Scan Code set1, unidireccionales y no eran muy ergonómicos,ahora está obsoleto.Más tarde (1984) apareció el teclado PC/AT con 84 teclas (una más al lado de SHIFT IZQ), ya es bidireccional, usael Scan Code set 2 y al igual que el anterior cuenta con un conector DIN de 5 pines.En 1987 IBM desarrolló el MF-II (Multifunción II o teclado extendido) a partir del AT. Sus características son queusa la misma interfaz que el AT, añade muchas teclas más, se ponen leds y soporta el Scan Code set 3, aunque usapor defecto el 2. De este tipo hay dos versiones, la americana con 101 teclas y la europea con 102.

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Los teclados PS/2 son básicamente iguales a los MF-II. Las únicas diferencias son el conector mini-DIN de 6 pines(más pequeño que el AT) y más comandos, pero la comunicación es la misma, usan el protocolo AT. Incluso losratones PS/2 usan el mismo protocolo.Hoy en día existen también los teclados en pantalla, también llamados teclados virtuales, que son (como su mismonombre indica) teclados representados en la pantalla, que se utilizan con el ratón o con un dispositivo especial(podría ser un joystick). Estos teclados lo utilizan personas con discapacidades que les impiden utilizaradecuadamente un teclado físico.Actualmente la denominación AT ó PS/2 sólo se refiere al conector porque hay una gran diversidad de ellos.

EstructuraUn teclado realiza sus funciones mediante un micro controlador. Estos micro controladores tienen un programainstalado para su funcionamiento, estos mismos programas son ejecutados y realizan la exploración matricial de lasteclas cuando se presiona alguna, y así determinar cuales están pulsadas.Para lograr un sistema flexible los microcontroladores no identifican cada tecla con su carácter serigrafiado en lamisma sino que se adjudica un valor numérico a cada una de ellas que sólo tiene que ver con su posición física. Elteclado latinoamericano sólo da soporte con teclas directas a los caracteres específicos del castellano, que incluyendos tipos de acento, la letra eñe y los signos de exclamación e interrogación. El resto de combinaciones de acentos seobtienen usando una tecla de extensión de grafismos. Por lo demás el teclado latinoamericano está orientado hacia laprogramación, con fácil acceso al juego de símbolos de la norma ASCII.Por cada pulsación o liberación de una tecla el micro controlador envía un código identificativo que se llama ScanCode. Para permitir que varias teclas sean pulsadas simultáneamente, el teclado genera un código diferente cuandouna tecla se pulsa y cuando dicha tecla se libera. Si el micro controlador nota que ha cesado la pulsación de la tecla,el nuevo código generado (Break Code) tendrá un valor de pulsación incrementado en 128. Estos códigos sonenviados al circuito micro controlador donde serán tratados gracias al administrador de teclado, que no es más queun programa de la BIOS y que determina qué carácter le corresponde a la tecla pulsada comparándolo con una tablade caracteres que hay en el kernel, generando una interrupción por hardware y enviando los datos al procesador. Elmicro controlador también posee cierto espacio de memoria RAM que hace que sea capaz de almacenar las últimaspulsaciones en caso de que no se puedan leer a causa de la velocidad de tecleo del usuario. Hay que tener en cuenta,que cuando realizamos una pulsación se pueden producir rebotes que duplican la señal. Con el fin de eliminarlos, elteclado también dispone de un circuito que limpia la señal.En los teclados AT los códigos generados son diferentes, por lo que por razones de compatibilidad es necesariotraducirlos. De esta función se encarga el controlador de teclado que es otro microcontrolador (normalmente el8042), éste ya situado en el PC. Este controlador recibe el Código de Búsqueda del Teclado (Kscan Code) y generael propiamente dicho Código de Búsqueda. La comunicación del teclado es vía serie. El protocolo de comunicaciónes bidireccional, por lo que el servidor puede enviarle comandos al teclado para configurarlo, reiniciarlo,diagnósticos, etc.

Disposición del tecladoLa disposición del teclado es la distribución de las teclas del teclado de una computadora, una máquina de escribir uotro dispositivo similar.Existen distintas distribuciones de teclado, creadas para usuarios de idiomas diferentes. El teclado estándar enespañol corresponde al diseño llamado QWERTY. Una variación de este mismo es utilizado por los usuarios delengua inglesa. Para algunos idiomas se han desarrollado teclados que pretenden ser más cómodos que el QWERTY,por ejemplo el Teclado Dvorak.

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Las computadoras modernas permiten utilizar las distribuciones de teclado de varios idiomas distintos en un tecladoque físicamente corresponde a un solo idioma. En el sistema operativo Windows, por ejemplo, pueden instalarsedistribuciones adicionales desde el Panel de Control.Existen programas como Microsoft Keyboard Layout Creator[1] y KbdEdit,[2] que hacen muy fácil la tarea de crearnuevas distribuciones, ya para satisfacer las necesidades particulares de un usuario, ya para resolver problemas queafectan a todo un grupo lingüístico. Estas distribuciones pueden ser modificaciones a otras previamente existentes(como el teclado latinoamericano extendido[3] o el gaélico[4] ), o pueden ser enteramente nuevas (como ladistribución para el Alfabeto Fonético Internacional,[5] o el panibérico[6] ).A primera vista en un teclado podemos notar una división de teclas, tanto por la diferenciación de sus colores, comopor su distribución. Las teclas grisáceas sirven para distinguirse de las demás por ser teclas especiales (borrado,teclas de función, tabulación, tecla del sistema…). Si nos fijamos en su distribución vemos que están agrupadas encuatro grupos:• Teclas de función: situadas en la primera fila de los teclados. Combinadas con otras teclas, nos proporcionan

acceso directo a algunas funciones del programa en ejecución.• Teclas de edición: sirven para mover el cursor por la pantalla.• Teclas alfanuméricas: son las más usadas. Su distribución suele ser la de los teclados QWERTY, por herencia de

la distribución de las máquinas de escribir. Reciben este nombre por ser la primera fila de teclas, y su orden esdebido a que cuando estaban organizadas alfabéticamente la máquina tendía a engancharse, y a base de probarcombinaciones llegaron a la conclusión de que así es como menos problemas daban. A pesar de todo esto, se hacomprobado que hay una distribución mucho más cómoda y sencilla, llamada Dvorak, pero en desuso debidosobre todo a la incompatibilidad con la mayoría de los programas que usamos.

• Bloque numérico: situado a la derecha del teclado. Comprende los dígitos del sistema decimal y los símbolos dealgunas operaciones aritméticas. Añade también la tecla especial Bloq Num, que sirve para cambiar el valor dealgunas teclas para pasar de valor numérico a desplazamiento de cursor en la pantalla. el teclado numéricotambién es similar al de un calculadora cuenta con las 4 operaciones básicas que son + (suma), - (resta), *(multiplicación) y / (división).

Clasificación de teclados de computadorasEn el mercado hay una gran variedad de teclados. Según su forma física:• Teclado XT de 83 teclas: se usaba en el PC XT (8086/88).• Teclado AT de 83 teclas: usado con los PC AT (286/386).• Teclado expandido de 101/102 teclas: es el teclado actual, con un mayor número de teclas.• Teclado Windows de 103/104 teclas: el teclado anterior con 3 teclas adicionales para uso en Windows.• Teclado ergonómico: diseñados para dar una mayor comodidad para el usuario, ayudándole a tener una posición

más relajada de los brazos.• Teclado multimedia: añade teclas especiales que llaman a algunos programas en el computador, a modo de acceso

directo, como pueden ser el programa de correo electrónico, la calculadora, el reproductor multimedia…• Teclado inalámbrico: suelen ser teclados comunes donde la comunicación entre el computador y el periférico se

realiza a través de rayos infrarrojos, ondas de radio o mediante bluetooth.• Teclado flexible: Estos teclados son de plástico suave o silicona que se puede doblar sobre sí mismo. Durante su

uso, estos teclados pueden adaptarse a superficies irregulares, y son más resistentes a los líquidos que los tecladosestándar. Estos también pueden ser conectados a dispositivos portátiles y teléfonos inteligentes. Algunos modelospueden ser completamente sumergidos en agua, por lo que hospitales y laboratorios los usan, ya que pueden serdesinfectados.[7]

Según la tecnología de sus teclas se pueden clasificar como teclados de cúpula de goma, teclados de membrana:teclados capacitativos y teclados de contacto metálico.

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Véase también• Teclado QWERTY• Teclado Dvorak• Teclado AZERTY• Teclado QWERTZ• Teclado Colemak• Teclado tipo chiclet• PC 99• Teclado braille

Fuentes y referencias[1] « Microsoft Keyboard Layout Creator (http:/ / www. microsoft. com/ globaldev/ tools/ msklc. mspx)». Consultado el 26-07-2007.[2] « KbdEdit (http:/ / www. kbdedit. com)». Consultado el 04-10-2007.[3] « Distribuciones de Teclado para Windows: latinoamericano extendido. (http:/ / www. farah. cl/ DistribucionesDeTeclado/ LatAmExt_es.

html)». Consultado el 26-03-2009.[4] « Gaelic Keyboards for MS Windows (http:/ / www. smo. uhi. ac. uk/ ~oduibhin/ mearchlar/ windows. htm)». Consultado el 26-03-2009.[5] « IPA Keyboard Layout for Windows (http:/ / www. rejc2. co. uk/ ipakeyboard/ )». Consultado el 26-03-2009.[6] « Distribuciones de Teclado para Windows: panibérico. (http:/ / www. farah. cl/ DistribucionesDeTeclado/ PaniberN_es. html)». Consultado

el 26-03-2009.[7] Teclado flexible, lavable y a prueba de todo (http:/ / axxon. com. ar/ not/ 155/ c-1550081. htm). Consultado el 15 de diciembre de 2009

Enlaces externos• Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre teclado.Commons• Wikcionario tiene definiciones para teclado.Wikcionario• Teclado español (http:/ / www2. ku. edu/ ~egarc/ software/ keyboards/ spanish. html).• Teclado inglés (http:/ / www. oberon. ethz. ch/ keyboard. html).• ScanCodes de los teclados (http:/ / www. win. tue. nl/ ~aeb/ linux/ kbd/ scancodes-1. html)• El teclado y sus funciones (http:/ / tecnologia. universia. es/ guias/ manuales/ teclado_index. htm).• Colección de teclados de Fujitsu (http:/ / www. pfu. fujitsu. com/ hhkeyboard/ kb_collection) con esquemas de

muchos teclados• Colección de teclados (http:/ / www. zoooz. com/ keyboard/ collect/ list. asp?page=1& startPage=1)• Información y comparativa de teclados (http:/ / www5f. biglobe. ne. jp/ ~silencium/ keyboard/ ) (japonés)• Información para configurar teclados USB en equipos antiguos (http:/ / alt-tab. com. ar/

configurando-un-teclado-usb/ )• Teclado latinoamericano extendido (http:/ / www. farah. cl/ DistribucionesDeTeclado/ LatAmExt_es. html)• Teclado panibérico (http:/ / www. farah. cl/ DistribucionesDeTeclado/ PaniberN_es. html)

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Ratón (informática)

Ratón con cable y rueda.

Ratón Logitech G5 para videojugadores.

El ratón o mouse (del inglés, pronunciado [maʊs]) esun dispositivo apuntador usado para facilitar el manejode un entorno gráfico en un computador. Generalmenteestá fabricado en plástico y se utiliza con una de lasmanos. Detecta su movimiento relativo en dosdimensiones por la superficie plana en la que se apoya,reflejándose habitualmente a través de un puntero oflecha en el monitor.

Hoy en día es un elemento imprescindible en un equipoinformático para la mayoría de las personas, y pese a laaparición de otras tecnologías con una función similar,como la pantalla táctil, la práctica ha demostrado quetendrá todavía muchos años de vida útil. No obstante,en el futuro podría ser posible mover el cursor o elpuntero con los ojos o basarse en el reconocimiento devoz.

El nombre

La forma del dispositivo originó sunombre.

Aunque cuando se patentó recibió el nombre de «X-Y Position Indicator for aDisplay System» (Indicador de posición X-Y para un sistema con pantalla), elmás usado nombre de ratón (mouse en inglés) se lo dio el equipo de laUniversidad de Stanford durante su desarrollo, ya que su forma y su cola (cable)recuerdan a un ratón.

En América predomina el término inglés mouse (plural mouses y no mice[1] )mientras que en España se utiliza prácticamente de manera exclusiva el calcosemántico «ratón». El Diccionario panhispánico de dudas recoge ambostérminos, aunque considera que, como existe el calco semántico, el anglicismoes innecesario.[2] El DRAE únicamente acepta la entrada ratón para estedispositivo informático, pero indica que es un españolismo.[3]

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Hoy en díaHabitualmente se compone de al menos dos botones y otros dispositivos opcionales como una «rueda», más otrosbotones secundarios o de distintas tecnologías como sensores del movimiento que pueden mejorar o hacer máscómodo su uso.Se suele presentar para manejarse con ambas manos por igual, pero algunos fabricantes también ofrecen modelosúnicamente para usuarios diestros o zurdos. Los sistemas operativos pueden también facilitar su manejo a todo tipode personas, generalmente invirtiendo la función de los botones.En los primeros años de la informática, el teclado era casi siempre la forma más popular como dispositivo para laentrada de datos o control de la computadora. La aparición y éxito del ratón, además de la posterior evolución de lossistemas operativos, logró facilitar y mejorar la comodidad, aunque no relegó el papel primordial del teclado. Aúnhoy en día, pueden compartir algunas funciones dejando al usuario que escoja la opción más conveniente a susgustos o tareas.

HistoriaFue diseñado por Douglas Engelbart y Bill English durante los años 60 en el Stanford Research Institute, unlaboratorio de la Universidad de Stanford, en pleno Silicon Valley en California. Más tarde fue mejorado en loslaboratorios de Palo Alto de la compañía Xerox (conocidos como Xerox PARC). Su invención no fue un hecho banalni fortuito, sino que surgió dentro de un proyecto importante que buscaba aumentar el intelecto humano mejorandola comunicación entre el hombre y la máquina. Con su aparición, logró también dar el paso definitivo a la apariciónde los primeros entornos o interfaces gráficas de usuario.

La primera maqueta

Copia del primer prototipo.

La primera maqueta se construyó de manera artesanalde madera, y se patentó con el nombre de "X-YPosition Indicator for a Display System".

A pesar de su aspecto arcaico, su funcionamientobásico sigue siendo igual hoy en día. Tenía un aspectode adoquín, encajaba bien en la mano y disponía de dosruedas metálicas que, al desplazarse por la superficie,movían dos ejes: uno para controlar el movimientovertical del cursor en pantalla y el otro para el sentidohorizontal, contando además con un botón rojo en suparte superior.

Por primera vez se lograba un intermediario directoentre una persona y la computadora, era algo que, a

diferencia del teclado, cualquiera podía aprender a manejar sin apenas conocimientos previos. En esa época ademásla informática todavía estaba en una etapa primitiva: ejecutar un simple cálculo necesitaba de instrucciones escritasen un lenguaje de programación.

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Presentación

¿Cómo se captura el movimiento de un ratón mecánicoestándar?1: Al arrastrarlo sobre la superficie gira la bola,2: ésta a su

vez mueve los rodillos ortogonales,3: éstos están unidos a unosdiscos de codificación óptica, opacos pero perforados,4: dependiendode su posición pueden dejar pasar o interrumpir señales infrarrojas deun diodo LED.5: Estos pulsos ópticos son captados por sensores que

obtienen así unas señales digitales de la velocidad vertical yhorizontal actual para trasmitirse finalmente a la computadora.

En San Francisco, a finales de 1968 se presentópúblicamente el primer modelo oficial. Durante hora ymedia además se mostró una presentación multimediade un sistema informático interconectado en red decomputadoras y también por primera vez se daba aconocer un entorno gráfico con el sistema de ventanasque luego adoptarían la práctica totalidad de sistemasoperativos modernos. En ese momento además, seexhibió hipermedia, un mecanismo para navegar porInternet y usar videoconferencia.

Engelbart realmente se adelantó varias décadas a unfuturo posible, ya desde 1951 había empezado adesarrollar las posibilidades de conectar computadorasen redes, cuando apenas existían varias docenas ybastante primitivas, entre otras ideas como el propiocorreo electrónico, del que sería su primer usuario.Pensó que la informática podía usarse para mucho másque cálculos matemáticos, y el ratón formaba parte deeste ambicioso proyecto, que pretendía aumentar lainteligencia colectiva fundando el AugmentationResearch Center (Centro para la investigación del incremento) en la Universidad de Stanford.

Y pese a las esperanzas iniciales de Engelbart de que fuera la punta del iceberg para un desarrollo de distintoscomponentes informáticos similares, una década después era algo único, revolucionario, que todavía no habíacobrado popularidad. De hecho varios de los conceptos e ideas surgidos aún hoy en día han conseguido éxito.Engelbart tampoco logró una gran fortuna, la patente adjudicaba todos los derechos a la Universidad de Stanford y élrecibió un cheque de unos 10000 dólares.

El éxito de AppleEl 27 de abril de 1981 se lanzaba al mercado la primera computadora con ratón incluido: Xerox Star 8010,fundamental para la nueva y potente interfaz gráfica que dependía de este periférico, que fue a su vez, otrarevolución. Posteriormente, surgieron otras computadoras que también incluyeron el periférico, algunas de ellasfueron la Commodore Amiga, el Atari ST, y la conocida Apple Lisa. Dos años después, Microsoft, que había tenidoacceso al ratón de Xerox en sus etapas de prototipo, dio a conocer su propio diseño disponible además con lasprimeras versiones del procesador de texto Microsoft Word. Tenía dos botones en color verde y podía adquirirse por195 dólares, pero su precio elevado para entonces y el no disponer de un sistema operativo que realmente loaprovechara, hizo que pasara completamente desapercibido.No fue hasta la aparición del Macintosh en 1984 cuando este periférico se popularizó. Su diseño y creación corrió acargo de nuevo de la Universidad de Stanford, cuando Apple en 1980 pidió a un grupo de jóvenes un periféricoseguro, barato y que se pudiera producir en serie. Partían de un ratón basado en tecnología de Xerox de un costealrededor de los 400 dólares, con un funcionamiento regular y casi imposible de limpiar. El presidente, Steve Jobs,quería un precio entre los 10 y los 35 dólares.Si bien existen muchas variaciones posteriores, algunas innovaciones recientes y con éxito han sido el uso de unarueda central o lateral, el sensor de movimiento óptico por diodo LED, ambas introducidas por Microsoft en 1996 y1999 respectivamente, o el sensor basado en un láser no visible del fabricante Logitech.

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En la actualidad, la marca europea Logitech es una de las mayores empresas dedicadas a la fabricación y desarrollode estos periféricos, más de la mitad de su producción la comercializa a través de terceras empresas como IBM,Hewlett-Packard, Compaq o Apple.

Funcionamiento

Imagen habitual de un puntero movido por lapantalla usando un ratón.

Su funcionamiento principal depende de la tecnología que utilice paracapturar el movimiento al ser desplazado sobre una superficie plana oalfombrilla de ratón especial para ratón, y transmitir esta informaciónpara mover una flecha o puntero sobre el monitor de la computadora.Dependiendo de las tecnologías empleadas en el sensor delmovimiento o por su mecanismo y del método de comunicación entreéste y la computadora, existen multitud de tipos o familias.

El objetivo principal o más habitual es seleccionar distintas opcionesque pueden aparecer en la pantalla, con uno o dos clic, pulsaciones, enalgún botón o botones. Para su manejo el usuario debe acostumbrarsetanto a desplazar el puntero como a pulsar con uno o dos clics para lamayoría de las tareas.Con el avance de las nuevas computadoras, el ratón se ha convertido enun dispositivo esencial a la hora de jugar, destacando no solo para seleccionar y accionar objetos en pantalla enjuegos estratégicos, sino para cambiar la dirección de la cámara o la dirección de un personaje en juegos de primerao tercera persona. Comúnmente en la mayoría de estos juegos, los botones del ratón se utilizan para accionar lasarmas u objetos seleccionados y la rueda del ratón sirve para recorrer los objetos o armas de nuestro inventario.

Tipos o modelos

Por mecanismo

Mecánicos

Tienen una gran esfera de plástico o goma, de varias capas, en su parte inferior para mover dos ruedas que generanpulsos en respuesta al movimiento de éste sobre la superficie. Una variante es el modelo de Honeywell que utilizados ruedas inclinadas 90 grados entre ellas en vez de una esfera.La circuitería interna cuenta los pulsos generados por la rueda y envía la información a la computadora, quemediante software procesa e interpreta.

Parte inferior de un ratón con cable y sensor óptico.

Ópticos

Es una variante que carece de la bola de goma que evita elfrecuente problema de la acumulación de suciedad en el eje detransmisión, y por sus características ópticas es menos propenso asufrir un inconveniente similar. Se considera uno de los másmodernos y prácticos actualmente. Puede ofrecer un límite de 800ppp, como cantidad de puntos distintos que puede reconocer en2,54 centímetros (una pulgada); a menor cifra peor actuará elsensor de movimientos. Su funcionamiento se basa en un sensor

óptico que fotografía la superficie sobre la que se encuentra y detectando las variaciones entre sucesivas fotografías, se determina si el ratón ha cambiado su posición. En superficies pulidas o sobre determinados materiales brillantes,

Ratón (informática) 93

el ratón óptico causa movimiento nervioso sobre la pantalla, por eso se hace necesario el uso de una alfombrilla deratón o superficie que, para este tipo, no debe ser brillante y mejor si carece de grabados multicolores que puedan"confundir" la información luminosa devuelta.

Láser

Este tipo es más sensible y preciso, haciéndolo aconsejable especialmente para los diseñadores gráficos y losjugadores de videojuegos. También detecta el movimiento deslizándose sobre una superficie horizontal, pero el hazde luz de tecnología óptica se sustituye por un láser con resoluciones a partir de 2000 ppp, lo que se traduce en unaumento significativo de la precisión y sensibilidad.

Un modelo trackball de Logitech.

Trackball

El concepto de trackball es una idea que parte del hecho: se debemover el puntero, no el dispositivo, por lo que se adapta para presentaruna bola, de tal forma que cuando se coloque la mano encima se puedamover mediante el dedo pulgar, sin necesidad de desplazar nada más nitoda la mano como antes. De esta manera se reduce el esfuerzo y lanecesidad de espacio, además de evitarse un posible dolor de antebrazopor el movimiento de éste. A algunas personas, sin embargo, no lestermina de resultar realmente cómodo. Este tipo ha sido muy útil porejemplo en la informatización de la navegación marítima.

Por conexión

Por cable

Es el formato más popular y más económico, sin embargo existen multitud de características añadidas que puedenelevar su precio, por ejemplo si hacen uso de tecnología láser como sensor de movimiento. Actualmente sedistribuyen con dos tipos de conectores posibles, tipo USB y PS/2; antiguamente también era popular usar el puertoserie.Es el preferido por los videojugadores experimentados, ya que la velocidad de transmisión de datos por cable entre elratón y la computadora es óptima en juegos que requieren de una gran precisión.

Ratón (informática) 94

Un modelo inalámbrico con rueda y cuatrobotones, y la base receptora de la señal.

Inalámbrico

En este caso el dispositivo carece de un cable que lo comunique con lacomputadora (ordenador), en su lugar utiliza algún tipo de tecnologíainalámbrica. Para ello requiere un receptor que reciba la señalinalámbrica que produce, mediante baterías, el ratón. El receptornormalmente se conecta a la computadora a través de un puerto USB oPS/2. Según la tecnología inalámbrica usada pueden distinguirse variasposibilidades:

• Radio Frecuencia (RF): Es el tipo más común y económico de estetipo de tecnologías. Funciona enviando una señal a una frecuenciade 2.4Ghz, popular en la telefonía móvil o celular, la misma que losestándares IEEE 802.11b y IEEE 802.11g. Es popular, entre otrascosas, por sus pocos errores de desconexión o interferencias conotros equipos inalámbricos, además de disponer de un alcancesuficiente: hasta unos 10 metros.

• Infrarrojo (IR): Esta tecnología utiliza una señal de onda infrarrojacomo medio de trasmisión de datos, popular también entre loscontroles o mandos remotos de televisiones, equipos de música o en telefonía celular. A diferencia de la anterior,tiene un alcance medio inferior a los 3 metros, y tanto el emisor como el receptor deben estar en una misma líneavisual de contacto directo ininterrumpido para que la señal se reciba correctamente. Por ello su éxito ha sidomenor, llegando incluso a desaparecer del mercado.

• Bluetooth (BT): Bluetooth es la tecnología más reciente como transmisión inalámbrica (estándar IEEE 802.15.1),que cuenta con cierto éxito en otros dispositivos. Su alcance es de unos 10 metros o 30 pies (que corresponde a laClase 2 del estándar Bluetooth).

El controladorEs, desde hace un tiempo, común en cualquier equipo informático, de tal manera que todos los sistemas operativosmodernos suelen incluir de serie un software controlador (driver) básico para que éste pueda funcionar de manerainmediata y correcta. No obstante, es normal encontrar software propio del fabricante que puede añadir una serie defunciones opcionales, o propiamente los controladores si son necesarios.

Modelo Mighty Mouse de Apple.

Uno, dos o tres botones

Hasta mediados de 2005, la conocida empresa Apple, para sus sistemasMac apostaba por un ratón de un sólo botón, pensado para facilitar ysimplificar al usuario las distintas tareas posibles. Actualmente halanzado un modelo con dos botones simulados virtuales con sensoresdebajo de la cubierta plástica, dos botones laterales programables, yuna bola para mover el puntero, llamado Mighty Mouse.

Ratón (informática) 95

Modelo inalámbrico con cuatro botones.

En Windows, lo más habitual es el uso de dos o tres botonesprincipales. En sistemas UNIX como GNU/Linux que utilicen entornográfico (X Window), era habitual disponer de tres botones (parafacilitar la operación de copiar y pegar datos directamente). En laactualidad la funcionalidad del tercer botón queda en muchos casosintegrada en la rueda central de tal manera que además de podergirarse, puede pulsarse.

Hoy en día cualquier sistema operativo moderno puede hacer uso dehasta estos tres botones distintos e incluso reconocer más botones extraa los que el software reconoce, y puede añadir distintas funcionesconcretas, como por ejemplo asignar a un cuarto y quinto botón laoperación de copiar y pegar texto.La sofisticación ha llegado a extremos en algunos casos, por ejemplo el MX610 de Logitech, lanzado en septiembrede 2005. Preparado anatómicamente para diestros, dispone de hasta 10 botones.

Problemas frecuentes• Puntero que se atasca en la pantalla: es el fallo más frecuente, se origina a causa de la acumulación de suciedad,

frenando o dificultando el movimiento del puntero en la pantalla. Puede retirarse fácilmente la bola de goma porla parte inferior y así acceder a los ejes de plástico para su limpieza, usando un pequeño pincel de cerdas duras.Para retardar la aparición de suciedad en el interior del ratón es recomendable usar una alfombrilla de ratón. Esteproblema es inexistente con tecnología óptica, ya que no requiere partes mecánicas para detectar eldesplazamiento. Es uno de los principales motivos de su éxito.

• Pérdida de sensibilidad o contacto de los botones: se manifiesta cuando se pulsa una vez un botón y lacomputadora lo recibe como ninguno, dos o más clics consecutivos, de manera errónea. Esto se debe al desgastede las piezas de plástico que forman parte de los botones del ratón, que ya no golpean o pulsan correctamentesobre el pulsador electrónico. En caso de uso frecuente, el desgaste es normal, y suele darse a una cifra inferior almilímetro por cada 5 años de vida útil.

• Dolores musculares causados por el uso del ratón: si el uso de la computadora es frecuente, es importante usarun modelo lo más ergonómico posible, ya que puede acarrear problemas físicos en la muñeca o brazo del usuario.Esto es por la posición totalmente plana que adopta la mano, que puede resultar forzada, o puede tambiénproducirse un fuerte desgaste del huesecillo que sobresale de la muñeca, hasta el punto de considerarse unaenfermedad profesional. Existen alfombrillas especialmente diseñadas para mejorar la comodidad al usar el ratón.

Véase también• Alfombrilla de ratón• Clic (informática)• Doble clic• Rueda de desplazamiento

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artículo enmendado.

Ratón (informática) 96

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Fuentes y contribuyentes del artículo 97

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Tarjeta de expansión  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=45594317  Contribuyentes: 3coma14, Asfarer, Bedwyr, Cinabrium, Diegusjaimes, Edupedro, Gabriel Fernando RossoR., GermanX, Gustronico, Jcprietoc, Joaquincabezas, Jugones55, LMLM, Laura Fiorucci, Lucien leGrey, Mansoncc, Matdrodes, McMalamute, New traffic pattern, Tirithel, TorQue Astur, VicFede, Vivero, Wilfredor, Yrithinnd, 65 ediciones anónimas

Monitor de computadora  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=46312012  Contribuyentes: AS990, Aalvarez12, Aguzti, Airunp, Akasico1, Alhen, Aloriel, Angel GN, Antur, BLACKBELT, Bachi 2805, Banfield, Carlosdevivo, Centeno, Chico512, Crespo Oscar, DJ Nietzsche, David0811, Davidlopez3, Dferg, Diegusjaimes, Dizzycyr, Dodo, Dorieo, Dossier2, Dove,

Fuentes y contribuyentes del artículo 98

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Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 99

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http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Canon_S520_ink_jet_printer.jpg  Licencia: Creative Commons Attribution-Sharealike 2.5 Contribuyentes: user:AkaArchivo:Scanner.view.750pix.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Scanner.view.750pix.jpg  Licencia: Public Domain  Contribuyentes: Users Boffy b, Arpingstone onen.wikipediaArchivo:Disco duro abierto.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Disco_duro_abierto.jpg  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Originaluploader was Aloriel at es.wikipediaArchivo:Actluidspreker 002.jpg  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:Actluidspreker_002.jpg  Licencia: GNU Free Documentation License  Contribuyentes: Originaluploader was Michiel1972 at nl.wikipediaArchivo:GEDC0160.JPG  Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Archivo:GEDC0160.JPG  Licencia: Creative Commons Attribution 2.0  Contribuyentes: JannetImagen:Commons-logo.svg  Fuente: 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