1

1

Hardware y Periféricos de un Computador

Ing. Soldiamar Matamoros

Procesador

• Es un chip que sirve como cerebro del ordenador. En el interior de este componente electrónico existen millones de transistores integrados.

• Suelen tener forma de prisma chato y se instalan sobre un elemento llamado zócalo, suele incluir la conexión con un ventilador de enfriamiento.

• El procesador está compuesto por: registros, la Unidad de control, la Unidad aritmético-lógica y una unidad en coma flotante.

Tipos de procesadores

Existen 2 tipos de procesadores en la industria:• Los basados en la arquitectura 80x86 de Intel (CISC).

• Los basados en la arquitectura 68000 de Motorola (RISC).

CISC:

• Reduce el número de instrucciones para los programas. Esta configuración de las instrucciones es el resultado de la baja cantidad de memoria disponibles para los procesadores antiguos.

• Los diseñadores comenzaron a condensar la mayor cantidad de instrucciones dentro del microcódigo para que ejecutaran una serie de instrucciones sencillas.

• Esto hace que no se requiera tanto del Hardware.

2

RISC:

• Hace énfasis en la velocidad sin importar el precio, que en vez de una programación más fácil.

• Debido a que avanzar en una tecnología de memoria más rápida reduce la diferencia en velocidad entre la memoria principal y el microprocesador.

• Reduce el número de ciclos por instrucciones para obtener mayores velocidades.

Evolución del procesador

• 1971: Intel 4004: • 19XX: Intel 8008 • 1978: Intel 8086, Motorola 68000 • 1979: Intel 8088 • 1982: Intel 80286, Motorola 68020 • 1985: Intel 80386, Motorola 68020, AMD80386 • 1989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD80486 • 1993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPS R10000 • 1995: Intel Pentium Pro • 1997: Intel Pentium II, AMD K6, PowerPC (versiones G3 y G4), MIPS R120007 • 1999: Intel Pentium III, AMD K6-2 • 2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium 2, AMD Athlon XP, AMD Duron, PowerPC

G4, MIPS R14000 • 2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition con hyper threading, Intel Core

Duo, AMD Athlon 64, AMD Athlon X2, AMD Athlon FX. • 2006: Intel Core 2 Duo.

Marcas de Procesadores

Hoy en día existen tres marcas de procesadores: AMD, Cyrix e Intel.

Intel

- Son más caros y tienen una unidad de punto flotante (FPU) más robusta que AMD y Cyrix.

- Tienen procesadores que funcionan mejor en 3D (Juegos, Autocad, etc.)

- Pentium, Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium II,etc.

3

Cont…

� Pentium� Nueva extensión de

instruccionesPunto flotante más poderoso

� Doble pipeline de ejecuciónBus interno de 64 bits.

� Doble caché, para datos y código.Predicción de saltos optimiza los ciclos

� Doble cola de prefetch

� Pentium Pro� Se rediseña completamente el

procesadorTres unidades de procesamiento independientes

� Capacidad de ejecutar instrucciones "adelantadas" Mientras una instrucción está en espera, por ejemplo de accesos a memoria, las siguientes que estén listas se ejecutan.

� Arriba de 200 Mhz.

AMD y Cyrix

� Funcionan mejor en programas sin graficos complejos en 3D.

� AMD tiene el AMD586, K5 y el K6. � Cyrix tiene el 586, el 686, el 686MX y el 686MXi. Los 586 ya están totalmente obsoletos y no se deben considerar siquiera.

11

PeriféricosDefinición y objetivos

� El computador es una máquina que no tendría sentido si no se comunicase con el exterior, es decir, si careciese de periféricos.

� Debe disponer de:� unidad(es) de entrada, a través de la(s) cual(es) poderle dar

los programas que queremos que ejecute, y los datos correspondientes

� unidad(es) de salida, con la(s) que la computadora nos da los resultados de los programas, y

� memoria masiva o auxiliar, que facilite el funcionamiento y utilización del la computador

12

Cont…

Periféricos:� Unidades o dispositivos a través de los que el computador se comunica con el mundo exterior, y � Sistemas que almacenan o archivan información, sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal.

4

13

Clasificación

� Los dispositivos de E/S transforman la información externa en señales eléctricas codificadas permitiendo su transmisión, detección, interpretación, procesamiento y almacenamiento de forma automática.� Los dispositivos de entrada transforman la información

externa según un código de E/S (ASCII, p.e.). Así el procesador/memoria reciben dicha información adecuadamente preparada (en binario).

� En un dispositivo de salida (impresora, por ejemplo) se efectúa el proceso inverso: la información binaria que llega del procesador se transforma de acuerdo con el código de E/S en caracteres escritos inteligibles por el usuario.

14

Unidades de entrada usuales:

15

Unidades de salida usuales:

16

La memoria masiva o auxiliar

� trata de suplir las deficiencias de la memoria central. Éstas son su relativamente baja capacidad y el hecho de que la información almacenada en la zona RAM se borra al eliminar la alimentación de energía eléctrica (al desconectarla).

5

17

Características generales

� Cada periférico suele estar formado por dos partes:�

� Mecánica� elementos electromecánicos (conmutadores, relés, motores,

electroimanes, servomecanismos, etc.), controlados por la electrónica. La velocidad de funcionamiento y el tiempo entre averías suelen venir impuestos por la mecánica.

� Electrónica o controlador del periférico� interpreta las órdenes que le llegan de la CPU para la recepcióno

transmisión de datos, y genera las señales de control para activar los elementos mecánicos del periférico que producen o captan losdatos en el soporte de información correspondiente (pantalla, impresora, disco magnético...). Suele incluir elementos opto-electrónicosque actúan como detectores o generadores de la información de entrada o salida, respectivamente.

18

Conexión de periféricos a un computador

� Tipos de Buses

19

Principales Dispositivos de Entrada

20

Teclados

� Al pulsar una tecla (o combinación de teclas) se cierra un conmutador que hay en el interior del teclado, que puede ser de los siguientes tipos: de contacto (láminas flexibles), capacitivo, o electro-mágnetico (efecto Hall).

� Un codificador en via al computador el código de la combinación de teclas pulsadas. Al arrancar el computador se carga una “página de código de teclado”, que asocia a cada combinación de teclas el carácter (ASCII, p.e.) correspondiente. Apareciendo éste en la pantalla (“eco”), si no es un carácter de control.

6

21

Los teclados contienen los siguientes tipos de teclas:

� Teclado principal: Caracteres alfabéticos, numéricos y especiales.� Teclas de gestión de imagen. Desplazar el cursor a izquierda,

derecha, arriba y abajo, borrar un carácter o parte de una línea, etc.� Teclado numérico. Repetición de los caracteres numéricos y de

operaciones básicas. � Teclas de funciones. Definibles por el usuario o e pre-definidas en un

paquete de programas o aplicación dada. (F1,...,F12). Equivalen a teclear una secuencia de caracteres que lanzan una rutina.

� Teclas de funciones especiales. Controlan funciones propias del terminal/PC, como forma de cursor a aparecer en la pantalla, velocidad, impresión por la impresora acoplada al terminal del contenido de imagen, etc. Interrupciones, etc..

22

Mouse

� El ratón es un pequeño periférico que estáconstituido por una bola que puede girarlibremente, y se acciona haciéndola rodar sobreuna superficie plana.

� En el momento de activar el ratón, se asocia suposición con la del cursor en la pantalla. Sidesplazamos sobre una superficie el ratón, elcursor seguirá dichos movimientos.

23

Cont…

� Ratón mecánico. Contiene por una bola (de caucho, teflón o goma) que gira libremente al hacerla rodar sobre la alfombrilla.

� La bola es solidaria con 2 rodamientos perpendiculares entre sí, cuyos desplazamientosse detectan eléctricamente por medio de 2 potenciómetros o dos conmutadores (el nº de pulsos es proporcional al recorrido).

� Ratón óptico-mecánico. Análogo al anterior, pero los rodamientos son solidarios con el eje de dos pequeñas ruedas con orificios radiales regularmente distribuidos.

� Perpendicularmente a cada una de las ruedas, y en sus dos laterales hay un emisor de luz y un fotosensor, que detecta como pulsos de luz los giros de la rueda.

� Los pulsos se codifican y se envían al computador.

� Ratón óptico. Contiene un emisor de luz y un detector de luz reflejada, ambos perpendiculares a la superficie de desplazamiento.

� La alfombrilla tiene dibujada una retícula, donde se refleja la luz. � El sensor detecta en forma de pulsos los cambios relativos de luz reflejada, que

pueden transformarse en movimientos relativos en las direcciones(x,y)

24

Lápiz óptico

� Físicamente tiene la forma de una pluma olápiz grueso, de uno de cuyos extremossale un cable para unirlo a un monitor.

� El lápiz contiene un pulsador,transmitiéndose información hacia elmonitor sólo en el caso de estarpresionado.

� Al activar el lápiz óptico frente a un puntode la pantalla se obtienen las coordenadasdel lugar donde apuntaba el lápiz.

7

25

Scanner

� ELEMENTOS DEL SCANNER...� Hardware,� Software

� El scanner esta compuesto por un circuitoelectronico (hardware) y un programainformatico (software) que unidos entre siextraen los datos.

� La parte Hardware es el conjunto de elementosy circuitos que forman el aparato.

� La parte Software incluye el conjunto de datos einstrucciones internas que permiten lacomunicación con las centralitas o UCEs,usándose un protocolo de comunicaciones querepresenta el 'lenguaje o idioma' para elintercambio de datos.

26

Joystick (palanca manual de control)

� La palanca manual de control (en inglés"joystick") está constituida por una caja dela que sale una palanca o mando móvil.

� El usuario puede actuar sobre el extremo dela palanca exterior a la caja, y a cadaposición de ella le corresponde sobre lapantalla un punto de coordenadas (x,y).

� La caja dispone de un pulsador que debeser presionado para que exista unainteracción entre el programa y la posiciónde la palanca.

� La información que transmite es analógica yno es digital.

� Su uso ha sido popularizado por los video-juegos y aplicaciones gráficas.

Lectores de Barra

� Sirven para leer códigos que están en diversos productos, para que el computador pueda utilizar estos datos emitidos por el Código de Barras.

Tipos de lectores de barra

� Touch 65/90

� Heron

� Gryphon Mobile

� Gryphon Bluetooth

� Dragón Mobile

8

Touch 65/90

� El escáner Touch 65/90 ofrece una solución multi-interfaz completa "todo en uno", inclusive emulación RS-232, USB, teclado y lápiz.

Heron

� El nuevo Heron ha sido específicamente diseñado para ampliaciones POS. Se basa en la distancia de lectura instintiva (desde la lectura casi por contacto hasta los 20cm).

Gryphon Mobile

� La Gryphon Mobile combina una óptica especialmente optimizada para una velocidad de lectura de 270 lecturas/segundo, lo que la convierte en un lector muy sencillo, rápido e intuitivo de utilizar.El sistema inalámbrico ofrece soluciones modulares, tanto punto-a-punto como multipunto.

Gryphon Bluetooth

� La nueva Gryphon BT 100/200 integra el módulo radio Bluetooth con el último estándar Bluetooth 1.1; puede comunicar, en un rango de 10 metros con cualquier ordenador, tanto portátil como de sobremesa, PDA, teléfono móvil, impresora, etc., que integra un módulo Bluetooth o bien un doble

Bluetooth externo.

9

Dragon Mobile

� La Dragon Mobile tiene un protocolo radio a 433 Mhz de bajo consumo, sin necesidad de licencia de uso, que permite la comunicación bidireccional entre la estación base y el host; puede incluir una pantalla y un teclado de 3 teclas.

34

Lectores Biométricos

� La biometría informática es un conjunto de métodos automatizados de identificación y verificación de la identidad de una persona, basándose en una característica fisiológica.

� Para esto analiza y mide ciertos rasgos únicos de cada individuo y en base a una serie de algoritmos matemáticos crea un identificador biométrico, el cual puede ser almacenado en una base de datos y recuperado para su comprobación posterior.

Lector de huellas

� El lector de huella digital Nitren Hámster es un periférico para la seguridad del ordenador y seguridad informática en general.

� Está equipado con un módulo de lectura de huella dactilar basado en la tecnología única de biometría Nitgen.

� Es un sistema de altas prestaciones, mucha precisión y larga durabilidad. Lector que se conecta directamente al ordenador y de forma muy segura reemplazamos la password que es vulnerable al fraude y difícil de recordar.

El sistema BioTech

� La huella digital es personal, intransferible e inviolable.

� Los Sistemas BioTech combinan esta tecnología con otros dispositivos externos como lector de Códigos de Barras, lector de Banda Magnética, lector de Proximidad o Teclado para el ingreso de códigos de identificación (ID), ofreciendo una manera sencilla, y rápida.

10

Recognition System

� El HandPunch usa la tecnología de geometría biométrica. La terminal captura una imagen tridimensional de la mano cada vez que el empleado marca.

38

Principales Dispositivos de Salida

39

Monitores de visualización

� Monitores de visualización� Pantallas de video

� Pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT)� Pantallas planas

� Controladores de video

� Una imagen de pantalla de un monitor se forma en la retina por la yuxtaposición de multitud de puntos, denominados puntos de imageno unidades de visualización ("pixels").

� Por otra parte la imagen se forma físicamente en la pantalla del monitor por la activación selectiva de multitud de elementos denominados puntos de pantalla o subpuntos("dot pitch"), que en las pantallas en que la iluminación se produce por excitación de pigmentos de fósforo se denominan luminóforos.Un punto de pantalla se iluminará más cuanto mayor sea la activación del elemento correspondiente.

40

� El color de cada punto de imagen se obtiene con mezcla de 3 colores: rojo, verde y azul: en la parte interior de la superficie de la pantalla se encuentran distribuidos alternativamente en todas las direcciones puntos emisores de esos tres colores.

11

41

� La tarjeta controladora de vídeo determina:� La resolución, que se suele dar en puntos de imagen:

(horizontal)x(vertical).� El número de puntos por celda, para funcionamiento en

modo de carácter.� La frecuencia de barrido vertical de monitor (Hz) debe estar

en consonancia con la resolución vertical. Lo mejor es utilizar monitores multifrecuencia (multisinc), que sirven para cualquier resolución.

� Para ahorrar memoria de imagen, en vez de utilizar todas las combinaciones posibles de colores, se utiliza un subconjunto de ellos, denominado “paleta de colores”

42

43

� La mayor parte de monitores de vídeo no activan los puntos de pantalla de forma continua, sino que lo hacen de forma periódica y durante un corto intervalo de tiempo (“refresco de imagen”) .

� El refresco se hace mediante un recorrido o barrido electrónico de los puntos de pantalla, usualmente de izquierda a derecha y de arriba a abajo.

� La frecuencia de refresco suele ser de Fr=50 a 90Hz (Tr= 1/Fr= 20ms a 11.1ms).

� Un observador no nota el "parpadeo" a esta frecuencia (el ojo humano percibe como continuas las imágenes pulsantes de más de 25Hz), pero al cabo del tiempo sufre una fatiga que será menor cuanto mayor sea la frecuencia de refresco. La imagen que se visualiza en un período T se denomina cuadro; esto es, decir que la frecuencia de barrido es 50Hz, equivale a decir que se genera un cuadro cada T=1/50= 20ms.

44

� Con la mezcla de los tres colores básicos (RGB, rojo, verde, azul), se pueden obtener todos los colores. � Por ejemplo, suponiendo que el 0

significa que el cañón correspondiente no emite (el color correspondiente no se activa), y 1 que emite al máximo, se obtendrían los colores que se indican en la tabla.

� Obviamente variando la intensidad de cada color básico entre el máximo y el mínimo, se tienen distintos colores.

� Si cada color básico se pudiese regular en 28=256 niveles, los posibles colores serían: 28�3=224≈1.000.000.

12

45

Pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT).

46

Pantallas planas (FPD).

� Las pantallas planas son ligeras, delgadas, tienen bajo consumo de potencia, pero la calidad de las imágenes que generan es peor que las de CRT. Se usan en portátiles.

47

� Generalmente están compuestas de dos cristales rectangulares, unidos a presión, entre los que se encuentra una rejilla o maya, formada por dos juegos perpendiculares de electrodos conductores. Cada rectángulo interior de la malla corresponde a un punto de pantalla (de 50.000 a varios millones), y en él se encuentra el elemento físico regulador del paso de luz (pantallas pasivas) o emisor de luz (pantallas emisivas)

48

� Las más utilizadas son las de cristal líquido (LCDs). El cristal líquido esta constituido por moléculas orgánicas viscosas, cuyas propiedades ópticas (alineación molecular) puede ser controlada por campos eléctricos. El campo eléctrico de una celda depende de la diferencia de potencial entre los electrodos vertical y horizontal que la delimitan. Este tipo de pantallas se suele utilizar, además de en computadores portátiles, en relojes digitales y calculadoras de bolsillo.

� Las pantallas emisivas o activas, en vez de tener electrodos tienen en cada punto de imagen un conmutador electrónico (un transistor enlas TFT). Estas son las de mejor calidad, pero más caras.

13

49 50

Controlador de vídeo

� El controlador de vídeo contiene distintos registros y elementos internos a los que se accede desde el bus de datos y se direcciónan como puertos. Los códigos de los caracteres (ASCII, p.e.) que van llegando son analizados, y si son para visualizar en la pantallase almacenan directamente en una “memoria de video”.

� La memoria de video (o “de cuadro”) contiene una reproducción digital de la imagen de pantalla que es leída iterativamente para refrescarla imagen en pantalla. En cada posición de la memoria de cuadro, se almacena, o bien la información correspondiente a una celda (caracter+ atributo), o bien la información de cada punto de imagen (atributo), dependiendo del modo de funcionamiento de la pantalla.

� ATRIBUTO: gama de gris (pantallas b/n), color, característica (intermitente, sobreiluminación, negativo, etc.)

51 52

Impresoras

� Las impresoras son periféricos que escriben la información de salida sobre papel. Su comportamiento inicialmente era muy similar al de las máquinas de escribir, pero hoy día son mucho más sofisticadas, pareciéndose algunas en su funcionamiento a máquinas fotocopiadoras conectadas en línea con el ordenador.

� Las impresoras son, junto a las pantallas, los dispositivos más utilizados para poder ver en forma directamente inteligible para el hombre los resultados de un programa de ordenador.

Descripcion de los tipos de impresoras mas importantes:

� Impresoras de rueda� Impresoras de margarita� Impresoras matriciales o de agujas.� Impresoras de tambor� Impresoras de barras� Impresoras de cadena� Impresoras térmicas� Impresoras de inyección de tinta� Impresoras electrostáticas� Impresoras láser

14

53

Existen diversos criterios para clasificar las impresoras y son:

� Calidad de impresión:� Tiene en cuenta la calidad de presentación y de contraste de los caracteres

impresos. Las impresoras se clasifican, atendiendo a este aspecto en :� Impresoras normales: Como las impresoras de línea, de rueda y

térmicas. � Impresoras de semicalidad. Como algunas impresoras matriciales. � Impresoras de calidad: Como las impresoras margarita e

impresoras láser.

� Fundamento del sistema de impresión:� Hay impresoras que realizan la impresión por impacto de martillos o piezas

móviles mecánicas, y otras sin impacto mecánico.

� Forma de imprimir los caracteres:� En cuanto a este aspecto, las impresoras se pueden clasificar en:� Impresoras de caracteres. � Impresoras de líneas. � Impresoras de páginas.� Realizan la impresión por medio de un cabezal que va escribiendo la línea

carácter a carácter54

Impresoras matriciales o de agujas y Impresoras de inyección de tinta.

� Estas impresoras, también denominadas de matriz depuntos, son las más utilizadas con microordenadores ypequeños sistemas informáticos. Los caracteres seforman por medio de una matriz de agujas. Las agujasgolpean la cinta entintada, trasfiriéndose al papel lospuntos correspondientes a las agujas disparadas.

� El descubrimiento de esta tecnología fue fruto del azar. Alacercar accidentalmente el soldador, por parte de untécnico, a un minúsculo cilindro lleno de tinta, salió unagota de tinta proyectada, naciendo la inyección de tintapor proceso térmico. La primera patente referente a estetipo de impresión data del año 1951, aunque hasta el año1983, en el que Epson lanzó la SQ2000, no fueron losuficientemente fiables y baratas para el gran público.

55

Impresoras láser.

� Estas impresoras tienen en la actualidad una granimportancia por su elevada velocidad, calidad deimpresión, relativo bajo precio y poder utilizar papelnormal.

� Su fundamento es muy parecido al de las máquinas defotocopiar. La página a imprimir se transfiere al papel porcontacto, desde un tambor que contiene la imagenimpregnada en tóner.

� Parametros que caracterizan a una impresora� Velocidad de escritura.� Normalmente la velocidad de impresión se da en las

siguientes unidades:� Impresoras de caracteres: Caracteres por segundo

(cps).� Impresoras de líneas: Líneas por minuto (lpm).� Impresoras de páginas: Páginas por minuto (ppm).

56

Plotter

� Son dispositivos de salida que realizandibujos sobre papel.

� Según la forma en que se realiza eldibujo, los registradores se puedenclasificar en tres tipos:

� de pluma. electrostáticos. de inyección.� Los registradores gráficos se

fundamentan en el desplazamientorelativo de un cabezal con el elemento deescritura, con respecto al papel.Dependiendo del tipo de gráfico semoverá sólo la cabeza, o la cabeza y elpapel.

15

57

Dispositivos Mixtos

58

Pantalla sensible al tacto

� Son pantallas que pueden detectar lascoordenadas (x,y) de la zona de la propiapantalla donde se acerca algo (porejemplo, con un dedo). Este es un sistemamuy sencillo para dar entradas o elegiropciones sin utilizar el teclado.

� Son dispositivos de entrada de datos depropósito especial que se empleanconjuntamente con paquetes softwarepara gráficos y pantallas de altaresolución.

59

Pizarra Electrónica

� Deber

60

Dispositivos de Almacenamiento

Memoria Secundaria

16

61

Disco Duro

� Constituye la unidad principal de almacenamiento del ordenador.

� Recubiertos de una capa magnética delgada, de óxido de hierro.

� Se dividen en unos círculos concéntricos cilindros a su vez se dividen en sectores

� El número de sectores está determinado por el tipo de disco y su formato.

� La capacidad del disco resulta de multiplicar el número de caras por el de pistas por cara y por el de sectores por pista, al total por el número de bytes por sector.

62

� LOS DISCOS (Platters)� LAS CABEZAS (Heads)� EL EJE � "ACTUADOR"� CILINDROS � PISTAS (tracks) � SECTORES (sectors)

Cont…

63

� LOS DISCOS.- Elaborados de compuestos de vidrio, cerámica o aluminio, finalmente pulidos y revestidos por ambos lados, unidos a un eje y un motor que los hace guiar a una velocidad constante.

� LAS CABEZAS .- Están ensambladas en pila y son las responsables de la lectura y la escritura de los datos en los discos.

� EL EJE.- Parte del disco duro que actúa como soporte, sobre el cual están montados y giran los platos del disco

� “ACTUADOR” .- Es un motor que mueve la estructura que contiene las cabezas

Partes de un Disco Duro

64

Cont…

� PISTAS.- Delgados círculos concéntricos CILINDROS .-El par de pistas en lados opuestos del disco

� SECTORES.- Los HD almacenan los datos en pedazos gruesos llamados sectores. La mayoría usan sectores de 512 bytes.

17

65

Cont…

66

La Velocidad en Términos del Tiempo

� Tiempo de acceso .- Intervalo de tiempo entre el momento en que un drive recibe un requerimiento por datos, y el momento en que un drive empieza a despachar el dato. Depende de tres factores:� Tiempo de Búsqueda.-Es el tiempo que le toma a las cabezas de

Lectura/Escritura moverse desde su posición actual hasta la pista donde esta localizada la información deseada.

� Latencia.-La latencia promedio es igual al tiempo que le toma al disco hacer media revolución y es igual en aquellos drivers que giran a la misma velocidad.

� Command Overhead.-Tiempo que le toma a la controladora procesar un requerimiento de datos. Este incluye determinar la localización física del dato en el disco correcto.

67

1. En la parte inferior de la unidad, una placa de circuito impreso, placa lógica, recibe comandos del controlador de la unidad, que a su vez es controlado por el S.O.

2. Estos comandos se convierten en fluctuaciones de tensión, lo cual permite que el actuador mueva las cabezas en el momento en que deben escribir o leer.

3. La placa también se asegura de que el eje giratorio de vueltas a una velocidad constante.

4. Un actuador alinea las cabezas con las pistas que forman círculos concéntricos sobre la superficie de los discos

Funcionamiento

68

5. Las cabezas escriben en los discos los datos procedentes del controlador de disco alineando las partículas magnéticas sobre las superficies de los discos.

6. Las cabezas leen los datos mediante la detección de las polaridades de las partículas ya alineadas.

7. Cuando el usuario le indican al S.O. que lea o escriba un archivo las cabezas de lectura y escritura se asignan a la tabla de asignación de archivos de la unidad

8. Se determinar en que Cluster del disco comienza un archivo preexistente, o que zonas del disco están disponibles para albergar un nuevo archivo.

Cont…

18

69 70

Tipos de Discos Duros

� Discos de cabezas fijas:� Disponen de una cabeza por pista (muy rápidos)

� Paquetes de discos (“disk-pack”):� Varios platos que giran solidariamente alrededor de un eje común.

Una cabeza por superficie de grabación, y se disponen en un “peine de cabezas”. Hay intercambiables o no.

� Discos cartucho(“disk-catridge”):� Un plato con 1 ó 2 superficies de grabación, encerrado en una

carcasa (5, 10, 15 y 20Mbytes). En la actualidad los hay de 5,25” y de 3,5” (hasta 1,5 GB). Son intercambiables

� Discos Winchester:� El disco esta cerrado herméticamente. Las cabezas “vuelan” muy

próximas a la superficie →alta densidad de grabación.

71

Cinta Magnética

� Fue uno de los primeros dispositivos de almacenamiento magnéticos. Está constituida por una cinta de material plástico recubierta de material ferromagnético sobre la cual los caracteres se registrar en forma de combinaciones de puntos, sobre pistas paralelas al eje longitudinal de la cinta.

� Las cintas magnéticas son soportes de tipo secuencial. Esto supone un inconveniente, puesto que para acceder a una información dada es necesario leer todas las que la preceden, con la consiguiente perdida de tiempo.

72

Funcionamiento :

� Durante los procesos de lectura y escritura, esta banda de materialmagnetizable debe moverse delante de la cabeza de lectura/escritura, lacual es la responsable de traducir las señales magnéticas en eléctricas oa la inversa.

� Son de tipo secuencial, no soportan el acceso aleatorio a los datos, por loque la unidad de lectura ha de explorarla cinta hasta hallar unainformación específica.

� La rapidez de acceso en las cintas es menor que la de discos. Enconsecuencia, a mayor capacidad de almacenamiento, mayor longitud dela cinta y, consiguientemente, mayor tiempo de acceso.

Cont…

19

73

Cont…

� Cintas Magnéticas de 9 pistas :� Elemento circular con la cinta enrollada en él.� Capacidad muy limitada (almacenan hasta menos

de 300 MB., no suficiente en la mayor parte desistemas actuales )

� Cintas Magnéticas de 1/4 de pulgada (QIC): � Mas pequeñas, almacenan varios Gigabytes (la mayoría almacena

menos de 1GB), menos costosas pero mas lentas que las anteriores, su medio esta cubierto de una envoltura de plástico.

� Cintas Magnéticas de 8mm o Hexabytes :� Diseñadas para almacenar vídeo, tamaño de un cassette de audio con

capacidad de hasta 5 Gigabytes ,ideal para la mayoría de sistemas (como por ejm: una copia de seguridad).

� Inconvenientes

� Tecnología para almacenar videos es la misma para almacenar la información

74

Cont…

� Cintas DAT 4mm:� Diseñadas para almacenar datos, son mas pequeñas,

mucho más resistentes y capacidad similar a la de 8mm, son relativamente económicas (aunque algo más caras que las de 8mm).

En las cintas de 8mm. (y en las de 4mm.) se pueden almacenar hasta 5 GB. de información. Algunos fabricantes anuncian capacidades de hasta 14 GB. utilizando compresión hardware, sin dejar muy claro si las cintas utilizadas son estándar o no, lo que ocasionaría o no inconvenientes al momento de trabajar.

75

� Cintas magnéticas con diferentes medios de almacenamiento secundario

� Es muy importante que nos aseguremos la capacidad de una fácil recuperación en caso de pérdida de nuestros datos y este es el objetivo de los backups.

Dispositivo Fiabilidad Capacidad Costo/MB

Diskette Baja Baja Alto

CD-ROM Media Media Bajo

Disco duro Alta Media/Alta Medio.

Cinta 8mm. Media Alta Medio.

Cinta DAT Alta Alta Medio.

Cont…

76

Pro y Contra de las cintas magnéticas

�Pro: precios asequibles, muy extendidas, enormes capacidades.

�Contra: extrema lentitud, útiles sólo para backups.

20

77

� El disco compacto (CD compact disc) es un soporte digital óptico utilizado para almacenar cualquier tipo de información (audio, video, documentos, ...).

� Fue desarrollado conjuntamente en 1980 por las empresas Sony y Philips, y comenzó a comercializarse en 1982.

� Hoy en día tecnologías como el DVD pueden desplazar o minimizar esta forma de almacenamiento, aunque su uso sigue vigente.

CD

78

Estructura del CD

� Cada fabricante utiliza pequeñas variaciones en la composición de los materiales empleados su fabricación

� Pero todos siguen un mismo patrón:

� la información es almacenada en un sustrato de policarbonato plástico, al que se le añade una capa refractante de aluminio que reflejará la luz del láser; se le añade una capa protectora que lo cubre y, opcionalmente, una etiqueta en la parte superior.

79 80

Características del CD

� Información almacenada: grabación de audio, video, imágenes, texto, datos, etc.

� Capacidad: originalmente 650 MB, para 74 minutos de audio. Actualmente hasta 875 MB o 100 minutos de audio. Hay versiones reducidas de 215 MB o 21 minutos de audio.

� Forma: circular, con un orificio al centro.

� Diámetro: originalmente 120 mm en el borde exterior. Hay versiones reducidas de 80 mm.

� Grosor: 1,2 mm.

� Material: policarbonato plástico con una capa reflectante de aluminio.

� RPM: 9000.

21

81

� Vida útil: entre 2 años y más de 8 años (aunque en condiciones especiales de humedad y temperatura se calcula que pueden durar unos 217 años).

� Formato de audio: CD audio.

� Formato de video: Video CD (VCD) o Super Video CD (SVCD).

� Según el disco compacto:� De sólo lectura del inglés, CD-ROM (Compact Disc - Read Only Memory). � Grabable: del inglés, CD-R (Compact Disc - Recordable). � Reescribible: del inglés CD-RW (Compact Disc - ReWritable).

� Un CD de audio se reproduce a una velocidad tal que se leen 150 KB por segundo. Esta velocidad base se usa como referencia para identificar otros lectores como los de los ordenadores, de modo que si un lector viene indicado como 24x, significa que lee 24 x 150 = 3600 KB por segundo.

Cont…

82

Almacenamiento de la información en un CD

� En un CD la información se almacena en formato digital, es decir, utiliza un sistema binario para guardar los datos.

� Estos datos se graban en una única espiral que comienza desde el interior del disco (próximo al centro), y finaliza en la parte externa.

� Los datos binarios se almacenan en forma de pozos y llanos, de tal forma que al incidir el haz de luz del láser, el ángulo de reflexión es distinto en función de si se trata de un pozo o de un llano.

83

Capacidad de un CD

� Según el tipo de CD, actualmente hay diferentes configuraciones:� Diámetro: 80 mm - 215 MB o 21 minutos de audio. � Diámetro: 120 mm - 650 MB o 74 minutos de audio. � Diámetro: 120 mm - 700 MB o 80 minutos de audio. � Diámetro: 120 mm - 800 MB o 90 minutos de audio. � Diámetro: 120 mm - 875 MB o 100 minutos de audio.

84

DVD

� Fundamento igual al de los CD-ROM. Cambios:� Pozos más pequeños (0.4 µm en lugar de 0.8 µm)� Espiral más pequeña (0.74 µm en lugar de 1.6 µm)� Longitud de onda del láser menor (0.65 µm en lugar de 0.78 µm)� Se pueden superponer dos capas, la primera de ellas semitransparente. El

láser se enfoca a una capa u otra, dependiendo de la capa donde se desea que se refleje (se desee leer)

22

85

Discos Externos

� Deber

86

Blu-ray Disc (BD)

� Deber

87

Memorias flash

� Son memorias evolucionadas de las EEPROM (chips de memorias programables y borrables eléctricamente), en las que se accede a la información por bloques.

� Para grabar un bloque de una flash, es necesario primero borrarlo completamente, y luego escribir los unos, donde los haya.

� Los bloques suelen ser de 512 bytes a 56 KB. (En esencia las EEPROM son CI similares a las RAM).

88

Memoria flash USB

� Contiene varios chips de memoria flash, con un controlador y una interfaz USB.

� Emulan el comportamiento de un disco magnético:� Los bloques de la memoria se asocian a sectores de disco de 512

bytes, leyéndose y escribiéndose por bloques� El procesador central carga en los puertos del controlador la

ubicación del fichero que se desea leer y su tamaño. � El controlador se encarga de ir leyendo secuencialmente (por

“sectores”) el fichero e ir transfiriendo los datos a la interfaz USB.� En la memoria flash se almacena un archivo que indica el

contenido de la memoria en cuanto a directorios (carpetas) y archivos que tiene almacenados, así como la ubicación dentro de la memoria de los distintos archivos.

23

89

Cont…

� La salida de la interfaz USB transmite la información en serie. � Dispone de 4 cables, uno de alimentación, otro

de tierra (o línea de referencia común), y dos, donde van los datos.

� Están sustituyendo a los disquetes.� Volumen muy pequeño (les denominan

“mecheros”), 30 gramos, y, por ejemplo, uno de 256 MB, contiene el equivalente a unos 177 disquetes

� Capacidades: 8 MBytes a 2 GBytes� Velocidad de lectura (USB 2.0): 9 MB/s� Velocidad de escritura (USB 2.0): 8 MB/s� Conectar y funcionar (“plug & play”)

90

Esquema simplificado de una memorias flash USB:

91

Microfilm

� La salida de datos en microfilm (COM) es unatécnica de representar los datos de salida.

� Las técnicas COM se usan en los bancos para llevarlos registros de los balances diarios de cuentas.

� Esto supone un gran ahorro de papel, al evitar lassalidas por impresora, al tiempo que reduceproblemas de almacenamiento.

� Cada "página" se representa en una pantalla y sefotografía mediante una cámara especial.

� La imagen de la página mide alrededor de 1.5 cm2.� La película se corta en microfichas del tamaño de una

postal conteniendo cada una cien páginasaproximadamente.

� Se emplea un lector de microfichas para proyectar laimagen aumentada de una página cuando esnecesario leerla.

92

Modem

� El módem es un dispositivo que permiteconectar dos ordenadores remotos utilizandola línea telefónica de forma que puedanintercambiar información entre si. El módemes uno de los métodos mas extendidos para lainterconexión de ordenadores por su sencillezy bajo costo.

� Un módem es un dispositivo que convierte lasseñales digitales del ordenador en señalesanalógica que pueden transmitirse a través delcanal telefónico.

� Otros mecanismos como la modulación defase o los métodos combinados permitentransportar mas información por el mismocanal.

24

93

Varios Modéms

�

�

Modem externos para puerto serie

Modem externos para puerto USB Modem PC-Card (PCMCIA)