Computación (página 3)

1. En el Modo Gráfico, con pantallas policromáticas, la información da cada pixel es más completa: color, intensidad de luminancia y atributos especiales (normal, parpadeo, etc).

   La calidad de la imagen está relacionada directamente con la amplitud de la paleta de colores y el mayor número de intensidades luminosas, pero, como se verá posteriormente, esto requiere una mayor capacidad de memoria de vídeo.

2. Modo Texto y Modo Gráfico: en Modo Texto, generalmente se utilizan pantallas monocromáticas. Cada carácter se forma a base de pixel (puntos en pantalla), definidos en la matriz de cada carácter. Con un solo bit por pixel se pueden codificar los dos estados, encendido y apagado. Este modo necesitará más bits por pixel, si se posibilita el subrayado, niveles de luminancia y otros efectos especiales.

   En las imágenes generadas por ordenador no es así, puesto que el contenido de la imagen se almacena en la memoria de la tarjeta de vídeo, y ésta contiene bits de información, estados 1 ó 0; en la pantalla se observarán puntos luminosos o puntos oscuros (o puntos de un color determinado).

   Al número de puntos por líneas, multiplicado por el número de líneas (líneas físicas dibujadas por el punto luminoso, no líneas de caracteres), se le llama Resolución Gráfica de la Imagen.

3. Resolución: una cuestión a considerar en la generación de la imagen es cuántos puntos componen una línea. En TV el brillo del punto luminoso que genera la línea varía de manera gradual a lo largo de ella.

   En algunas aplicaciones de diseño, las figuras geométricas son vectorizadas y mediante transformaciones matemáticas se parametriza cada pixel. Esta información de la imagen la codifica un controlador gráfico y la graba en la memoria de vídeo para representarla en pantalla.

4. Visualización de la Imagen: una vez que se graba en la memoria de vídeo la información completa de la imagen digitalizada en forma de pixels, mediante un generador de barrido, se hace una lectura de dicha memoria y posteriormente se transforma en la señal eléctrica adecuada, que controla la imagen representada en la pantalla de tubo de rayos catódicos.
5. Tarjetas Controladoras de Vídeo Estándar: en grandes sistemas, las tarjetas que controlan las pantallas de los terminales son particulares de cada uno. Esto lleva consigo una diversidad que los fabricantes han tratado de reducir para hacerlas compatibles entre ellos.

En el área de los microcomputadores los controladores gráficos para máquinas AT son:

• Monocromo Texto: no tiene modo gráfico y trabajan con 80 caracteres por columna y 25 líneas de texto en pantalla. No tiene conmutadores de configuración.
• Tarjetas CGA (Color Graphics Adaptador): funcionan en Modo Texto y en Modo Gráfico.

En Modo Texto no permiten el subrayado de caracteres sustituyéndolo por un color de fondo o color de los caracteres distintos. Si el monitor es monocromo, los caracteres se verán en pantalla con distintos tonos de grises (o verdes). Esto se debe a que la matriz de puntos de los caracteres es de 8 x 8, y no hay espacio para la línea de subrayado. Puede asignarse el carácter (foreground) un color de entre 16, lo mismo que al fondo (background).

En Modo Gráfico su resolución es de 640 puntos por 200 líneas con un solo color, ó 320 puntos por 200 líneas con 4 colores de punto. La memoria de vídeo es de 16 KB. La tarjeta CGA no necesita interrupciones de configuración.

• Tarjetas Hércules: son tarjetas que trabajan con monitores monocromáticos en Modo Gráfico.

Su resolución es de 720 puntos por 348 líneas. Requiere un programa especial de configuración que se suministra con la tarjeta y que permite seleccionar desde el teclado el modo de operación, Texto o Gráfico.

• Tarjetas EGA (Enchanced Graphics Adaptador): es un adaptador gráfico diseñado por IBM, con una resolución de 640 puntos por 350 líneas, hasta 16 colores (incluso en Modo Gráfico).

Para que trabaje con todos los colores en Modo Gráfico, es necesario expandir la memoria de vídeo de la tarjeta EGA (hasta 256 KB).

Se configura automáticamente como CGA, incorporando una extensión de memoria ROM del CPU, si el monitor es de color, sin necesidad de conmutaciones especiales.

Se complementa con un monitor EGA (de más resolución que el de la CGA), y cuando se hace funcionar con un monitor monocromático, sustituye el color por los tonos de grises (verdes) equivalentes.

• Tarjetas MCGA (Multi Color Graphics Array): esta tarjeta tiene una resolución máxima de 640 puntos por 480 líneas con dos colores (con más colores si se trabaja con resoluciones inferiores). Emulan a las de resolución inferior, y su paleta (conjunto de colores entre los que se puede elegir) es de 262.144 colores.
• Tarjetas VGA (Vídeo Graphics Array): disponibles en el mercado como tarjetas independientes. Emulan a las EGA y a las CGA. Tienen una resolución máxima de 640 puntos (pixels) horizontales por 480 puntos verticales, con 16 colores de una paleta de 262.144 colores. En el Modo de Texto de DOS, la resolución VGA es de 720 por 400. Se configuran automáticamente incorporando una extensión de memoria.
• Tarjetas Súper VGA: estas tarjetas tienen una resolución de 800 puntos por 600 líneas ó 1024 por 768 (a veces llamado informalmente VGA extendido), con 16 y 256 colores simultáneos.
• Tarjetas 8514/A y XGA: establecidas por IBM en 1987 y 1990 respectivamente con una resolución de 1024 por 768. Algunos incluso llegan a 1280 puntos por 1024 líneas. Mientras más resolución tenga el adaptador, más nítida será la imagen en pantalla.

1. Partes Fundamentales de una Tarjeta Controladora de Vídeo:

1. Para conseguir una resolución en Modo Texto de 640 pixels por línea y 480 por columna con un solo nivel de intensidad, se necesita una capacidad de memoria de vídeo de:

   640 x 480 = 307200 bits = 38400 bytes = 37.5 KBytes

   Una tarjeta gráfica con idéntica resolución que la anterior, con 3 colores por pixel, rojo, verde y azul, con dos niveles de intensidad, normal e intenso, y con 2 atributos especiales, normal y parpadeo, necesitará de una memoria de vídeo que se calcula de la siguiente forma:

   Número de bits para definir el Color = 2.

   Número de bits para definir la Intensidad = 1.

   Número de bits para definir los Atributos Especiales = 1.

   Número de bits por pixel = 2 + 1 + 1 = 4.

   Número de pixels de la Pantalla = 307.200.

   Capacidad de la memoria de Vídeo =

   307.200 x 4 = 1.228.800 bits = 153.600 Bytes = 150 KBytes.

   Esta tarjeta proporcionaría una paleta de 16 colores, combinación de 3 de ellos con 2 niveles de intensidad.

2. Memoria de Vídeo: en ella se almacena la información, en Modo Texto o Gráfico, digitalizada. La memoria de vídeo almacena los caracteres en una memoria ROM (generador de caracteres), que contiene los puntos que componen cada carácter y los envía al monitor al pulsar la tecla correspondiente.

   memoria de vídeo, para posteriormente transformar la imagen digitalizada en una señal eléctrica adecuada, para que a través de una conversión digital-analógica, se gobierne el tubo de rayos catódicos en el que se forma la imagen con los atributos de color, intensidad y otros especiales.

3. Generador de Barrido: su función consiste en realizar una lectura de la
4. Procesador Gráfico: lo forma la circuitería electrónica que con el software adecuado transforma la parametrización vectorial de la imagen de una información, con los atributos correspondientes a cada pixel.
5. Controlador Gráfico: la información parametrizada por el procesador gráfico se transfiere el denominado circuito controlador gráfico, en el tiempo que media entre dos cuadros, y la transforma en digital para grabarla en la memoria de vídeo y posteriormente convertirla definitivamente en la imagen.

1. Tarjetas Controladoras Gráficas Especiales: para aplicaciones de animación gráfica se utilizan los controladores especiales o dedicados, en los que el procedimiento de refresco de la memoria de vídeo lo realizan los circuitos especiales, independientes de la velocidad de reloj de la máquina.

Con estos controladores dedicados se actualiza el contenido de cada posición de su memoria de vídeo en el instante en que se visualiza, sin esperar al final del cuadro. Esto le permite la gestión de un número mayor de colores y de puntos en la pantalla.

Además, los controladores dedicados realizan el cálculo necesario para representar algunas figuras geométricas, el rellenado de las figuras y la ampliación o «zoom» sobre zonas escogidas de la pantalla, lo que libera de éste cálculo al CPU de la máquina, haciendo mucho más veloz.

El inconveniente de éstos controladores es su precio elevado. El monitor de vídeo que necesitan es de prestaciones del orden de 3 ó 4 veces superior al de los controladores normales, y al no tratarse de material estándar han de ser «soportados» por el fabricante del software con el que se desea trabajar. Esto supone que en el proceso de instalación del programa de aplicación se ha de escoger el controlador entre las opciones disponibles en el correspondiente menú.

1. Monitores: los monitores tienen como finalidad mostrar caracteres o información gráfica para su lectura en pantalla. Presentan problemas absolutamente distintos de los que se derivan de la observación de imágenes de TV comercial.

Las imágenes formadas con caracteres tienen su más duro rival en la sencilla y barata hoja de papel. El texto impreso alcanza resoluciones de 1200 dpi (dots-per-inch, puntos por pulgada), con los de la pantalla ha de competir con una resolución de unos escasos 75 dpi.

Los puntos de la pantalla son, por tanto, más grandes. Para aumentar su legibilidad se utilizan dos estrategias: se diseña cuidadosamente el carácter y se eleva la anchura de banda del monitor hasta triplicar el necesario para reproducir una imagen de TV de legibilidad equivalente.

Finalmente, un factor importante en la resolución de los monitores de color es el tamaño de los luminóforos, que oscila entre 0,5 y 0,25 mm. Los puntos luminosos que forman el carácter deben abarcar un número suficiente de luminóforos de colores distintos, para que se compongan correctamente el color resultante. Además los luminóforos iluminados en el borde del carácter lo difunden, efecto que se reduce haciendo el luminóforo más pequeño. La máscara intercalada ha de agujerearse con taladros más finos, lo que encarece la pantalla de color para caracteres.

1. 1. Resolución Vertical: que depende del número de líneas en cada imagen.
   2. Resolución Horizontal: que depende de la rapidez con la que pueda variar la luminosidad del punto luminoso en la pantalla.

   La resolución del monitor se mide mediante un parámetro denominado anchura de banda, que expresa la velocidad de cambio del brillo o luminosidad del punto proyectado en la pantalla.

   Se mide utilizando la siguiente técnica: se envía al monitor una señal compuesta sólo de cambios de brillo, que oscila entre el negro y el máximo brillo posible. Si todas las líneas enviadas contienen la misma información, en pantalla se verán sólo las líneas blancas verticales separadas por líneas negras.

   En contraste con la información enviada, el punto luminoso responderá a los cambios de brillo más lentamente, produciendo tonos grises en los bordes de las líneas. Si se hacen las líneas más estrechas, llegará un momento en el que se difuminen las zonas oscuras y brillantes.

   Contando el número de líneas que hay en la pantalla, en estas circuns-tancias (mientras sea posible contarlas), se observará el número de cambios de luminosidad permitidos en el tiempo que tarda en proyectarse la línea. En un receptor de TV comercial el número de líneas verticales máximo es de unas 250, por lo que se dice que su resolución horizontal es de 250 líneas ó 500 puntos (las zonas oscuras son puntos, igual que las blancas).

   De las 625 líneas que se trazan en la pantalla sólo se ven aproximadamente unas 550, es decir, 275 en cada campo. Si un campo se proyecta en blanco y el otro negro, se vería una retícula equivalente a la anterior pero en sentido horizontal, lo que nos sirve para calcular la resolución vertical del televisor. Será de 275 líneas ó 550 puntos.

   Se tiene, por tanto, una pantalla de 500 puntos horizontales por 550 verticales. Teniendo en cuenta que representa una resolución de aspecto de 4/3 (horizontal/vertical), se aprecia fácilmente que las resoluciones horizontal y vertical están descompensadas. En efecto no se percibe demasiado, porque la retina es poco sensible a los cambios suaves de luminosidad (horizontales, a lo largo de las líneas), y mucho a los bruscos (verticales, entre líneas).

2. Resolución del Monitor: Anchura de Banda: un factor adicional a considerar es la resolución o nitidez de las imágenes. Hay dos aspectos:

   Los monitores de vídeo comerciales presentan grandes diferencias de contraste y resolución, como consecuencia de las distintas soluciones adoptadas en cuanto al tipo de fósforo, construcción de la máscara del TRC, tamaño del luminóforo y otros factores.

   Cada fabricante ha optado por una combinación que le permite vender al precio que considera más competitivo. Lo normal es que se hayan mejorado uno o dos aspectos a cambio de menores prestaciones en los otros. En algunos casos los fabricantes han conseguido adelantos tecnológicos excepcionales, como el tubo trinitrón y el de pantalla plana (LCD).

3. Estándares en Monitores: los estándares en monitores se corresponden con los de las tarjetas controladoras de vídeo, además de los monitores de color, multisincronismo que se adaptan a todas las tarjetas controladoras conocidas.
4. Partes Fundamentales de un Monitor:

• Tubo de Rayos Catódicos (CTR).
• Yugo de Deflexión.
• Circuitos de Deflexión y Sincronismo Horizontal.
• Circuitos de Deflexión y Sincronismo Vertical.
• Circuito de Alimentación.
• Filtros de Pantalla.
• Mandos de Brillo y Contraste.
• Mandos de Sincronismo Vertical y Horizontal.

El tubo de la pantalla (CRT), que es en realidad una válvula termoiónica de alto vacío en que un rayo catódico barre la totalidad de la superficie a razón de 30 veces por segundo.

Esquema de un Monitor de Tubos de Rayos Catódicos

El barrido de la pantalla produce 625 líneas, mediante las cuales el choque de los electrones sobre la capa inferior fosforescente produce una trama visible de 625 líneas, cuya modulación de luminosidad, como consecuencia de la propia modulación del haz de electrones, produce la imagen. El tubo lleva adosados devanados de deflexión (yugo) que, mediante campos magnéticos perpendiculares, conducen al haz de electrones vertical y horizontalmente para cubrir toda el área de la pantalla.

La etapa elevadora de tensión compuesta de un oscilador que bate a una frecuencia específica de 15625 Hz (color) ó 15750 Hz (mono), la salida del oscilador, previamente amplificada, se aplica a un transformador de núcleo de ferrita que se encarga de obtener las diferentes tensiones que necesita el tubo para el enfoque, aceleración del rayo catódico y la muy alta tensión (18KV en monocromático y 25KV en color), crea el campo eléctrico para atraer hacia la pantalla los electrones que parten del cátodo.

Los circuitos de gobierno encargados de coordinar los elementos anteriormente mencionados y que cumplen diversos cometidos: amplificar la imagen a presentarse, modulando la tensión de cátodo, generar la frecuencia de línea y de cuadro, separar la señal de vídeo y sincronismo y controlar el brillo y luminosidad de la pantalla.

Controles del Monitor

Existen varias formas de conectar el monitor de vídeo al microcomputador, uno es a través de un conector DB-9 (de nueve pines), a través del cual se envían, desde el microcomputador las señales de intensidad, sincronismo vertical, sincronismo horizontal, tierra, vídeo, rojo, azul y verde.

Otra forma es a través de un conector DB-15 (quince pines), donde se envían las mismas señales que en la anterior (este conector se utiliza generalmente en monitores VGA color o monocromático).

Se tiene también la forma de conectar el monitor a través de un conector tipo plug, el cual manda la señal de vídeo compuesto por un único cable al monitor. Se llama señal de sincronismo (horizontal y vertical), intensidad, y de vídeo color. De allí que éstos monitores son llamados de vídeo compuesto.

1. Compatibilidad entre Monitores y Tarjetas de Vídeo: de acuerdo con lo anterior, cada circuito controlador de monitor, conocidos popularmente por tarjeta controladora de vídeo, se asociará con uno concreto y, salvo que el fabricante haya previsto el caso, no funcionará con otro monitor.
2. Criterios para la Elección de una Tarjeta Gráfica: si las aplicaciones a desarrollar necesitan de una tarjeta controladora de vídeo, con posibilidades gráficas, se deben observar las siguientes especificaciones:

• Resolución Gráfica.
• Velocidad de Representación y Modificación de Imágenes.
• Número Máximo de Colores que se pueden Visualizar simultáneamente.
• Compatibilidad de la Tarjeta con el Monitor.
• Compatibilidad del Software utilizado con la Tarjeta Gráfica.

1. Pantallas de Cristal Líquido: uno de los factores que han determinado la gran difusión de los pequeños pero potentes microcomputadores portátiles (notebooks o laptops) en el mercado ha sido, sin lugar a dudas, la alta tecnología con la que han sido diseñados.

Su reducido tamaño se ha conseguido sustituyendo la pantalla tradicional del tubo de rayos catódicos, con un gran fondo debido a la longitud del tubo, por una pantalla de cristal líquido (LCD, Liquid Crystal Dysplay), de espesor reducido al marco de la pantalla, cuya tecnología se fundamenta en el giro de moléculas transparentes de cristales especiales.

Cuando se aplica un campo eléctrico, la molécula elimina el efecto de giro, variando la tensión varía el ángulo de polarización de la molécula. Esto varía también la cantidad de luz que puede pasar a través del cristal, consiguiendo una variación puntual de la luminiscencia del cristal, en el cual se encuentra embebida la matriz de filas y columnas, cuya intersección definen los pixels de la pantalla, pudiendo alcanzar resolución VGA.

Los primeros microcomputadores portátiles se fabricaron con pantallas de plasma, de tecnología diferente, pero la imposibilidad de obtener color a corto plazo orientó los esfuerzos de la investigación hacia las LCD color.

Desde su invención, la pantalla LCD ha evolucionado de un color amarillo/ azul, pasando por azul/blanco, hasta llegar a negro/blanco y recientemente al color, habiéndose conseguido simultáneamente 256 colores de una paleta de 184.193, con resolución VGA.

Para obtener la resolución VGA color, se han cambiado las pantallas pasivas por pantallas activas con matrices transistorizadas, con tres transistores (de película delgada) para controlar la intensidad luminosa del rojo, verde y azul de cada pixel.

1. Características Fundamentales de una Pantalla de Cristal Líquido:

1. Resolución: viene expresada por el número de puntos por línea el número de líneas de pantalla.
2. Resolución de Contraste: brillo que es posible conseguir entre las partes más claras y más oscuras de la pantalla. Con matrices activas se han conseguido relaciones de contraste de 100 a 1.
3. Velocidad de Refresco: tiempo que tarda la pantalla en refrescar la información sin producir estelas ni imágenes manchadas. Con matrices activas se consiguen refrescos cada 30 milisegundos.
4. Tamaño: el tamaño, generalmente, es de 10 a 14 pulgadas de longitud de diagonal de pantalla.
5. Consumo: este parámetro es de sumo interés en los portátiles, se emplean variantes de tecnología CMOS por su bajo consumo.
6. Relación de Aspecto: relación que existe entre el ancho y alto de la pantalla. La relación 4/3 es un estándar.
7. Peso: se han llegado a fabricar pantallas LCD de 2 cm. de espesor y con una relación de aspecto de 4/3 en resolución VGA color de 1,5 Kg. Aproximadamente.

1. Impresoras: los usuarios de microcomputadores desean tener la capacidad de imprimir sus trabajos. Aunque la capacidad de impresión no es tan crítica en aplicaciones del tipo de listado o las cuentas caseras, cualquier impresora que se precie debe ser capaz de producir impresos cuya calidad se aproxime a la de las cartas mecanografiadas. Afortunadamente hay una gama de impresoras muy amplias, que pueden satisfacer las necesidades de todo tipo de usuario y unos costos muy variados.

Atendiendo al modo de impresión se clasifican en:

1. Impresoras de Impacto: la tecnología de las Impresoras de Impacto, que son bastante ruidosas y de tecnología convencional. Entre ellas se encuentran las impresoras de margarita, de cilindro, de bola, matriciales, de ruedas, de cadena y de banda.
2. Impresoras sin Impacto: en el grupo de Impresoras sin Impacto se integran las impresoras térmicas, electrostáticas, de chorro de tinta y las impresoras láser.

1. Impresoras Matriciales: a pesar de la competencia, el mercado de los microcomputadores está dominado, por una variedad de impresoras: la matricial. Estas unidades ofrecen una calidad de impresión razonable y una gran variedad de tipos de escritura (que pueden modificarse por software); además algunas permiten producir caracteres gráficos y funcionar con espaciado proporcional. Estas impresoras son relativamente rápidas (típicamente entre 50 y 200 caracteres por segundo CPS) y su costo no es excesivo.

1.  

   

   El programa de control y el juego de caracteres van en unas ROM. Como la salida de corriente del CPU es limitada, se emplean Driver de corriente alta (amplificadores de corriente) y conmutadores con transistores de potencia para la interfase de los selenoides de excitación de los punzones o agujas del cabezal y los motores de pasos del carro y de salto de línea. Se utilizan interruptores para configurar las distintas opciones, pero su función puede hacerse también bajo el control del software del microcomputador.

2. Electrónica de La Impresora: la electrónica de las impresoras matriciales es necesariamente compleja. Tanto que, de hecho, es una aplicación ideal para resolverla con un microprocesador. En la siguiente figura se da el diagrama simplificado de una circuitería típica de impresora. Esta disposición emplea dos procesadores: uno maestro que ejecuta el programa principal de control (incluyendo la inicialización del sistema, las ayudas de autoimpresión, la generación de petición de datos y el control del cabezal de impresión), y uno esclavo, que controla la posición y velocidad del motor del carro en el que va el cabezal.
3. Mecánica de La Impresora: el mecanismo de la impresora consta generalmente de los siguientes componentes principales:

2. Carro del Cabezal: el cabezal va montado en un carro que se desplaza lateralmente por dos ejes de guía. El impulso se transmite al carro por medio de una correa dentada y un motor de pasos.
3. Cabezal de Impresión: el cabezal es indiscutiblemente el elemento más crucial de la impresora. Consta de un conjunto de agujas que se lanzan independientemente hacia una cinta entintada por medio de una serie de selenoides (bobina eléctrica) según se muestra en la figura. Las aguja sobresalen unos 0.6 mm., cuando se activan, empujando la cinta y dejando un punto marcado sobre el papel. La aguja vuelve a su posición de reposo como resultado de la reacción del impacto sobre el papel y el rodillo, ayudado por un resorte que hay dentro del cabezal. Durante la impresión, la columna de puntos que produce el cabezal está dispuesta en forma matricial, siendo las más comunes las 5 x 7; 7 x 9; 9 x 14. En las figuras se explica la formación de un carácter en una matriz de 5 x 7 puntos.

Detalle del Mecanismo de Impresión por Agujas y Am– Diagrama de Impulsos de una Impresora de Agujas

pliación de una Bobina

2. Mecanismo de Alimentación de Papel: un motor de pasos mueve un conjunto de ruedas de fricción/dentada que hace pasar el papel por la impresora.
3. Mecanismo de Movimiento de Cinta: cuando guía la correa de temporización del carro, se hace girar un tren de piñones planetarios, haciendo que el mecanismo de movimiento de cinta haga que ésta se desplace. Normalmente suele ir un cartucho, así pues, la cinta solo se mueve cuando lo hace el carro del cabezal. En los tipos de impresoras más comunes, la cinta va en un bucle sin fin, que se aloja en un cartucho. La vida normal de la cinta suele oscilar entre cinco y diez ciclos completos (desplazamientos completos de la cinta), dependiendo de su calidad.
4. Sensores: hay varios sensores que son vitales para el funcionamiento de la impresora.

• El de detección de la posición "home" que va en el extremo izquierdo del carro.
• El de detección de la posición del cabezal.
• El de Papel, que indica que se ha terminado éste.

Los dos primeros Sensores constan generalmente de un LED y un Fotodetector, mientras que el tercer sensor es en muchos casos un simple interruptor normalmente abierto por un imán y un relé.

En cuanto al tipo de transmisión de datos pueden ser:

• Impresoras en Serie: las impresoras seriales utilizan la interfase serial RS-232 del CPU denominada COM. Como ésta interfase es más compleja (tanto en circuitos como en el software necesario) que el paralelo, suele darse como una opción. Además como la impresora tiene una velocidad relativamente baja, muchos fabricantes proporcionan memorias buffers optativas que permiten acumular los datos de forma que la impresora siga funcionando mientras el computador queda libre para hacer cualquier otra tarea.
• Las Impresoras Paralelas: utilizan la interface paralela del CPU denominada LPT, y se distinguen mediante un conector Amphenol de 36 patillas denominado Centronic.

Sin embargo la industria de la informática es notoriamente conocida por su incompatibilidad, y puede encontrarse con el hecho de que, aún utilizando la misma conexión, un microcomputador y una impresora sean incompatibles, esto se debe a que la interface debe trabajar a la misma velocidad tanto en el micro como en la impresora.

1. Las Impresoras Láser son las más rápidas, muy silenciosas, e imprimen una página casi simultáneamente y con una buena resolución.

   Son lo más avanzado en tecnología de impresión para microcomputadores. Están dotadas de un microprocesador interno que controla la actuación de un pequeño rayo láser sobre el tambor de un mecanismo de fotocopiadora.

   El tambor retiene polvo especial de tinta (tóner) en las zonas iluminadas por el láser y la deposita sobre un papel, en el que se fija por una combinación de presión y calor (xerografía), conformando los caracteres deseados.

   Son impresoras de página completa. La información de la página completa debe estar en la impresora para que su microprocesador pueda procesarla de una vez.

   El láser permite resoluciones elevadas de 300 CPI, por lo que para componer una página gráfica ha de disponer de una cantidad de memoria interna del orden de 1.5 Mbytes.

   Los tipos de letras adicionales pueden introducirse mediante cartuchos, o bien los puntos que componen los caracteres pueden cargarse en la memoria interna (enviados desde el CPU). El proceso de carga de tipos de letras se llama «download».

   La impresora puede estar dotada de un intérprete del lenguaje PostScript, con el que se pueden describir gráficos de vectores y tipos de letras escalables, muy fácilmente.

   El lenguaje incluye la capacidad de descripción del formato de la página de una manera muy precisa y flexible, por ejemplo, los tipos de letras describen mediante vectores, con lo que es factible la obtención del carácter en cualquier tamaño.

   El PostScript es también independiente de la resolución gráfica de la impresora, con lo que los documentos se pueden enviar directamente a una linotipia (máquina de impresión que alcanza resoluciones entre 1200 y 2400 dpi, según el modelo).

   La excelente calidad de impresión la hace apropiada en particular para aplicaciones de autoedición. En la figura puede verse el mecanismo de impresión de éstas máquinas.

   

2. Impresoras Láser: incorporan un controlador especial propio del periférico que no depende del ordenador. Por lo general, el controlador interno de la impresora es un pequeño micro especializado en transformar los códigos de los caracteres que envía el CPU en la combinación de puntos que lo componen y gestionar la operación de impresión una vez que el CPU ha transferido la información a la memoria de la impresora.
1. Características de las Impresoras Láser:
1. Velocidad de Impresión: en formato texto una velocidad tipo es de 15 páginas/minuto.
0. Capacidad de la Memoria de la Impresora: es fundamental para la impresión de gráficos en alta resolución, sobre todo en impresoras de color. Suelen comercializarse con 1 Mbytes de memoria estándar, con posibilidad de ampliación que en algunos modelos alcanza los 10 MBytes.
0. Tipos de Escritura: para aplicaciones de autoedición y diseño es muy interesante disponer de varios tipos fijos de escritura y otros tantos tipos escalables.
0. Repertorio de Caracteres: dependiendo de la tipografía y del alfabeto, estas máquinas presentan un gran repertorio de tablas de caracteres (30 juegos de caracteres como mínimo).
0. Paridad: para configurar programas de aplicación es necesario conocer las características de transmisión de datos de la impresora. Trabajando tanto en transmisión serie, con paridad par o impar, como en transmisión paralelo con protocolos normalizados.
0. Otras Características:

• Formatos de Impresión (vertical, apaisado y rotación en gráficos).
• Capacidad de alimentador de Papel.
• Formatos de Papel.
• Compatibilidad con estándar de mercado.
• Número de Conectores.
• Consumo de Potencia.

0. Trazadores Gráficos (Plotters): la capacidad de crear copias impresas de los diagramas que aparecen en la pantalla de un computador es un requisito esencial para muchas personas que utilizan la máquina profesionalmente. Ingenieros, Científicos, Diseñadores y Hombres de Negocios, necesitan diagramas y cuadros con un grado de precisión que no pueden suministrar las impresoras convencionales. El único dispositivo que puede crear esas imágenes, y hasta hace poco, éste resultaba excesivamente caro para el usuario del computador.

La necesidad de utilizar un trazador de gráficos, o Plotter, generalmente está determinada por el tipo de trabajo a que está destinado el computador. Un ingeniero o un proyectista necesitarían dibujos precisos de equipos y montajes, en cambio un hombre de negocios desearía cuadros y gráficos que muestren los volúmenes de las ventas. Realizar esto con impresoras convencionales es un proceso muy laborioso y los resultados sólo aparecerán en blanco y negro.

Los trazadores son dispositivos de impresión mediante plumas o grafos semejantes a los utilizados en dibujo técnico, en general disponen de varias plumas que pueden ser de distintos grosores o de tintas de varios colores.

Los trazadores de gráficos funcionan de una forma completamente distinta a las impresoras: trazan líneas entre dos puntos en lugar de partir de formas preestablecidas o modelos de puntos.

El principio básico con el que funcionan todas las marcas consiste en un sistema de coordenadas X, Y. Al igual que una gráfica puede ser trazada definiendo las coordenadas por las que debe pasar la línea, también una figura puede ser descompuesta en una serie de coordenadas. Para poder unir éstas coordenadas con el fin de recrear la figura, tiene que existir alguna forma de movimiento. Por ello se fija la pluma a un pentógrafo que puede desplazarse en el sentido de las abcisas X (de izquierda a derecha) al mismo tiempo que la pluma se mueve a lo largo del pentógrafo en el sentido de las ordenadas Y (de arriba abajo).

El tipo tradicional de trazadores de gráficos se conoce con el nombre de lecho plano, debido a que el papel es fijado en una placa plana, sobre la cual se desplaza el pentógrafo. Esto tiene el inconveniente de que el trazador debe ser, como mínimo, tan grande como la hoja de papel.

Debido al complicado sistema que utilizan los trazadores, para realizar su cometido, estos son, por regla general inteligentes, esto quiere decir, que poseen microprocesadores que convierten los caracteres e instrucciones recibidos del computador en una serie de coordenadas, que luego dibuja el trazador. Muchos de los más perfeccionados permiten también dibujar figuras completas, tales como círculos y curvas, proporcionándoles únicamente los puntos de partida: el trazador hará el resto.

1. 0. El principio de discos magnéticos, es el siguiente, la información queda registrada en el disco de pistas concéntricas y espiraladas por procedimientos magnéticos; por lo tanto, necesitará de un cabezal magnético y un soporte de óxido de hierro que se encuentra emulsionado en el disco. El disco es un plástico flexible (Floppy Disk) cubierto de una película de metal fácilmente magnetizable, este se encuentra introducido en una especie de sobre cuadrado y cerrado, que no se abre nunca y que protege al disco de arañazos, polvo, etc., para su uso, éste estuche dispone de un agujero en el centro en donde el mecanismo se adhiere al disco para hacerle girar dentro del estuche. Los discos presentan perforaciones y muecas que permiten detectar de forma óptica el inicio de grabación y la protección del disco contra posibles grabaciones accidentales.

   1. Unidades de Disco Flexible (Floppy Disk Drive): el sistema de almacenamiento de memoria basado en disco magnético, fue concebido originalmente por IBM para sustituir al engorroso sistema de fichas perforadas, a finales de los años sesenta y fue desarrollado en la primera parte de los años setenta, para ser popular a partir de 1975, en que la firma Shugart Associates se pone a la cabeza con algunas innovaciones.
   1. Partes Fundamentales de una Unidad de Disco Flexible: las unidades de disco flexible constan generalmente de un chasis en el que se montan los siguientes componentes:
   1. Un mecanismo que hace girar el disco a velocidad constante.
   0. Una cabeza de lectura/escritura que va montada en conjunto de precisión que se acciona invariablemente por un motor de pasos.
   0. Circuitería de control que interpreta las señales que salen del controlador de disco y generan otras para:
2. Periféricos de Entrada/Salida de Uso General: son también conocidos como periféricos de almacenamiento. A través de ellos se graba o se transfiere información de o hacia el CPU.

• Accionar Motor.
• Proteger contra escritura para que no pueda destruirse la información que ya esté grabada.
• Accionar el mecanismo de posicionamiento de cabezas, que las va desplazando pista por pista.
• Activar el selenoide de bajada de cabezas para que se pongan en contacto con el disco.
• Localizar el índice físico que indica el comienzo de cada pista.

1. La Circuitería de lectura/escritura ya montada siempre en la misma tarjeta de circuito impreso que es la de control, y unidad para producir o aceptar niveles de señales compatibles.
2. Manilla de la compuerta de seguridad.
3. Resorte de Retroceso.
4. Pestillo de enclavamiento de cierre.

   

5. Carril de Transporte de las cabezas.

   Si por cualquier causa esta operación no se realiza correctamente, existe un dispositivo que no permite la rotación del eje, protegiendo las cabezas y el disquette de cualquier imprevisto.

   Al girar la manilla de la compuerta de seguridad, el disquette queda fijado al motor de accionamiento del eje a través de un anillo de sujeción que lo enclava por medio de su agujero central, centrándolo con precisión en una posición muy concreta.

   Si las operaciones anteriores se han realizado correctamente, la tarjeta controladora mediante la lectura automática de las FAT (Tabla de Ubicación de Ficheros del Disquette), posiciona la cabeza correspondiente en la pista y el sector adecuado, mediante un movimiento conjunto de rotación del eje del disco y el movimiento conjunto de rotación del eje del disco y el movimiento radial de las cabezas por el accionamiento de arrastre del monitor de posicionamiento.

   Una vez posicionada y detenida la cabeza sobre la pista y el sector determinado, la tarjeta controladora transfiere las señales de lectura/escritura.

   En la operación de lectura, las variaciones de campo magnético creado entre el entrehierro de la superficie del disco y las cabezas son lo suficiente para que se introduzcan impulsos eléctricos, positivos y negativos, que por medio de la circuitería adecuada se digitalizarán en ceros y unos para transferirse a la memoria.

   En la operación de escritura, la bobina de las cabezas se polariza en uno u otro sentido, orientando las partículas magnéticas de la superficie del disquette en un determinado sentido u otro según la grabación sea de ceros o unos.

   Cuando se extrae un disquette mediante el giro de la manilla, se abre la compuerta de seguridad y el anillo de sujeción se separa del orificio central, liberando al disquete del motor de accionamiento. Simultáneamente, el resorte de retroceso que estaba aprisionado queda suelto, empujando al disco para expulsarlo de la unidad, facilitando de ésta manera su extracción.

1. Funcionamiento de una Unidad de Disco Flexible: cuando se introduce un disquette en la unidad y se empuja hasta el fondo, se vence la resistencia del resorte de retroceso accionándose el pestillo de enclavamiento de cierre, quedando así atrapado entre las cabezas de lectura/escritura de las dos caras.
0. Principales Unidades de Disco Flexible: a continuación resumimos los principales:
1. Unidades de Disco de 8 Pulgadas: fueron los precursores de los minifloppys de 5,25 pulgadas. Los discos se alojan en una cubierta protectora de cartulina, son intercambiables y ofrecen capacidades comprendidas entre los 400 KB y 1 MB.
0. Unidad de Disco de 5,25 Pulgadas: igualmente se alojan en una cubierta protectora de cartulina, y típicamente sus capacidades son de 360KB y 1.2 MB.
0. Unidades de Disco de 3,5 Pulgadas: utilizan discos microfloppys o compactos de 3,5 pulgadas, el disco sigue siendo desmontable, pero suele ir en un cartucho de plástico rígido, en vez de un sobre de cartulina. Su capacidad puede ser de 720KB, de 1,44 MB y de 2,88 MB.
1. Partes de una Tarjeta Controladora de Disco Flexible:

• Unidad de Control.
• Decodificador de Direcciones.
• Excitador de Bus.
• Lector de Datos.
• Circuito Receptor.
• Circuito Activador.

1. Se han ideado varios procedimientos de codificación, que han ido evolucionando con el tiempo a medida que los soportes y las cabezas de lectura/escritura se mejoraban, el procedimiento básico es el de codificación en FM (Frecuencia Modulada). Después se han modificado para aumentar la cantidad de bits almacenados en un mismo tramo de pistas. De las modificaciones han resultado los métodos MFM (Frecuencia Modulada Modificada) y M2FM (una variación del MFM).

   

   El método FM y sus derivados se basan en la grabación de pulsos en el interior de una «celda de bit». Esta «celda» comienza por un pulso de reloj al que sigue el contenido del bit. La celda tiene longitud fija, y el resultado de ésta estrategia es que los unos y ceros se graban con pulsos de distinta longitud en el disco (transiciones S-N ó N-S). Aparentemente se codifican los unos con pulsos cortos y los ceros con pulsos largos. De ahí el nombre de FM para éste procedimiento.

   El método MFM es una modificación del procedimiento anterior en el que no se graba el reloj en todos los casos, sino solamente en aquellos en los que el contenido del bit de datos sea cero (0). Las diferencias respecto al método FM pueden resumirse así: el número de transiciones magnéticas en el disco se reduce a la mitad de las del método FM, lo que produce un aumento de la densidad de bits almacenados en el disco. Este código recibe el nombre de doble densidad.

   GRC o Grabación en Grupos Codificados es otro procedimiento de grabación de los datos en discos. Los bits de datos se separan en grupos de 4 (nibbles) y se codifican en 5 bits de tal modo que no haya nunca más de dos ceros consecutivos. El procedimiento es mejor que el MFM, aunque requiere una electrónica algo más compleja, y da lugar a incompatibilidades con el anterior.

2. Procedimientos de Grabación: el contenido de los bits (unos y ceros) que se han de transferir al soporte, pueden codificarse de varios modos. El objetivo de la codificación es doble: por un lado, se pretende que su recuperación sea segura (tasa de fallos bajo); por otro, que la densidad de almacenamiento sea lo más alta posible.

   Existen también discos removibles (disk pack), que son un tipo de híbrido que combina las características de los discos duros (de gran capacidad de almacenamiento) y los diskettes flexibles, que son intercambiables. Los discos duros son siempre fijos, es decir, no se pueden ni insertar ni extraer. Se instalan en el interior del microcomputador, según la siguiente figura.

   Los discos duros están fabricados con una aleación de aluminio, recubierta con una capa magnética.

   

0. Discos Duros (Hard Disk) y sus Tarjetas Controladoras: los discos duros almacenan un gran volumen de información que en casos de grandes sistemas alcanzan los 32 T Bytes (Tera Bytes = 10 bytes). No hay diferencias conceptuales entre unidades de discos y las de discos flexibles.

   1. En grandes sistemas esta unidad es posible encontrarla configurada con 8 discos de 1 GBytes (Giga Bytes = 10 bytes), mientras que en microcomputadores la forman uno o dos discos de 120 ó 180 M bytes (Mega Bytes = 10 bytes).

   2. Unidad de Discos: está centrada en un sistema de rotación soportado por un eje común al que se unen solidariamente el número invariable de discos que componen cada unidad, acorde con la capacidad del sistema.

      El material debe tener un coeficiente de razonamiento muy bajo y una gran resistencia al calor.

   3. Material de Soporte Magnético: está elaborado con una aleación de aluminio recubierta superficialmente con una capa de material magnético.

      Las superficies magnéticas de los discos vuelan a una gran velocidad entre las cabezas, posicionadas con mucha precisión a distancias muy pequeñas (del orden de micras), sin llegar a tocarlas.

      Las cabezas están dotadas de unos planos especiales que les permiten levantar el vuelo producido por la velocidad con la que el aire es arrastrado por el giro del disco, unas diez veces más rápido que en las unidades de disco flexible. El vuelo de las cabezas se detiene cuando se desconecta la unidad, con lo que éstas aterrizan sobre el soporte en una zona especial de aparcamiento (Diskpark).

   4. Cabezas de Lectura/Escritura: la unidad de lectura/escritura es la más delicada del sistema. Está compuesta por varios cabezales unidos entre sí mecánica y electrónicamente.
   5. Motor de Rotación de la Unidad: es un motor de corriente continua que acciona el eje de los discos duros, que es de una velocidad controlada muy precisa. En grandes sistemas las velocidades de éstos motores son muy particulares. En microcomputadores la velocidad de rotación suele ser de 3600 rpm; para ello se dispone en la controladora de un sistema de regulación de velocidad.

      El motor eléctrico es de los denominados pasos a paso, con un gran número de pasos por revolución, que le proporcionan una gran precisión.

      Todo el conjunto de cabezas y discos viene protegido en una carcasa de aleación robusta, sellada herméticamente para impedir la introducción de partículas de polvo y suciedad existentes en el ambiente que pudieran ser causa de errores.

   6. Motor de Posicionamiento de las Cabezas: su misión es mover las cabezas d lectura/escritura en sentido radial y posicionarse con gran precisión sobre sectores concretos de los cilindros de los discos duros.
   7. Tarjetas Controladoras: viene instalada en la parte inferior del sistema o se fabrica independientemente del conjunto de los discos duros. Se conecta a la fuente de alimentación y al CPU. La misión de la circuitería de la tarjeta es la de controlar:
1. Elementos que Componen los Discos Duros: los sistemas de discos duros se componen físicamente de dos elementos: La Caja del Sistema y su Tarjeta Controladora. Sus componentes son:

• La velocidad de Giro de los Discos.
• La posición de las cabezas de lectura/escritura.
• La lectura y grabación de los datos.

La velocidad de transferencia de información de la tarjeta debe ser compatible con la velocidad de transferencia de la unidad.

1. 1. Cilindro: el cilindro es una pila tridimensional de pistas verticales situadas en distintos platos. El número de cilindros de una unidad corresponde al número de distintas posiciones a las que se puede mover las cabezas de lectura/escritura.
   2. Sector: la unidad básica de almacenamiento en los discos duros. En la mayoría de los discos duros modernos los sectores son de 512 bytes cada uno, cuatro sectores constituyen una agrupación y hay de 17 a 34 sectores en una pista, aunque algunas unidades nuevas tienen un número diferente de sectores.
   3. Agrupación (Cluster): un grupo de sectores; la unidad de almacenaje más pequeña que DOS reconoce. En la mayoría de los Discos Duros más modernos, cuatro sectores de 512 bytes forman una agrupación, y una o más agrupación forman una pista.
   4. Pista (Track): es la trayectoria circular que la cabeza de lectura/escritura traza sobre la superficie giratoria de un plato. La pista se compone de una o más agrupaciones (Cluster).

      La unidad más pequeña que se consigue es de 40 MBytes y para la mayoría de los usuarios de escritorio, el tamaño apropiado es de 100 MBytes. Esto le da un rango suficiente como para tener 30 MBytes de aplicaciones (por ejemplo, media docena de aplicaciones de Windows, cada una de 4 a 6 MBytes), más otros 30 MBytes para los archivos de datos, y otros 30 MBytes para expansión.

      Las unidades con tamaños para servidor comienzan donde se detienen las de un solo usuario. Se tendrá al menos 100 MBytes, pero para trabajos serios se tendrá más. El tamaño más popular hoy en día es 330 MBytes. Para sistemas más grandes, la variedad de discos de 600 MBytes y más grande aumenta continuamente, y las unidades de más de 1 MBytes están disponibles.

   5. Capacidad de Almacenamiento: una característica importante que debe considerarse es la capacidad. Ya nadie fabrica unidades de 10 Mbytes, y las de 20 MBytes se han convertido en productos especializados, miniaturas, diseñados para las aplicaciones de computadoras portátiles y más pequeñas. Las unidades de tamaño completo de 5,25 pulgadas con 20 MBytes son tan obsoletas como los discos de sistema DOS 2.0.

      Las velocidades de almacenaje masivo han ido creciendo con los años. Pero parece que los tiempos de acceso promedios de los discos duros de los microcomputadores han llegado a un nivel estable. La mayoría de los mejores discos duros de hoy en día tienen un tiempo de acceso promedio de 15 ms., de acuerdo con Seagate, eso es todo lo que necesita. La sobrecarga del sistema en las transferencias es tal que aunque tenga un disco más rápido no tendrá una respuesta más rápida del sistema.

      Los discos nuevos son rápidos. Si bien no encuentra la información mucho más rápido, si lo están pasando hacia el microcomputador, a un paso cada vez mayor. Las razones de transferencia de datos siguen subiendo por varias razones, incluyendo el giro más rápido, interfases más rápidas y el caché interno. La primera y la última también ayudan a mejorar los tiempos de acceso efectivos, sin tener que acelerar el movimiento real de la cabeza.

      Los discos duros siempre han rotado sus platos a una velocidad casi universal de 3600 rpm. Las unidades de disco usan motores de C. D. (Corriente Continua) con servo control que podían eficientemente a cualquier velocidad. Sin embargo, el sistema de disco duro se diseñó basado en ésta velocidad, fijando a la velocidad de 3600 rpm tanto como la razón a la que se leía la información del disco como la densidad de almacenamiento. Tanto las interfaces ST506 como la ESDI (Enchanced Small Device Interface: Interface Mejorada para Dispositivos Pequeños) están, en realidad, fijadas a la razón de 3600 rpm.

      No sucede lo mismo con las interfaces de nivel más alto, como IDE (Electrónica Integrada en el Disco) y SCSI (Interfaces para Sistemas de Computadores Pequeños). Estas procesan la información tal y como viene del disco y pueden aceptarla a cualquier razón que el diseñador de la unidad escoja. El diseñador tiene un par de razones poderosas para escoger razones más altas de giro. Mientras mayor sea ésta, menor es el período de espera promedio. (El tiempo que le lleva al disco girar hasta que llegue a la posición radial para leer la información que quiere. Como promedio, la espera es el tiempo que le lleva al disco dar una media vuelta: 8,33 ms a 3600 rpm). Además, puede leerse la información del disco más rápidamente a una densidad de almacenamiento dada, porque el giro más rápido concentra más transmisiones de flujo bajo la cabeza de lectura/escritura en un período dado.

      Por supuesto los discos no pueden girar a una velocidad infinita, a velocidades realmente altas, se corre el riesgo de que se partan por la fuerza centrífuga. Pero un incremento modesto de velocidad puede tolerarse. De hecho la velocidad de 4500 rpm se está convirtiendo en un nuevo estándar (resultando en un tiempo de espera promedio de 6,7 ms).

   6. Tiempo Medio de Acceso (Seek Time): es un parámetro importante de la unidad. Es el tiempo medio que tardan las cabezas en posicionarse entre pistas escogidas al azar desde que reciben la orden de lectura/escritura. Dependen del sistema actuador de la cabeza, así como del diámetro del disco y la velocidad de giro.
   7. Máximo Número de Discos por Tarjeta Controladora: dependen de la tecnología de fabricación, del sistema operativo y de la arquitectura del sistema como referencia, las interfaces ST506 y ESDI en el entorno de microcomputadores permite la conexión de sólo dos unidades de disco duro por tarjeta controladora. Se configuran mediante microinterruptores que lo adaptan al sistema. La interface SCSI puede permitir la conexión hasta de 7 unidades de disco duros.
   8. Velocidad de Transferencia: viene marcada por la frecuencia de transferencia, un dato por cada impulso de reloj. Está relacionada directamente con la densidad de grabación del disco y con la velocidad de rotación correspondiente, suponiendo que cada pista del disco contiene el mismo número de sectores. La razón de transferencia se mide típicamente en megabytes por segundo, megabits por segundo o megaherzios. Con discos duros SCSI se pueden alcanzar una velocidad de transferencia hasta de 5 MB por segundo.

      Para evitar estos errores se creó el intercalado, que consiste en alterar los sectores que antes eran consecutivos, dando el tiempo al disco para procesar toda la información leída en cada sector, mejorando también el tiempo de acceso a los datos.

   9. Intercalado (Interlive): cuando una cabeza lee un determinado sector, pasa los datos a la controladora y vuelve a otro sector que se supone pertenece al mismo fichero. Si el tiempo entre lectura y lectura es mayor que el tiempo que tarda el disco en girar, se puede perder datos de ese fichero y originarse un error en su ejecución.
   10. Caché de Disco Duro: constituye otra opción incorporada por algunos fabricantes a los discos duros. Consiste en almacenar los sectores más leídos en una memoria RAM dedicada para este fin.
2. Características de los Sistemas de Discos Duros: