Computación (página 2)

En esencia, sin embargo, los tres (03) computadores están en capacidad de realizar las mismas funciones. La diferencia radica esencialmente en la rapidez con que se procesan los datos y se obtienen los resultados, así como también en la capacidad de almacenamiento de da-tos que tiene el computador en su memoria principal. Naturalmente, el costo es otro factor que los distingue; los micros son los más económicos y pueden ser fácilmente obtenidos por particulares. Los minis son más costosos y, por lo general, los compran las empresas. Los gigantes son costosísimos y sólo están al alcance de los gobiernos, bancos y grandes empresas.

Desde que se creó el microprocesador, el tamaño y el costo de las computadoras disminuyó enormemente, se aceleró la introducción y aplicación de las computadoras a la vida diaria y se incrementaron las oportunidades de aprender acerca de las mismas. Es por esto que a continuación damos una visión sobre la estructura física (HARDWARE) de un computador.

En las últimas décadas, los medios han dado una especial atención al hardware de las computadoras. Pero sin el software, la revolución de las computadoras no se habría dado aún. En este capítulo se muestra como el software hace que el hardware se convierta en sistemas de información valiosos, se describen en los principales tipos de software, se proporcionan los criterios para seleccionarlo y se presentan nuevos enfoques para el desarrollo del software. Este conocimiento de software nos ayudará a comprender la importancia que tiene él mismo, sobre los sistemas de información.

Las funciones de la Administración, como todos sabemos, son: la planeación, organización, dirección y control; funciones que se ven apoyadas con grado de importancia en los sistemas, pero solo con la oportuna y precisa información podrán alcanzar las metas y objetivos de la empresa o institución.

Los sistemas de información administrativos representan una herramienta potencial dirigida a los administradores que se mantienen en el camino del cambio tecnológico y el avance científico, efecto que permite realizar un seguimiento permanente del progreso de su función como gerente y la posibilidad de modificar planes sobre la marcha de algún proyecto.

Dichos sistemas de información están basados en computadoras, por lo que el conocimiento en el manejo y diseño de sistemas de información juega una parte vital en el control de las operaciones de los negocios. El papel tan importante que están generando los sistemas de información administrativa sobre las organizaciones, nos llevan a estudiar el tema a fondo, por lo que expondremos como se deben diseñar, implementar y administrar estos sistemas. Asimismo, su impacto a nivel gerencial y las tendencias en el uso de las computadoras.

Entre los sistemas de información tenemos sistemas formales e informales:

• Los Formales operan mediante reglas predeterminadas que se mantienen fijas y no pueden cambiar fácilmente, estos sistemas pueden ser basados en computadoras o manuales, los sistemas manuales emplean tecnología de papel y lápiz.
• Los sistemas de información basados en computadoras por el contrario descansan en la tecnología del software y el hardware de las computadoras para procesar y distribuir la información.

PROCESAMIENTO DE DATOS

El computador es una máquina cuya función es procesar datos, dicho procesamiento consiste en tres (03) pasos:

• Entrada de Datos.
• Procesamiento de Datos.
• Salida de Datos.

Debemos escribir un programa por medio del cual se de entrada a los datos (la base y la altura del rectángulo), para luego ser procesados (el computador calcula el área) y, finalmente, entregados en forma de resultado: el producto de multiplicar base por altura.

El gráfico anterior muestra el trabajo del computador como procesador de datos. Los datos de entrada son la base y la altura. Dichos datos son procesados por la máquina a través de un cálculo representado por una fórmula; finalmente sale del computador un resultado que, para el caso, es el área del rectángulo.

Pero hasta el momento nada hemos visto que no podamos hacer por nuestra propia cuenta, utilizando una hoja y un lápiz, o a través de un simple cálculo mental.

Evidentemente, la máquina no ha hecho nada diferente de lo que nosotros también hicimos. De hecho sigue un proceso estrictamente lógico, similar al que nuestro cerebro utiliza; pero con dos (02) diferencias fundamentales que tipifican al computador:

1. Es corriente hablar entonces de milésimas de segundo (milisegundos) o millonésimas de segundo (microsegundos) y seguir aún con unidades más pequeñas de tiempo. Utilizaremos entonces los milisegundos o los microsegundos como unidades de velocidad en los microcomputadores.

2. Velocidad: en nuestra vida común y corriente utilizamos el día como unidad de medida de tiempo. Por encima de él, nos referimos a medidas más grandes como el mes, el año y el siglo. También encontramos medidas más pequeñas que el día como la hora, el minuto y el segundo. Pero para el computador, un segundo es un lapso amplísimo de tiempo. Dicho de otra manera, en un segundo un computador puede realizar cientos o miles de operaciones para las cuales nosotros tardaríamos horas o días.
3. Precisión: un computador que se encuentre funcionando en condiciones normales y obedeciendo a un programa correcto, no se equivoca. Es decir, que podemos confiar en los resultados de un computador, pues no solo trabaja muy rápido sino también de manera exacta.

Pero todos hemos recibido alguna vez un recibo de pago equivocado, una cuenta mal hecha o una libreta de calificaciones errada, cuyos datos han sido elaborados por un computador.

Por lo general, se le hecha la culpa a la máquina, como si ésta no pudiera pensar en la gran mayoría de los casos se trata de fallas humanas, son éstas las que generan dichos errores.

Las siguientes igualdades nos muestran qué situaciones llevan a errores en los resultados:

Únicamente la combinación de Datos de Entrada Correctos y un conjunto de instrucciones correctas dará lugar a resultados también correctos:

Volvamos al ejemplo del cálculo de la superficie de un rectángulo. Supongamos que se le dan los datos correctos, es decir, la base y la altura. Si al computador se le suministra la fórmula correcta, el cálculo será también correcto, pero si por ejemplo, al computador se le da la fórmula del triángulo en lugar de la del rectángulo, es imposible que esperemos un resultado correcto. Por ejemplo:

Fórmula correcta A = b x a = 7 x 4 = 28 centímetros cuadrados.

Si el computador utiliza la fórmula del triángulo es decir:

A = (b x a), el resultado será 14, el cual es evidentemente errado.

2

De allí surge la expresión americana GIGO (Garbage In Garbage Out) que significa: Basura que Entra, Basura que Sale. Si le suministramos datos errados al computador, no podemos esperar resultados correctos. Si el programa utilizado tiene errores, los resultados también serán erróneos.

ELEMENTOS BÁSICOS DEL COMPUTADOR

1. 

    

2. Diagrama en Bloques: tradicionalmente la arquitectura del computador se muestra como una estructura en bloques:

   Las instrucciones de operación retenidas en la memoria le indican a la Unidad Central de Control el orden en que las varias partes del microcomputador deberán operar y qué deberán hacer. En resumen, la Unidad de Control o Central de Procesos, coordina todas las partes del microcomputador de tal forma que los eventos sucedan con la apropiada secuencia y en el momento indicado.

   La Unidad de Control recibe las instrucciones codificadas y almacenadas en la memoria, al ser decodificadas, se inicia la cadena de acontecimientos correspondientes al número decodificado.

   Uno de los principales circuitos de la Unidad de Control es el Reloj Central, que con los latidos del sistema, determina las relaciones de tiempo entre las secciones varias del sistema.

3. Unidad Central de Procesos (CPU): es el corazón del sistema, todos los elementos de un moderno microcomputador deben realizar una serie de operaciones; los dispositivos de entrada/salida deben funcionar en su debido momento, la unidad aritmética deberá operar al recibir las cantidades y el almacén o memoria deberá transferir hacia afuera la información con la adecuada secuencia. Todo esto es controlado por el "PROCESADOR CENTRAL DEL MICROCOMPUTADOR" o "UNIDAD DE CONTROL".
   1. El Microprocesador: es el centro de control de información del sistema. El ejecuta instrucciones y procesa información almacenada en la memoria.
4. Tarjeta Principal (Mother Board): es en ella donde se ubican los principales Circuitos Integrados, entre ellos tenemos:

La Evolución del Pentium fue la evolución y no la revolución la que hizo que el chip Pentium sea de la forma que es. Más de 20 años de desarrollo han llevado a los microprocesadores de Intel desde el primitivo diseño del 8080, con 8 bits, de 6.000 transistores y 2 MHz que se usaba en Altair (la primera computadora personal), a los procesadores Pentium, de 32 bits, 3,1 millones de transistores y 66 MHz de hoy en día.

Los primeros chips Pentium de 66 MHz saldrán de la línea con una impresionante ejecución de 112 MIPS (Millones de Instrucciones Por Segundo). Esto es 1.800 veces más potente que el procesador 4004, que fue la base conceptual para lo que vino después. Si bien las especificaciones y características del Pentium son impresionantes, le debe mucho a los diseños de Intel que vinieron antes que él.

Si bien los sofisticados chips del Pentium le deben algo de su herencia al primer diseño del 4004, son descendientes más directos de los diseños de los procesadores 8008 y 8080, y a la línea x86 que comenzó en 1978 con la presentación del 8086. Los primeros miembros de la familia x86 tenían registros de 16 bits, un bus de 16 bits y podían tener acceso hasta a 1MB de memoria física. El 8086 estaba disponible en versiones de 4,7 y 8 MHz y 10 MHz.

IBM escogió al 8088, que era básicamente una versión de 8 bits del 8086 para la primera PC IBM. Este chip estaba clasificado a 33 MIPS.

Cuando apareció el 80286 en 1982 (que primero se usó en la PC-AT de IBM) tenía 134.000 transistores y 1,2 MIPS, y era más rápido y cuatro veces más poderoso que el 8088. Algo más importante es que presentó el modo protegido además del modo real del 8086 que significa que el CPU podía romper la barrera de la memoria de 640K. Los sistemas que tenían el 8086 podían tener acceso hasta 16 MB de memoria física y 1GB de memoria virtual. Este procesador rápidamente suplantó al 8088 como el estándar de la industria, y se usó en millones de IBM PC-AT compatibles.

Pasarían años antes de que se lograse un sistema operativo de modo protegido, porque el software y los compiladores que aprovecharon las habilidades de un microprocesador dado usualmente, surgen unos años después de la presentación del microprocesador. Aún así, una gran parte del atractivo del 80286 era su compatibilidad con las aplicaciones escritas para el 8086/8088. Tenía la capacidad para correr la biblioteca completa de programas y más rápidamente que los chips anteriores.

En 1985, Intel presentó, con mucho alboroto, el procesador 80386DX. Este corría inicialmente a una velocidad de reloj de 16 MHz y contenía 275.000 transistores. El 80386 era un procesador de 32 bits y estaba disponible en velocidades de 16, 20, 25 y 33 MHz. Inicialmente estaba clasificado entre 5 y 6 MIPS, unas 15 veces la potencia de un CPU 8088. Tenía registros de 32 bits, un bus de 32 bits y podía tener acceso a 4GB de memoria física y hasta 64 TeraBytes (TB) de memoria virtual. El 80386DX tenía más herramientas de programación, como el modo virtual de 8086 (tanto el 0S/2 como Microsoft Windows usan el modo 8086 virtual para correr múltiples sesiones de DOS) y mucha mejor administración de memoria que su procesador, el 80286 Compaq fue el primer fabricante importante de equipo original que usó el 80386 en 1986, eclipsado pro primera vez el estado de supremacía de IBM.

INTEL se dio cuenta que el 80286 no era un chip "inteligente" debido al modelo de memoria segmentada que se basaba en 64 segmentos de 286K, y decidió reemplazarlo con el 386, que tenía segmentos mayores. Intel rápidamente sacó versiones más rápidas y en 1988 presentó el 80386SX, que era una versión con un bus externo de 16 bits. Este chip y su premio más poderoso, el DX podía correr Windows 3.0 más rápidamente que un 80286, y muy pronto tomaron el lugar del otro chip en los sistemas de escritorio. Pero el chip 80286 todavía sigue existiendo como un procesador incluido en electrodomésticos tales como hornos de microondas.

El último paso vino en Abril de 1989, cuando Intel presentó la familia de procesadores 80486DX. Con 1,2 millones de transistores, el 486 estaba disponible con velocidades de 25, 33 y 50 MHz. Su potencia de computación era de 20 MIPS. Si bien no era mucho más que un CPU 80386DX reforzado el 486 (Intel ya había abandonado la designación 80 en un esfuerzo por diferenciarse de los competidores que ofrecían chips similares) incluía varias innovaciones técnicas que elevaban su rendimiento sobre el de sus predecesores. Intel añadió a su nuevo diseño un caché de instrucción y datos de 8K en el chip, y una unidad de coprocesador matemático, que había estado separada. Esta fue una decisión para atraer el mercado de las estaciones de trabajo.

El cambio más profundo fue la habilidad del 486 para ejecutar instrucciones en un ciclo de reloj doblando virtualmente su velocidad de procesamiento. En conjunto, esto significaba que aún un CPU con una velocidad de reloj relativamente lenta podía superar la ejecución de un 386 más rápido.

Mientras tanto, Intel siguió expandiendo con agresividad la línea 386/486, diseñando muchos productos para llenar diversas áreas del mercado. Primero vino el chip 386SL para las PCs tipo cuaderno, con opciones internas para administrar la energía. Luego vino el 486SX, que era idéntico al DX, pero tenía desactivado el coprocesador matemático.

El próximo chip en la evolución del CPU incluía la serie de chips DX2 (que duplica la velocidad de reloj) y que corría a un 486 al doble de la velocidad de reloj de la tarjeta madre. Estos chips estaban disponibles en velocidades de reloj de 25/50 MHz y 33/66 MH. Junto con estos, también vino el 486SL de 3,3 voltios, el CPU más reciente para ahorro de energía en las máquinas tipo cuaderno. En total, hubo unos 40 distintos chips 386 y 486 de Intel, siendo el más rápido el 486DX2/66 de 54 MIPS.

Intel no dice mucho acerca de sus planes futuros sobre la dirección del diseño de sus chips. Hay planes inmediatos para tener un 486 que triplica la velocidad interna que debe operar a 99 MHz, y habrá una serie de productos de mejora basados en Pentium que se conectarán en el zócalo de 238 púas que muchos fabricantes de equipo original han estado instalando en las tarjetas madres de 486. Después de estos diseños vendrán versiones de 3,3 voltios que permitirán una operación a una más baja temperatura, un problema grande con los primeros diseños que usaba Pentium, y con ahorro de energía.

Intel tiene ahora equipos de trabajo dedicados a los sucesores del Pentium. El primero está trabajando en un proyecto nombrado P6, un CPU que debe aparecer al final de 1995, y que tendrá 10 millones de transistores, 9.994.000 más que el 8080 original de 1974 con el que todo comenzó.

Cuadro Comparativo

* MIPS = Millones de Instrucciones Por Segundo

2. Las Memorias: cualquier programa a ser corrido en un microcomputador deberá encontrarse en la unidad de memoria del propio computador. Si bien estos programas pueden residir en disco, tape o cualquier otro dispositivo de almacén secundario, estos programas no podrán ser corridos por el microcomputador mientras no sean transferidos a la memoria propia del microcomputador.

Un elemento crítico en el rendimiento de los microcomputadores actuales es afinar la memoria para que el mismo concuerde al microprocesador. Cuando un CPU necesita enviar datos a la memoria o leer los de ella y ésta no los puede suministrar con suficiente rapidez, el microprocesador debe parar momentáneamente y esperar por la memoria uno o dos ciclos de reloj del sistema. Cada ciclo de reloj se cuenta como un ciclo de espera, y cada uno de ellos reduce el rendimiento proporcionalmente. Los microprocesadores típicamente requieren dos ciclos para el acceso a memoria; si se añade un ciclo de espera se reduce el rendimiento de un 50 por ciento.

Los diseñadores de sistemas usan tres (03) técnicas para mejorar el acceso a memoria y evitar los ciclos de espera. Estas técnicas se combinan con frecuencia es los sistemas. A continuación explicamos las tres (03) técnicas:

1. Los Chips de Memoria de Modo de Paginación: usan un diseño diferente a los chips de acceso lineal. Esta técnica permite varios accesos dentro de un rango (llamado página) sin ciclos de espera.

   La mejor manera de evitar los ciclos de espera es utilizar un caché de memoria (también conocido como caché del CPU o caché de la RAM del procesador) en la configuración del sistema. Varios factores como el tamaño del caché, la organización y el criterio de escritura afectan su rendimiento, pero a pesar de esos factores, es mejor tener un caché que no tenerlo.

   Un caché es un bloque pequeño de memoria estática (SRAM) rápido pero costoso que opera sin ciclos de espera, que se interpone entre el procesador y la lenta memoria del sistema. Un controlador de caché intenta anticipar las necesidades del microprocesador y llena el caché con el contenido de la memoria que tenga más probabilidad de acceso. El caché tiene un "hit" (o acierto) cuando la información necesaria está en el caché y el microprocesador no tiene que esperar por extraerla. El caché tiene un "miss" (o fracaso) cuando la información necesaria no está en el caché y el microprocesador debe esperar a que la información se extraiga de la memoria principal. En general, mientras más grande sea el caché, mayor será la probabilidad del "hit".

   El caché incluido en el 486 es más eficiente que un caché externo porque tiene una vía de acceso de información directa de 128 bits al circuito de procesamiento del chip. Intel limitó el tamaño de 8K porque sus circuitos ocupan un tercio del área del chip. Los cachés externos, que se deben conectar al 486 mediante su ruta de datos de 32 bits. La efectividad de un caché depende del software que ejecute. Intel dice que probablemente no necesite un caché adicional para DOS, pero que use uno tan grande como pueda para Netware, Unix y otros sistemas operativos avanzados.

2. La Memoria Intercalada: se distribuye en dos o más bancos y altera las direcciones entre los mismos. Mientras se hace acceso a un banco, el otro se recupera para la próxima operación. Un intercalado doble teóricamente reduce a la mitad los ciclos de espera porque las lecturas y escrituras aleatorias se harán en un banco que está listo la mitad de las veces. El rendimiento real mejora porque la mayoría de los accesos son secuenciales y alteran naturalmente entre los dos bancos. La desventaja de La Memoria Intercalada es la necesidad de múltiples bancos (un número par para un intercalado doble, o un múltiple de cuatro para un intercalado cuádruple).

   Los principales tipos de memorias que normalmente se emplean asociados a los microprocesadores y formando parte integrante de la configuración básica de los mismos son:

   1. 2. Memorias de Sólo Lectura (ROM): grabadas por el fabricante del IC con los datos proporcionados por el usuario; como es lógico, éstas memorias son muy específicas de equipos concretos y es imposible alterar su contenido; por lo tanto, solo es posible leerlas; en ellas se introduce rutinas de uso general para un equipo o datos de uso general, a este tipo de memorias pertenecen por ejemplo, los llamados generadores de caracteres, sirven para generar los caracteres alfanuméricos que luego usarán las pantallas de los monitores, los displays y las impresoras. Así como también pertenece el BIOS (Basic Input Output System) de un microcomputador, donde se guardan un grupo de instrucciones que, en respuesta a las requisiciones del sistema operativo o aplicaciones individuales, provee control primario de los dispositivos del micro.
      3. Las Memorias de Sólo Lectura Programables (PROM): este tipo de memorias pueden ser grabadas por el propio usuario; pero, una vez grabadas, su información permanece inalterable. Su grabación se basa en unos microfusibles que es posible fundir desde el exterior, byte a byte. La memoria antes de ser grabada presenta en UNO todos sus bits; cuando se destruye el microfusible, el bit correspondiente pasa a ser CERO.

         

         Detalle del Proceso de Grabación y Borrado de un Bit: En la Grabación los Electrones se agrupan en torno a la rejilla, haciendo conducir al Transistor. En el Borrado los Electrones se retiran, con lo que el Transistor deja de Conducir

         

         Borrador EPROM con una Lámpara UV. Recordamos la necesidad de tapar la Lámpara para evitar daños a la Retina

      4. Las Memorias de Sólo Lectura Programables y Borrables (EPROM): este tipo de memorias también pueden ser programadas por el usuario, pero con la particularidad de que pueden ser borradas hasta unas quinientas veces. El borrado consiste en aplicar al IC un fuerte campo de radiación ultravioleta durante unos minutos; para ello estas pastillas de memoria poseen una ventanilla de cristal de cuarzo transparente que hace visible el IC desde el exterior.
      5. Las Memorias de Sólo Lectura Programables y Borrables Eléctricamente (EEPROM): su base es similar a las EPROM; pero tienen la particularidad de que esa energía mencionada para borrarlas es suministrada mediante una tensión eléctrica simplemente.
   2. Las Memorias No Volátiles o Muertas: son aquellas cuya información no se pierda aunque se apague el equipo, esto es, aunque falte su alimentación. A éste campo pertenecen:
   3. Las Memorias Volátiles o Vivas: estas memorias pueden ser grabadas y leídas un número indefinido de veces, a éste grupo pertenecen las memorias RAM (Memorias de Acceso Aleatorio). El contenido de estas memorias permanecen mientras permanece también la tensión eléctrica que las alimenta; esto es mientras esté conectado el equipo.
3. El Caching de Memoria.

1. Todavía se pueden comprar chips DIP de 256, 64 ó 16 KB, pero terminarán costándole más caros que el chip de 1 Megabit. En cuanto al futuro IBM anunció que estaba produciendo chips de 4 MB tipo DIP en cantidades para usuarios en sus propias computadoras.

    

   

    

   DIP

2. Memorias DIP: la forma más usual de chips de RAM es el tipo DIP (Dual Inline Package) que luce como ciempiés. Son los más baratos de las tres formas, pero ocupan el mayor espacio en las tarjetas. Un computador de 33 MHz probablemente necesitaría chips más caros con acceso de 80 u 85 ns. Los caché de hardware, usados en las microcomputadoras rápidas basadas en 386/486, normalmente hacen innecesario el uso de los chips RAM rápidos.

    

   

3. Memorias SIP: la forma más cara y compacta del RAM son los chips tipo SIP (una línea de pines). Los SIPs parecen pequeños peines y consisten de una tarjeta estrecha de chips de RAM de montaje de superficie y una línea de pines que se extiende a lo largo de uno de los lados de la tarjeta. Los SIPs requieren cuidado si se instalan a mano, pero frecuentemente vienen soldados por el fabricante a la tarjeta que los contiene.
4. Memoria SIMM: otra forma más cara y compacta del RAM son los chips tipo SIMM (módulo de memoria individuales en línea). Los SIMMs parecen tarjetas de expansión en miniatura. Con la misma silueta estrecha de los SIPs, encajan convenientemente en un conector en la tarjeta madre o en una tarjeta de memorias. Casi cualquiera puede instalar SIMMs sin preocuparse de dañarlos, y el reemplazar SIMMs de baja capacidad y con módulos de capacidad no es más difícil.

SIMM

Los SIMMs vienen en varios tamaños, desde 256K hasta 16 MB. Actualmente, los SIMMs de 1MB y 4MB parecen ser los más populares. La tarjeta madre debe estar equipada con un número adecuado de zócalos con capacidad de acceso a ellos para manejar las necesidades del software (note que los zócalos de SIMMs de metal son preferibles a los de plástico). Para aprovechar a un sistema operativo de 32 bits como OS/2 2.0 ó Windows NT, querrá por lo menos 8MB de RAM, por lo tanto, una tarjeta madre de 16MB puede quedarse corta. Muchos productos actuales le permiten instalar 32MB, 64MB ó hasta 128MB de RAM.

El tipo de memoria SIMM es importante cuando se considera la memoria de la tarjeta madre. Hay varios tipos de SIMM disponibles, pero los SIMMs de 1MB de más popularidad contienen SIMMs de 1 por 9 bits; los SIMMs de 4MB típicamente contienen nueve chips de 4 megabits. En cualquiera de los dos casos, los chips pueden disponerse en el modo de paginación o en el modo lineal. Son necesarios cuatro SIMMs de 1 por 9 por cada banco de memoria de 32 bits (sólo dos para un sistema 386SX). Unas cuantas tarjetas madres usan SIMMs de 36 bits estilo IBM, que le permiten expandir la memoria añadiendo un SIMM a la vez.

Los SIMMs también pueden tener distintas clasificaciones de velocidad, tipicamente de 60 a 80 nanosegundos (una billonésima de segundo). Los SIMMs más rápidos cuestan más.

1. Las Memorias Estáticas y Dinámicas: los circuitos semiconductores RAM están disponibles en dos formas básicas, clasificados como:

2. Memoria Estática: se aplica energía eléctrica constantemente al IC para retener los datos almacenados.
3. Memoria Dinámica: depende de capacitores semiconductores para almacenar bits, y no arreglo de transistores. Los capacitores microscópicos representan datos al cargarse por "1" lógico, y al descargarse por un "0" lógico. Con este sistema no se necesita aplicar energía eléctrica constantemente a cada capacitor para retener su carga (datos); pero como la carga se disipa eventualmente en el capacitor, una memoria dinámica necesita refrescarse periódicamente para contrarrestar la lenta descarga. Las ventajas principales de las memorias dinámicas sobre las estáticas son:

• Menor tamaño de la celda básica de almacenamiento (menor área por bit en el bloquecillo de Si), resultando en una capacidad de almacenamiento mayor por dispositivo.
• Menor requerimiento de potencia por bit.
• Menor disipación de calor por bit.
• Menor costo por bit.

Contra estas ventajas se requiere circuitería adicional para habilitar el refrescamiento. En muchos casos la circuitería de refrescamiento se incluye en el mismo microcircuito o en otros microcircuitos interrelacionados. Sin embargo, la complejidad adicional dificulta la temporización, la confiabilidad y la depuración de un sistema dinámico.

3. Unidades de Entrada y Salida (I/O): Input/Output (entrada/salida), o como se abrevia comúnmente, I/O es el término que se emplea para describir la transferencia de información entre el CPU y el mundo exterior. Mundo exterior equivale, en este contexto, a todos los dispositivos que pueden conectarse al microcomputador. No incluye ni la memoria RAM ni la memoria ROM, que se consideran integradas al microcomputador. La distribución de lo que ocurre en el exterior es un tanto arbitraria. Pero todos los circuitos lógicos diseñados para trabajar en íntima unión con el CPU y la memoria principal, se consideran como pertenecientes al interior del microcomputador.

Hablando en forma general, al transferir los datos desde el interior del CPU a un dispositivo exterior, será necesario realizar tres operaciones básicas:

• Saber a qué dispositivo de I/O se desea acceder. Para ello es necesario identificar cada periférico mediante una dirección de I/O.
• Determinar el estado actual de dicho dispositivo de I/O. Si una impresora, por ejemplo, está apagada, es difícil que pueda imprimir datos; o un disco puede estar ocupado en la lectura o escritura de un dato ordenada por otro usuario o programa.
• Indicar la función de I/O que se desea que realice el periférico.

De forma muy general, la estructura de un dispositivo de I/O es el que se muestra en la siguiente figura.

En ella puede apreciarse la existencia de tres (03) elementos:

1. Procesador: es el componente en un computador digital que interpreta las instrucciones y procesa los datos contenidos en los programas del computador. Los CPU proporcionan la característica fundamental del computador digital, la programabilidad, y son uno de los componentes necesarios encontrados en los computadores de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primario y las facilidades de entrada/salida. Es conocido como microprocesador al CPU que es manufacturado con circuitos integrados. Desde mediados de los años 1970, los microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los otros tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a algún tipo de microprocesador.
2. Interface: es la parte del dispositivo que se encarga de gestionar el intercambio de información entre el dispositivo periférico y el CPU. Como tal, reconoce si la dirección del dispositivo al que quiere acceder el CPU es la del dispositivo de I/O al que está asociada, reconoce también de qué tipo de operación de I/O se trata, y se encarga de almacenar temporalmente los datos de I/O y de dar cuenta del estado del dispositivo de I/O a el CPU.
3. Controlador: es el que gestiona directamente el dispositivo periférico. Por ejemplo, en un disco se encarga de generar las órdenes de movimiento de la cabeza de lectura-escritura. En una pantalla se encarga de controlar a la circuitería de vídeo, etc.

   La realización de una operación de I/O responde a la ejecución por el procesador de una instrucción de I/O. El efecto de dicha instrucción, e incluso su formato, dependen de la organización física de la I/O, de la que nos ocupamos brevemente a continuación:

   1. 1. Las operaciones de I/O con este tipo de organización, por tanto, no difieren en nada de las operaciones de lectura y escritura de memoria, y las instrucciones de I/O no se distinguen formalmente de las de transferencias de información con la memoria principal.

         Este tipo de organización presenta como ventaja una simplificación de la estructura y del repertorio de instrucciones, pero también tiene inconvenientes. Entre ellos, el principal es que no permite la transferencia simultánea de información entre la memoria y el procesador, y los dispositivos de I/O y el procesador, ya que se utilizan los mismos buses de direcciones y de datos para ambos casos. En la siguiente figura se ilustra este tipo de organización.

         

      2. Organización en Bus Único: en este tipo de organización no se realiza ninguna distinción entre la memoria principal y los dispositivos de I/O. Estos están unidos al bus de direcciones y al bus de datos como si se tratara de otras posiciones de memoria.
      3. Organización en Bus Dedicado de Entrada/Salida: este tipo de información utiliza un bus especial de entrada/salida, al que están conectados los correspondientes dispositivos. La organización muestra en la siguiente figura. Este bus especial, denominado bus de I/O, tiene cuatro componentes fundamentales:
   2. Organización Física de la I/O: aunque son muchas las variantes que existen en los equipos reales, mencionaremos dos organizaciones que, por su importancia, sirven como tronco común; se trata de:
4. Periféricos: entendemos por éste al dispositivo de I/O propiamente dicho el sistema cabezas de lectura-escritura y motor de giro en un dispositivo de disco, o la circuitería de vídeo y la pantalla en una cónsola, etc.

2. Datos: por donde se intercambian los datos entre el procesador y los dispositivos de I/O.

    

   

3. Direcciones: utilizado para identificar el dispositivo de entrada/ salida objeto de la transferencia.
4. Control: que transporta información especial; por ejemplo, sobre el estado de los dispositivos de I/O. La función de este componente puede ser sustituida a veces por el componente de datos.
5. Sincronización: que lleva la información necesaria para la temporización correcta de los eventos de I/O.

Las ventajas e inconvenientes en este caso son evidentes: a costa de una mayor complejidad ganamos en flexibilidad y en la posibilidad de realizar simultáneamente transferencias de información entre el procesador, los dispositivos de I/O y la memoria.

1. En la siguiente figura se muestra el formato general de las instrucciones de I/O. Vemos que se componen de tres (03) campos:

   1. Código de Operación (CO): el contenido de los bits de este campo indica el procesador que se trata de una operación de I/O.
      0. Operaciones de Entrada de Datos: producen la transferencia de información desde el dispositivo de I/O al componente de datos del bus de I/O y de éste al CPU o a la memoria principal.
      1. Operaciones de Salida de Datos: producen la transferencia de información desde el CPU o la memoria principal al componente de datos del bus de I/O y de éste al dispositivo de I/O.
      2. Operaciones de Control: transmiten, generalmente a través del componente de datos del bus de I/O, códigos de operaciones especiales a los dispositivos de I/O; por ejemplo, la orden de rebobinarse a una cinta o la orden de situar la cabeza de lectura/escritura de un disco en un determinado sector de una determinada pista.
      3. Operaciones de Prueba de Estado: permiten al CPU conocer el estado de los diversos elementos que componen el dispositivo de I/O. El CPU sabe así, en todo momento, si un determinado periférico está preparado para aceptar información.

      

      Formato de Una Instrucción de I/O

   2. Código de Órden (COR): el contenido de este campo indica el tipo de operación de I/O a realizar. Distinguiremos fundamentalmente cuatro (04) tipo de operaciones:
   3. Dirección de Periféricos (DP): sirve para identificar, mediante una determinada secuencia de bits, al periférico al que se desea acceder.
2. Formato de las Instrucciones de la I/O: como dijimos anteriormente, la realización de una operación de I/O responde a la ejecución de una instrucción de I/O por otra parte del CPU. Es, por tanto, interesante conocer el formato de dichas instrucciones y compararlas con las instrucciones habituales, cuyo formato ya conocemos.
3. Interfaces de Entrada/Salida: nos ocuparemos del elemento de los dispositivos de I/O que puede ser tratado de forma general para cualquiera de ellos: las interfaces de I/O. El controlador y el periférico propiamente dichos dependen ya del tipo de dispositivo de I/O concreto.

Las funciones primordiales que cumplen una interface de I/O son:

• Reconocer la dirección de dispositivo de I/O presente en el bus de I/O y activar el bloque controlador-periférico sólo cuando su dirección coincida con la del bus.
• Almacenar temporalmente los datos destinados al periférico o procedentes de él, así como los correspondientes al estado del dispositivo de I/O.
• En determinadas ocasiones, servir de adaptación entre el formato de los datos tal como proceden del bloque periférico-controlador y el formato de los datos tal como deben aparecer en el bus de I/O.
• Generar dichas señales de gobierno internas al dispositivo de I/O necesarias para el correcto funcionamiento de las transferencias.

En la siguiente figura se muestra un esquema muy general de una interface de I/O. En ella puede verse los elementos fundamentales de la misma. Estos son:

2. Circuito Detector de Direcciones: se encarga de reconocer si la dirección del dispositivo presente en el bus de I/O es la de ese dispositivo en concreto.
3. Decodificador: su misión es análoga a la de su homólogo en el CPU. Se encarga de decodificar el código de orden, facilitando así el circuito controlador la tarea de saber de qué tipo de operación de I/O se trata.
4. Circuito Controlador: se encarga de organizar las operaciones necesarias para una correcta transferencias de información dentro del propio dispositivo de I/O.
5. Registro de Transferencia (T): se encarga de almacenar temporalmente los datos que se intercambian entre el bus de I/O y el bloque controlador-periférico.

   

   Estructura de una Interfase de I/O

   Existen dos (02) tipos de Interfaces en los Microcomputadores, ellos son:

6. Registro de Estado: contiene un biestable por cada condición de estado a señalar, estas condiciones pueden ser, por ejemplo, periférico ocupado, o desconectado, funcionamiento incorrecto del controlador y/o del periférico, etc.

   La interface entre la PIA y el CPU suele constar de líneas de datos, de dirección y de control. Por supuesto, las líneas de datos son bidireccionales, mientras que las de direcciones son unidireccionales y componen su subconjunto del bus de direcciones del sistema. Así pues el PIA aparece como una serie de direcciones específicas de memoria que pueden ser seleccionadas por instrucciones apropiadas de Software. El PIA utiliza también señales de R/W (Lectura/Escritura), para determinar las direcciones de los datos que influyen desde-hacia el PIA.

1. Interfaces Paralela: en ellas los datos se reciben o se envían por octetos (bytes) o grupos de octetos. La mayoría de los microcomputadores llevan algún tipo de ayuda de entrada/salida en paralelo (Parallel Input/Output: PIO). Los microprocesadores de hoy en día las llevan incorporadas; las PIO adoptan la forma de uno o más dispositivos LSI (Baja Escala de Integración), que se conocen comúnmente con el nombre de Adaptadores de Interfaces con Periféricos (Peripheral Interface Adaptadors: PIA).
0. Interfaces Serie: las transferencias de datos en paralelo resulta especialmente adecuada para trabajar en alta velocidad a distancias relativamente cortas. Un ejemplo podría ser el enlace de un microcomputador a una impresora matricial cerca. Sin embargo, existen una serie de aplicaciones en la que no resulta apropiado transferir en paralelo; por ejemplo, las comunicaciones telefónicas. En tales casos, los deberían enviarse en serie. Por tanto los que salen en paralelo del microcomputador tendrían que reorganizarse formando ileras de bits y transmitirse una detrás de otras. Un requisito esencial para hacer esa reorganización es disponer de un medio para convertir de paralelo a serie.

Esta interface suele adoptar la forma de un dispositivo LSI que contiene una gran cantidad de registros, uno de los cuales dispuestos como registros de desplazamiento.

Cuando se trate la información de datos en serie hay que establecer una distinción entre los modos de transmisión, los cuales son:

1. Síncrono: es la transmisión simultánea de alta velocidad de grandes bloques de datos. Necesita de una unidad de reloj tanto en el transmisor como en el receptor, esta señal es fundamentalmente tanto para el proceso de codificación como para el de decodificación y puede ser transmitida por un camino distinto o regenerarse a partir de la información de sincronización que acompaña a los datos.
2. Asíncrono: es la transmisión a baja velocidad de datos, un carácter a la vez. Los bytes de datos se envían en forma de series de paquetes. Cada paquete contiene otros bits que ayudan al proceso de decodificación, por ejemplo, estos bits podrían ir al principio y al final de cada bytes. La velocidad a la que se transmiten los datos depende de una serie de factores y uno de los más importantes es el ancho de banda del medio de transmisión. La velocidad, es decir, la cantidad de bytes que se transmiten por segundo, se especifica en baudios y en los sistemas reales, varía entre 75 y 19.200 baudios.

1. 1. Como puede verse, el procedimiento es muy simple, pero su principal inconveniente es que lo habitual, sobre todo en dispositivos de I/O de fuerte demanda (discos, por ejemplo), es que haya que esperar para poder realizar la transferencia, y durante ese tiempo el CPU no está haciendo trabajo útil. Esto conduce a los dos esquemas que se presentan a continuación, más eficientes.

   2. Entrada/Salida Gobernada por Programas: se trata del procedimiento más sencillo de controlar la I/O, si bien es también el menos eficiente. Cuando en un determinado programa se requiere realizar una operación de I/O desde o hacia un dispositivo periférico, el programa pregunta el estado del mismo, para ver si se puede realizar la operación de I/O.

      Supongamos que se desea transferir un bloque de datos a un determinado dispositivo (por ejemplo, una impresora). Una vez se ha enviado un carácter, la impresora le avisa de que está preparada para recibir otro carácter, activando una interrupción. En ese momento, el CPU pasa a ejecutar una rutina de interrupción, que se ocupa de la transferencia, para luego volver a ejecutar otros programas, y así sucesivamente.

   3. Entrada/Salida Gobernada por Interrupciones: la idea base en este caso y en el siguiente es que el CPU pueda seguir trabajando mientras el periférico se prepara para recibir o aceptar otro dato.
   4. Entrada/Salida por Acceso Directo a Memoria (DMA): la idea en este caso es liberar aún más al CPU de las tareas de I/O eximiéndola incluso de realizar la transferencia propiamente dicha. Para ello se dota a la interface de la posibilidad de acceder a la memoria principal (que se supone origen y destino de los datos a transferir en las operaciones de I/O).
2. Procedimiento para Realizar la Entrada/Salida: hasta ahora hemos hablado primordialmente de los dispositivos físicos que regulan las transferencias a realizar en las operaciones de I/O: buses, interfaces, controladores y periféricos. A continuación vamos a dar una somera descripción de los tres procedimientos fundamentales para gobernar la I/O, comentando sus ventajas e inconvenientes principales.

Cuando hay que realizar una transferencia de un dato o bloque de datos, el CPU sólo debe ocuparse de informar a la interface de su origen en memoria y de su longitud (caso de ser un bloque). A partir de ahí se desentiende de la transferencia, y la interface se ocupa de tomar los buses de direcciones y de datos para acceder a la memoria principal (deteniendo para ello al CPU, en el proceso que se conoce como robo de ciclo y de ir realizando las transferencias).

Una interface así modificada recibe el nombre de Controlador de Acceso Directo a Memoria, o DMA (del inglés Direct Memory Access). Esta interface, aparte de los elementos presentados anteriormente, poseerá al menos dos registros adicionales: un registro de cuentas de palabras, para saber cuántas palabras de información se han transferido, y otro de dirección en curso, que almacena la dirección de memoria principal a la que hay que acceder para leer o escribir el correspondiente dato. Obviamente, este tercer método es el más eficiente y el más utilizado en los sistemas reales.

3. 1. El clásico AT bus últimamente conocidos como Arquitectura Estándar de la Industria (ISA).
   2. La Arquitectura Mejorada Estándar de la Industria (EISA).
   3. La Arquitectura de Micro Canal (Micro Channel o MCA).
4. Arquitectura de Buses: en el campo de los buses existen tres tipos:

Las dos primeras se remontan al bus de expansión de la microcomputadora original. Su éxito acarreó la revolución de la computadora personal, y la necesidad de inundar el mercado con máquinas diseñadas realmente para ser computadoras de negocios. Este esfuerzo engendró a la AT con su bus de expansión mejorado, de 16 bits y la capacidad para tener acceso a 16 MB de memoria (comparados con el bus de 8 bits y su máximo de 1 MB de memoria que presentaba la microcomputadora original). El bus de expansión que estas máquinas usaban se reconoce ahora como el patrón de la industria.

Poco después de presentarse la AT, y los microcomputadores se movieron hacia los territorios de mayores megahertzios, se hicieron evidentes las limitaciones del bus de AT. Era demasiado lento para mantenerse al paso de las necesidades de memoria de los microprocesadores 80286 que corrieran a más de 8 MHz. El tratar de forzar la ejecución del bus AT no resultó; compañías como Dell Computer Corp., lo hicieron y descubrieron que la mayoría de las tarjetas de expansión fallaban cuando la velocidad excedía 10 MHz o más.

Compaq Computer Corp., mostró al mundo el camino a seguir con su Arquitectura Flexible (Flex Architecture), que separaba la memoria del microprocesador del bus general de expansión. A través de una ruta directa al procesador, la memoria podía operar a velocidades tan rápidas como las que permitieran los chips que tuvieran disponibles. Todos los microcomputadores de alto rendimiento ahora usan una variación de este tema, conteniendo megabytes de memoria de acceso directo en la tarjeta madre y a menudo añadiendo ranuras exclusivas para expansión de memoria.

Hasta IBM ahora dota a sus tarjetas madres con 8 o más megabytes de memoria RAM rápida. Pero los microprocesadores 80386 y 80486 de hoy sugieren que existirán problemas de ejecución el bus de datos de 16 bits y el de direcciones de 24 bits del bus de AT no aprovecha el pleno potencial de estos chips, que prefieren ver buses de datos y de direcciones de 32 bits.

La respuesta de IBM a los problemas del bus de AT fue la Arquitectura de Micro Canal, que trajo una carga completa de desventajas junto con su aumento en la capacidad de manejo de datos y otras innovaciones. Rompiendo totalmente con el pasado, el Micro Canal es incompatible con las tarjetas de expansión de la PC y la AT. El MCA puede que sea técnicamente avanzado, pero hace extremadamente difícil diseñar tarjetas de expansión y computadoras compatibles con el mismo, y estando entretejido con tecnología exclusiva de IBM por usar sus recursos patentados.

EISA fue creado por la pandilla de los nueve, un consorcio de fabricantes de equipos compatibles con IBM, encabezados por Compaq Computer Corp., y se diseñó para ofrecer la potencia del Micro Canal sin sus desventajas. Las opciones avanzadas de EISA duplican esencialmente las del Micro Canal, un programa de instalación, arbitraje del bus, interrupciones compartidas, sin mostrar sus desventajas. Después de todo, los arquitectos podían acudir al Micro Canal para ver qué podían incorporar a su diseño. Se beneficiaron de la experiencia y los problemas de IBM.

Para los diseñadores de tarjetas, el mejor aspecto de EISA es su compatibilidad con tecnología previa. Las tarjetas de expansión para EISA no tienen que ser más complejos como sus contrapartes para Micro Canal, los diseños de tarjetas ordinarias para los microcomputadores todavía trabajan para los propósitos originales. Los ingenieros pueden llevar al mercado tarjetas de interfaz simples sin mucha lucha.

La diferencia principal entre las tres opciones de bus importantes en el mundo de los microcomputadores es el conector de borde de dicha tarjeta.

El conector EISA se diseñó para tener compatibilidad previa con las tarjetas de ISA. Se mantienen todas las conexiones de ISA en sus posiciones normales, pero se añade una nueva fila de contactos más baja para unirse a las funciones avanzadas. Estos contactos se unieron a los circuitos de la tarjeta de expansión intercalando las líneas entre los contactos de ISA de la tarjeta.

MCA elimina la compatibilidad de hardware y sólo garantiza la de software con el bus de la AT. Por lo tanto, los diseñadores de MCA estuvieron libres para alterar el diseño de la ISA, reorganizar las funciones de los contactos para reducir la interferencia y beneficiar operaciones de alta velocidad. Y añadieron nuevas funciones.

Por lo tanto, las tarjetas de MCA sólo trabajan como ranuras de MCA. Las ranuras de EISA acomodarán tanto las tarjetas de ISA como las de EISA, pero la compatibilidad es en un solo sentido: las tarjetas de EISA no trabajan en ranuras de ISA.

PERIFÉRICOS

Anteriormente vimos la estructura y el funcionamiento del procesador central, y la memoria principal, pero de nada serviría una máquina sumamente potente, capaz de ejecutar cualquier aplicación informática, por complicada que fuera, pero incapaz de aceptar datos ni entregar resultados.

Para lograr esta necesaria comunicación, los datos y todas las informaciones deben estar soportados en elementos físicos a los que el procesador central tenga acceso. Estos elementos necesarios son los denominados soportes de información, que estarán instalados en dispositivos de entrada y salida, respecto al procesador central, conocidos popularmente como periféricos tal como se muestra en la siguiente figura:

Cuando se trata de establecer esta comunicación, se presentan dificultades por motivos de variedad de periféricos, diferencias de velocidad de transferencia y otras circunstancias.

Estas dificultades de comunicación del procesador central con los periféricos se salvan con las unidades de I/O, que son subsistemas de hardware y software, compuestos por interfaces, controladores y los periféricos que veremos a continuación.

1. 1. El Teclado: la arquitectura base de un teclado consiste en una matriz de pulsadores de contacto, controlada por su correspondiente circuito electrónico, que explora la matriz, comprobando si se pulsa alguna tecla a una velocidad muy superior a la que se consigue pulsando manualmente.
2. Periféricos de Entrada de Uso General: un periférico de entrada es cualquier dispositivo por el que se introduce información a la Unidad Central de Proceso. El periférico de entrada que más se utiliza es el teclado.

1. Partes Fundamentales de un Teclado:

• Soporte y Teclas.
• Matriz de Pulsadores de Contacto.
• Conectores de Enlace con el CPU (tipo DIN y PS/2).

1. Partes Fundamentales de un Controlador de Teclado:

• Unidad Principal de Control.
• Decodificador de Filas de Pulsadores.
• Decodificador de Columnas de Pulsadores.
• Buffer de Teclado.
• Circuito Supresor de Rebotes.
• Reloj de Teclado.

1. Funcionamiento del Teclado y su Controlador: cada vez que se pulsa una tecla, se cierra un contacto en el punto de conexión en que se cruzan una fila y una columna. El procesador de Teclado lee la señal y la convierte en un código especial denominado código de búsqueda (scan code), que se transfiere a la unidad de control mediante una interrupción, de las referidas anteriormente.

El circuito controlador de teclado (CCT) debe resolver las pulsaciones de dos o más teclas simultáneamente, detecta la acción y reaccionar rápidamente.

Inicialmente los teclados de ordenadores tenían 83 teclas, conectadas a una matriz incompleta de 23 filas por 4 columnas. Cada tres milisegundos, aproximadamente, el CCT comprueba las columnas una por una para verificar si alguna línea está a nivel bajo, por encontrarse pulsada una tecla.

Se explora cada columna y se lee y almacena en la memoria, de unos 2K de capacidad, el estado de pulsación del teclado en cada una, de las filas de la correspondiente columna. Si una tecla está pulsada, el correspondiente punto de cruce, de fila y columna, se pone a cero (0) voltios.

Cada tecla pulsada (buscada) genera un código de 8 bits correspondiente al número de tecla. Estos códigos se almacenan en el buffer del CCT, de esta forma el buffer memoriza la secuencia de las últimas teclas pulsadas.

Se puede observar que los microcomputadores de un solo procesador central, cómo manejando un procesador de textos, si se pulsan unas cuantas teclas cuando se está grabando un disquete, las correspondientes teclas no aparecen en pantalla cuando se pulsan, pero una vez que la grabación ha finalizado el procesador central lee el buffer del teclado y transfiere los caracteres correspondientes a la pantalla. El buffers de los denominados expandidos, de 102 teclas del tipo QWERTY con 12 teclas de funciones especiales, memoriza las 15 últimas pulsaciones y emite un pitido cuando se desborda.

Uno de los problemas que existen con los pulsadores mecánicos de las teclas es que el cierre no se asienta de una manera limpia, electrónicamente hablando; el contacto rebota varias veces en unos pocos milisegundos, antes de conseguir un contacto definitivo. Estos rebotes se podían interpretar como pulsaciones válidas.

Para evitar estos posibles errores, el CCT dispone de un circuito basado en un cerrojo electrónico que introduce un pequeño retardo, de varios milisegundos, en la lectura de la tecla pulsada.

Todos los teclados disponen de unas teclas especiales (Ctrl/Shift/ Alt). El CPU comprueba directamente la pulsación de estas teclas, y si coinciden con otra u otras teclas, genera funciones o caracteres especiales.

Para facilitar las repeticiones, si se mantiene pulsada una tecla más de un cierto tiempo, del orden de 300 milisegundos, el CCT genera el correspondiente código y lo envía al CPU con una velocidad de repetición de diez veces por segundo.

Para que un mismo soporte físico de teclado pueda ser utilizado como periférico de entrada, con alfabetos diferentes según el idioma, la mayoría de los teclados permiten redefinir las teclas por software, mediante programas controladores de teclado drivers particularizados a cada país, cargándose automáticamente en el arranque.

El tipo de conexión más habitual del teclado con el CPU se efectúa mediante un cable flexible en espiral con un conector circular ya sea tipo DIN o tipo PS/2.

1. El Ratón o Mouse: el ratón es un dispositivo de entrada que está diseñado para facilitar las operaciones del microprocesador al usuario. Trabaja en entornos operativos que actúan mediante menús cuyas opciones se seleccionan mediante una flecha desplazable con el movimiento del ratón.

Los ratones más sofisticados disponen de un controlador hardware con microprocesador incorporado, que elimina las vibraciones de la mano mediante la técnica de filtrado de la señal, lo que proporciona unos dispositivos de punteo muy precisos, aptos para aplicaciones de diseños con zoom, y programas con menús de gran número de ventanas en pantalla.

1. Partes Fundamentales del Ratón: el ratón se compone de una bola cuyo desplazamiento se mide por la rotación que produce el movimiento de la bola en poleas solidarias de unas pequeñas placas circulares. La rotación se codifica mediante sensores ópticos o electromecánicos internos. Además posee uno, dos o tres botones en su parte superior.
2. Conexión e Instalación: el ratón se conecta, habitualmente, con alguna entrada/salida serie del CPU aunque hay ratones que se conectan directamente al bus.

Para que un determinado programa pueda ser controlado por el ratón, debe instalarse previamente en memoria, el programa controlador de software (driver), que reconoce e interpreta los movimientos y las pulsaciones sobre el ratón.

1. Necesitan un programa especial que los controla durante su operación, el cual permite algún tratamiento posterior de la imagen, o lo convierte a un formato con el que otros programas pueden leerla y tratarla.

   Está indicado para la obtención de fotografías o dibujos con la intención de utilizarlos en un sentido artístico, no técnico.

   Algunos scanners disponen de software del tipo OCR (Output Character Reconaissance) o Reconocimiento de Caracteres. Pueden leer los puntos que componen una página de texto, y el programa asociado los traduce en los caracteres ASCII correspondiente.

2. Scanner o Rastreadores: son los dispositivos complementarios de las impresoras láser. Exploran un papel a una resolución de 300 puntos por pulgada y proporcionan una representación de la imagen, con opción de almacenarse en un soporte de datos (disquete o disco duro).
3. Otros Periféricos de Entrada: en diferentes áreas de la computación se utilizan gran variedad de periféricos de entrada. Algunos porque ya están cayendo en desuso y otros por no ser tan utilizados en el área de Gestión, no se han tratado con detalle. Entre ellos se pueden citar los siguientes:

• Tableta Digitalizadora.
• Lápices Ópticos.
• Unidades de Cinta Perforada.
• Lectoras de Tarjetas Magnéticas.
• Lectoras de Marcas Ópticas.
• Lectores de Barras.
• Ratón Lápiz.
• Jostick.
• Otros Transductores Digitales.
• Reconocedores de Voz.
• Otros Transductores Analógicos y su Conversor Analógico/Digital.

1. 1. Tarjetas Controladoras y Monitores de Vídeo: todos los sistemas de ordenadores, con independencia de su envergadura, están generalmente equipados con un teclado y una pantalla por terminal. Esta pantalla, conocida también en el vocabulario informático por monitor, está gobernada por su correspondiente circuito o tarjeta controladora de vídeo.
2. Periféricos de Salida de Uso General: un periférico de salida es cualquier dispositivo que recibe información del CPU. Los periféricos y controladores de salida más utilizados son:

Puesto que, un gran porcentaje, se basan en la técnica de presentación usada en la TV comercial, conviene conocer la técnica de generación de imagen en ella.

1. Formación de la Imagen: el principio de generación de la imagen en la pantalla de un microprocesador es el mismo que en la TV convencional. La imagen se compone mediante líneas. El número de líneas por segundo se llama frecuencia de línea y en la TV es de 15.625 Hz (15.625 líneas por segundo).

Un grupo de 625 líneas forma un cuadro, aunque en la TV comercial se descompone en dos campos de aproximadamente 312 líneas y media cada uno, técnica denominada entrelazado de la imagen (hay algunas líneas dedicadas al control del sincronismo de la imagen; en la pantalla se muestra algo más de 500 líneas en cada cuadro).

Los cuadros se repiten a la velocidad de 25 cuadros por segundo, para lograr la sensación de movimiento (a esa velocidad la persistencia visual no percibe el parpadeo resultante de que los puntos de la pantalla permanezcan encendidos muy poco tiempo).

En el caso de los controladores de vídeo para ordenadores, hay algunas diferencias importantes:

• No se emplea la técnica de imagen entrelazada. Se utiliza un solo campo en cada cuadro.
• El número de cuadros por segundo es mayor y distinto para cada pantalla. Varía entre 50 y 80 cuadros/segundo. Se hace así para disminuir la fatiga del operador por el efecto del parpadeo.
• Aunque se ha dicho que con 50 cuadros/segundo ya no se percibe, hay un pequeño efecto de parpadeo que en TV se reduce aumentando la persistencia del fósforo del TRC (Tubo de Rayos Catódicos).
• La frecuencia de líneas también es, lógicamente mayor, variando entre los 15.625 Hz de TV y los 35 KHz en controladores de media resolución. Algunos controladores especiales llegan hasta los 70 KHz (70000 líneas por segundo).