EL ORDENADOR: HARDWARE

Transcripción

1 EL ORDENADOR: HARDWARE El hardware es el conjunto de dispositivos físicos que constituyen el ordenador. En general, un ordenador personal está compuesto de los siguientes elementos: UNIDAD DE SISTEMA: Es la caja que sirve de soporte a los elementos básicos del ordenador. En su interior contiene: - La placa base, que contiene los elementos básicos del ordenador - Las unidades de disco, relacionadas con el almacenamiento de la información - Las tarjetas de expansión (gráfica, sonido ) PERIFÉRICOS: son los dispositivos que permiten al usuario comunicarse con el ordenador; puedes ser de varios tipos: - Periféricos de entrada: Permiten introducir información al ordenador desde el exterior (teclado, ratón, escáner, micrófono ) - Periféricos de salida: Permiten obtener la información procesada por el ordenador (monitor, impresora, altavoces..) - Periféricos de entrada y salida: permiten tanto la entrada como salida de datos del ordenador (módem) Los periféricos se conectan con la unidad de sistema a través de los puertos de comunicación. En el interior de la unidad de sistema se encuentra también la fuente de alimentación. El ordenador funciona internamente con corriente continua de 5V a 12V, por lo que precisa una fuente de alimentación que transforme la corriente alterna de 220V de la red eléctrica en corriente continua apta para ser usada por los componentes del ordenador. Dispone también de un ventilador que refrigera el interior de la caja y evita que el calor generado por la fuente dañe los componentes electrónicos. Las cajas pueden presentar diversos aspectos: horizontales, verticales (torres) o incluso pueden formar un todo compacto como ocurre en los ordenadores portátiles. 1.- LA PLACA BASE Es un circuito impreso en el que se conectan los dispositivos principales que componen el ordenador. La placa base contiene los siguientes elementos: a) Unidad Central de Proceso (microprocesador) b) Memoria Principal c) Ranuras de expansión d) Buses e) Chipset 1

2 a) UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (C.P.U.): Es el componente más importante del ordenador y puede considerarse como el cerebro del mismo. Su función es controlar y/o realizar todas las operaciones del sistema. Se compone de dos partes: - Unidad de Control (U.C.): Se encarga de traducir en interpretar las instrucciones, así como de dirigir y controlar su ejecución. También dirige el funcionamiento de los periféricos implicados en el desarrollo de cada operación. - Unidad Aritmético- Lógica (U.A.L.): Realiza las operaciones aritméticas y lógicas bajo la supervisión de la Unidad de Control. La Unidad de Control y la Unidad Aritmético-Lógica se suelen fabricar en un único dispositivo electrónico (chip) conocido con el nombre de MICROPROCESADOR. El microprocesador consiste en una fina lámina de silicio sobre la que se han fabricado millones de transistores; está recubierto de una carcasa de plástico que lo protege, dejando solo en el exterior unas filas de terminales con las que se fija a la placa madre. Se coloca en un zócalo especial de la placa de la placa base. La potencia de un procesador se mide entre otras cosas por la cantidad de instrucciones por segundo que puede ejecutar, también llamada velocidad de proceso. La unidad de medida de esta velocidad es el Hertzio (Hz), aunque suelen utilizarse múltiplos (MHz, GHz ). b) MEMORIA PRINCIPAL: Se encarga de almacenar las instrucciones y los datos necesarios para que un determinado proceso pueda ser realizado. Puede ser de dos tipos: memoria RAM y memoria ROM. MEMORIA RAM (Random Access Memory): Es una parte fundamental del sistema pues permite almacenar de forma temporal la información (programas y datos) que el sistema está usando y generando. El tamaño, las características y el tipo de memoria RAM determina el funcionamiento del sistema. Para que el microprocesador pueda leer la información, ésta debe estar disponible en un lugar desde el cual la Unidad de Control pueda tomarla rápidamente. La misión de la RAM consiste precisamente en tener preparados los datos y las instrucciones para que el microprocesador pueda procesarlos. De esta manera, cuando se va a usar un programa, lo primero que hace el ordenador es copiarlo en la RAM; así la Unidad de Control puede leer paso a paso todas instrucciones y datos de dicho programa. Además, la memoria RAM también almacena temporalmente los resultados obtenidos tras el procesamiento de la información. La memoria RAM es volátil, es decir, su contenido se pierde cuando se apaga el ordenador. Si se quiere guardar la información durante un tiempo indefinido es necesario almacenarla en otro lugar. Para comprender el funcionamiento de la memoria, podemos considerarla constituida por un conjunto de celdas o casilleros, denominados posiciones de memoria, capaces de almacenar datos. Sobre estos casilleros se pueden realizar dos operaciones: escribir un dato (almacenarlo) y/o leer un dato (recuperarlo). El tiempo de realización de las operaciones indicadas es muy breve; se denomina tiempo de acceso y suele ser del orden de varios nanosegundos. Es fundamental que la memoria tenga un tiempo de acceso lo menor posible, dado que éste limita la velocidad de transferencia de información entre el microprocesador y la memoria. Cada posición de memoria es capaz de almacenar 1 byte de información. La memoria RAM se fabrica en forma de chips situados en tarjetas alargadas que se conectan en las ranuras dispuestas para tal fin en la placa madre. De esta forma es 2

3 posible aumentar la RAM introduciendo nuevos módulos de memoria. En la actualidad existen varios tipos de memoria RAM y de ranuras (módulos SIMM, DIMM ) Un tipo de memoria particular es la memoria CACHÉ, mucho más rápida que la memoria convencional, aunque también mucho más cara. El problema de la RAM es que necesita refrescar periódicamente los datos escritos en ella para no perderlos, y este proceso ralentiza las operaciones de lectura y escritura. La memoria CACHÉ tiene unos tiempos de acceso mucho menores que las memorias RAM normales ya que no necesita refrescar los datos, pues mantiene su contenido inalterado mientras esté alimentada; por ello se le denomina RAM estática (SRAM), frente a la memoria convencional denominada RAM dinámica (DRAM). Se podría montar toda la RAM con memoria de estas características pero el coste sería muy elevado para un ordenador doméstico. Por este motivo los ordenadores personales sólo disponen de una pequeña cantidad de este tipo de memoria. Sin embargo, el microprocesador trabaja más rápido y para evitar desajustes en los tiempos de acceso se sitúa entre ambos este tipo de memoria. La memoria caché se suele encontrar situada en la placa base entre el microprocesador y la RAM, con el fin de agilizar la transferencia de información entre ellos. Lo que ocurre es que el microprocesador trabaja a una velocidad más alta que los tiempos de acceso de la RAM, por lo que la memoria CACHÉ, al tener los tiempos de acceso más cortos, evita desajustes entre ambos. MEMORIA ROM (Read Only Memory): Este tipo de memoria es sólo de lectura, es decir, no se puede alterar su contenido. Contiene información grabada por el fabricante que no se pierde cuando se apaga el ordenador. La ROM suele estar constituida por chip de memoria, soldado directamente en la placa base. Se utiliza para guardar algunos programas fundamentales para el ordenador. En concreto la memoria ROM contiene la BIOS (Basic Input/Output System). La BIOS es el software imprescindible para la puesta en marcha del ordenador ya que contiene programas esenciales para controlar las operaciones de entrada y salida de datos, así como datos técnicos de los distintos componentes conectados al ordenador. Cuando se arranca un ordenador, la BIOS chequea, entre otros dispositivos, el estado del microprocesador, de los buses, teclado y ratón, memorias y unidades de disco (esta operación se conoce con el nombre de POST (Power On Self Test). A continuación, la información obtenida se compara con la almacenada en la CMOS; se trata de una pequeña cantidad de memoria que guarda información acerca de la configuración del ordenador (es memoria de tipo RAM, es decir, volátil, por lo que para que no se pierda al apagar el sistema necesita una batería que la mantenga en activo; con este fin todos los ordenadores incluyen en la placa base una pequeña pila que mantiene activa la CMOS). Físicamente la CMOS es otro chip situado en la placa base. La BIOS detecta cualquier cambio en la configuración del sistema al realizar esta comparación. Si el resultado del chequeo es correcto, comienza a cargarse el sistema operativo; en caso contrario emitirá un mensaje de error informando del problema. Algunos aspectos de la configuración del ordenador contenidos en la BIOS (por ejemplo, las unidades de disco disponibles) pueden ser modificados por el usuario mediante software a través del programa SETUP, al arrancar el ordenador. c) RANURAS DE EXPANSIÓN (SLOTS): Se trata de unos zócalos alargados que aparecen en la placa base. En estas ranuras se introducen otras placas menores denominadas tarjetas de expansión, que permiten conectar distintos periféricos exteriores del ordenador (tarjeta de sonido, tarjeta gráfica, unidades de disco ). Existen diferentes tipos de ranuras, entre las que destacan las siguientes: 3

4 - Ranuras IDE (Enhanced Integrated Drive Electronics): se utilizan para conectar dispositivos de almacenamiento: discos duros, CD, DVD - Ranuras PCI (Peripheral Component Interconnect): son las más habituales pues constituyen el tipo estándar actual. Más rápidas que las anteriores son adecuadas para casi todas las aplicaciones. - Ranuras AGP (Accelerated Graphics Port): son las que ofrecen mayores velocidades de transferencia de datos por lo que se utilizan para tarjetas gráficas. - Ranuras SATA una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, lectores y regrabadores de CD/DVD/BR, u otros dispositivos de altas prestaciones. El número y las características de las ranuras de expansión presentes en la placa madre determina el número y el tipo de dispositivos que podemos conectar al ordenador. d) BUSES: Son el conjunto de canales o líneas que comunican entre sí los diferentes componentes del ordenador. Los buses transportan información binaria en forma de señales eléctricas (un bit por línea). El número de líneas de cada bus se denomina ancho de bus y determina la cantidad de bits que se pueden transmitir a la vez (8, 16, 32 o 64 líneas). El ancho del bus depende del tipo de microprocesador. La velocidad real de proceso dependerá no solo del microprocesador, sino también de la velocidad de transferencia de la información a través de los buses y de la capacidad de éstos. Los buses básicos son: El bus de expansión constituido por el conjunto de ranuras en donde se insertan las tarjetas de expansión. El bus interno, que comunica los diferentes componentes con el microprocesador y la memoria RAM. Está formado por los hilos conductores que vemos grabados en el circuito impreso de la placa. Consta de tres tipos de líneas: 1. Bus direcciones: líneas por donde circulan las señales que identifican el elemento del sistema que debe proporcionar o recibir la información 2. Bus de datos: líneas por donde circulan los datos 3. Bus de control: líneas por las que circulan señales auxiliares de control y sincronización e) CHIPSET: consiste en un conjunto de circuitos integrados (chips) situado en la placa base que controlan y coordinan algunas funciones de los buses y los dispositivos que comunican (microprocesador, memoria principal, tarjetas de expansión, etc.). Ayudan al microprocesador a realizar sus funciones. 2.- PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN Una vez conocidos los elementos básicos del ordenador, describiremos brevemente cómo tiene lugar el procesamiento de información a través de los mismos. La Unidad de Control consta de los siguientes elementos: - Registro de instrucciones (RI): contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento. 4

5 - Contador (C): contiene la dirección de memoria donde se encuentra la próxima instrucción a ejecutar. - Reloj: proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes, que marcan los instantes en que han de comenzar los distintos que pasos que constituyen cada instrucción. El reloj determina la velocidad de trabajo del ordenador, ya que ésta depende de la frecuencia de operación, es decir, del número de instrucciones que procesa por segundo (se mide en Hz). - Decodificador (D): se encarga de analizar e interpretar la instrucción en curso (que está en el R.I.), determinando las órdenes necesarias para su ejecución. - Secuenciador (S): en base a la información suministrada por el decodificador, genera la secuencia de órdenes elementales que, sincronizadas con los impulsos del reloj, hacen que se vaya ejecutando la instrucción que se encuentra cargada en el R.I. En la práctica, el conjunto decodificador-secuenciador constituye un bloque indisoluble. La Unidad Aritmético- Lógica consta a su vez de los siguientes elementos: - Banco de registros (BR): almacena temporalmente los datos que intervienen en las operaciones que está realizando la UAL. - Circuitos operadores (CIROP): realizan las operaciones elementales aritméticas y lógicas. - Registro de resultados (RR): en él se depositan los resultados que proceden de los circuitos operadores. El proceso se desarrolla de la siguiente manera: a) La U.C. recibe desde la RAM las instrucciones a través del bus de datos, de forma que la instrucción en curso llega al RI. b) A continuación, el decodificador se encarga de interpretarla (para que la A.L.U. pueda operar con ella). c) Tras ello el secuenciador genera la serie de órdenes elementales necesarias para que se ejecute la instrucción (que son enviadas a la unidad aritmético-lógica). d) La unidad aritmético lógica realiza las operaciones indicadas y envía los resultados obtenidos a la unidad de control, que los almacena en la RAM. e) El reloj sincroniza el sistema, marcando los instantes en que ha de comenzar cada nueva instrucción. f) El contador determina a través del bus de direcciones dónde se encuentra la próxima instrucción. Cuando haya terminado de ejecutarse la instrucción en curso, esta nueva instrucción pasará al R.I. y se repetirá el proceso. 5

6 3.- SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO El microprocesador recoge la información de la RAM y una vez procesada envía de nuevo el resultado a la misma. Pero, como ya se ha mencionado anteriormente, la RAM es volátil, es decir, su contenido desaparece cuando se apaga el ordenador. Por ello es necesario disponer de un sistema de almacenamiento que permita guardar la información durante el tiempo que el usuario desee, de forma que además pueda ser recuperada cuando sea necesario. Esta labor es realizada por los dispositivos de almacenamiento, que en ocasiones reciben el nombre de memoria auxiliar o secundaria. Los dispositivos de almacenamiento pueden ser de varios tipos, según la tecnología que utilicen para grabar la información: - Dispositivos magnéticos: la información se graba sobre un material magnético (disco duro, disquete ) - Dispositivos ópticos: utilizan tecnología óptica para grabar la información (CD, DVD ) - Dispositivos electrónicos: formados por circuitos integrados (memorias flash) a) DISCOS FLEXIBLES Comúnmente se les denomina disquetes (floppy disk). Están formados por una lámina de plástico recubierta por ambos lados de una capa de material magnético, cuyo estado de imanación puede ser modificado por la acción de un campo magnético, propiedad que se utiliza para grabar información. Los bits de datos se almacenan y detectan como cambios en la orientación de las partículas magnéticas, de forma análoga a las cintas magnéticas de los cassettes musicales. El disco está protegido por una carcasa de plástico rígido con un núcleo metálico que se utiliza para hacerlo girar; la carcasa dispone de una ventana que permite el acceso de los cabezales lectores al disco. Tienen una capacidad de 1.44 Mb. La información almacenada en los disquetes se distribuye en sentido circular, a lo largo de pistas concéntricas y equidistantes. Las pistas se hallan a su vez divididas en sectores, que guardan los bloques mínimos de información. Para que un ordenador pueda grabar información o leer la que contiene un disquete, debe disponer de la correspondiente UNIDAD DE DISCO FLEXIBLE o DISQUETERA, que suele situarse en la caja de la unidad de sistema. La disquetera dispone de dos cabezales que leen y escriben en las dos caras del disco; un motor hace girar el disco para ir desplazando la superficie bajo los cabezales. b) DISCOS DUROS Son discos fijos, formados por un conjunto de discos de metal recubiertos de un material magnético. Se disponen apilados unos sobre otros, sobre un eje común y dentro de una caja rígida. Entre los discos se sitúan los cabezales de lectura-escritura, de forma que se puede leer y escribir en las dos caras de cada disco. 6

7 c) CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) La distribución de la información en pistas y sectores es semejante a la de los discos flexibles. Cuantas más pistas tenga un disco de un tamaño dado, mayor será su densidad. La capacidad de un disco duro dependerá del número de discos que contenga y la densidad de su superficie. En general permiten almacenar gran cantidad de información, del orden de varios gigabytes. Los discos duros suelen situarse en el interior de la caja de la unidad de sistema, aunque también existen discos duros portátiles que se conectan a través de un puerto USB. Es análogo a un CD musical. Al igual que en éste la superficie del disco está formada por un conjunto de hendiduras o surcos de tamaño microscópico. Estas pequeñas hendiduras reciben el nombre de pit, mientras que la superficie entre ellas se denomina land, y corresponderían a los valores 0 y 1 del sistema binario. La información grabada se lee mediante un fino haz láser que recorre la superficie del disco. Para que el ordenador pueda leer la información contenida en el CD debe disponer de la UNIDAD LECTORA DE CD-ROM, que también permite reproducir CD de audio. Una vez en su interior un motor hace girar el disco, mientras un haz láser recorre la superficie del mismo. El láser se refleja en la superficie del disco y es captado por un receptor fotosensible. Cuando el rayo incide sobre alguno de las hendiduras, el ángulo de reflexión del rayo varía y solo una pequeña parte de la radiación alcanza el receptor, que es así capaz de identificar la presencia de los pits frente a las lands. De esta forma el haz láser lee las pequeñas hendiduras presentes en la superficie del disco, convirtiéndolas posteriormente en datos digitales. La información del CD se almacena en una única pista en forma de espiral, que comienza desde el centro del disco y termina en el borde exterior; dicha pista suele estar dividida en sectores. Un CD convencional es capaz de almacenar del orden de Mb de datos. Su alta capacidad los hace aptos para aplicaciones multimedia. CD-ROM (Compact Disc-Read Only Memory): los datos que contiene sólo pueden ser leídos, por lo que se utiliza para almacenar información que no tenga que ser modificada. CD-R (Compact Disc Regrabable): permiten grabar la información una sola vez, de forma que ésta ya no puede ser modificada. Los CD-R tienen una estructura muy similar a la de los CD-ROM pero en lugar de tener hendiduras grabadas, los datos se almacenan quemando una capa de colorante orgánico que recubre el disco. Para grabar la información, un potente rayo láser (que genera temperaturas de hasta 300ºC) crea un hueco en la capa de colorante. Como estos cambios en el colorante reflejan menos luz del láser, son interpretados como ceros y cuando no hay huecos se registra un valor de uno. En los CD-R los cambios en la capa de grabación son irreversibles: por ello sólo se puede escribir una vez, pero puede leerse en múltiples ocasiones. CD-RW (Compact Disc Rewritable): son discos regrabables en los que se puede grabar y borrar información cuantas veces queramos, de forma análoga a los disquetes. En lugar de emplear una capa de colorante, poseen una capa muy delgada de una aleación hecha de plata, indio, antimonio y telurio que puede cambiar su reflexividad. Utilizando un láser más potente que el de un CD-R, la regrabadora cambia la 7

8 reflexividad de la capa. Si se hace incidir sobre ella un láser de menor temperatura, es posible reestablecer el estado de reflexividad original y por tanto, puede ser reescrita. Para realizar la grabación de un CD es necesario disponer de una UNIDAD GRABADORA y/o REGRABADORA DE CD, junto con el software adecuado. d) DVD (Digital Versatile Disc) Son semejantes a los CD aunque el tamaño de los pits y las lands es más pequeño por lo que puede almacenar más información. La capacidad del DVD es desde 4,7 Gg hasta 17 Gb. Utiliza un láser de luz roja, que es mucho más estrecho que el láser que utilizan los lectores CD. Su gran capacidad les hace idóneos para almacenar grandes cantidades de información y aplicaciones multimedia. Para poder reproducir su contenido es necesario disponer de una UNIDAD LECTORA DE DVD, que permite reproducir DVD convencionales, y también CDs. También pueden encontrarse en el mercado DVD-R y DVD-RW, para cuya utilización es necesario disponer de la correspondiente UNIDAD GRABADORA y/o REGRABADORA de DVD. El último formato de disco óptico es el Blue Ray, que dispone de un tipo de láser aún más fino, y puede llegar hasta los 50Gb de capacidad de almacenamiento. e) MEMORIAS FLASH Son pequeñas tarjetas formadas por circuitos integrados en los que se almacena la información en forma de señales eléctricas. Su principal ventaja es que ocupan muy poco espacio lo que las hace muy útiles para aparatos pequeños portátiles. Las aplicaciones más habituales son: Pen Drive que se puede conectar a un puerto USB para intercambiar datos entre ese dispositivo y el ordenador. Las PC Card utilizadas en cámaras de fotos y vídeo (Compact Flash, SD, Memory Stick, XD, etc.). Su forma suele ser cuadrada o rectangular y se insertan en una ranura (puerto) específico del ordenador. También se utilizan en reproductores portátiles de audio (MP3, MP4 ), PDA, teléfonos móviles Aunque las tarjetas de memoria flash pueden almacenar desde 8 Mb hasta 128 Gb de datos, dependiendo de las marcas y tipos, lo más habitual son capacidades entre 256 Mb y 2 Gb. Existen el mercado otros dispositivos de almacenamiento tales como unidades ZIP, disco magneto-ópticos, cintas magnéticas. 4.- TARJETAS DE EXPANSIÓN Tienen como función conectar los periféricos con la placa base del ordenador a través de la correspondiente ranura de expansión. a) TARJETA DE SONIDO: permite controlar el sonido del ordenador. La tarjeta de sonido se conecta internamente a la unidad de CD o DVD, y externamente a los altavoces y el micrófono. Por tanto tiene dos funciones básicas: convertir los datos digitales del ordenador en analógicos para que pudieran oírse por los altavoces, y transformar los datos analógicos, que llegan del micrófono, en señales digitales que pueda entender el ordenador. La tarjeta de sonido suele disponer de una conexión MIDI para conectar un teclado musical o un joystick. También puede tener entradas y salidas de línea adicionales que permiten conectar fuentes externas de sonido (amplificadores, cámaras, reproductores de video o DVD, etc) 8

9 b) TARJETA GRÁFICA: gestiona la información gráfica que muestra la pantalla del monitor. Dispone de un microprocesador y una memoria denominada VRAM. La tarjeta gráfica interpreta los datos que le llegan del microprocesador, para poder presentarlos en la pantalla en forma de puntos individuales de diferentes colores (pixels). La tarjeta gráfica debe ser compatible con el monitor correspondiente y de sus características depende en gran media la resolución calidad de la imagen. c) TARJETA DE RED: permite conectar el ordenador a otros equipos. Para formar una red local. Esto permite compartir recursos e intercambiar información entre los distintos equipos conectados a la red. 5.- PERIFÉRICOS DE ENTRADA Estos dispositivos permiten introducir información en el ordenador desde el exterior. Los más representativos son los siguientes: a) TECLADO Es el medio principal para introducir información en el ordenador. El teclado incluye un microcontrolador, que es un dispositivo electrónico semejante a un pequeño microprocesador. Cuando se pulsa una tecla se envía una señal eléctrica predefinida al microcontrolador, que identifica la señal y la envía al controlador del teclado, situado en la placa madre. Existen varios tipos de teclados, entre los que destaca el teclado expandido, que dispone de 102 teclas. Estas teclas presentan una disposición similar a la de una máquina de escribir convencional, además de cierto número de teclas específicas. b) RATÓN Está formado por una carcasa de plástico con varios botones, que al ser pulsados desencadenan diversas acciones. Cuando el ratón está funcionando aparece en la pantalla un indicador (puntero o cursor) que se desplaza cuando se mueve el ratón. Existen diferentes tecnologías con las que funcionan los ratones: Opto-mecánicos: contienen una bola en contacto con la superficie de deslizamiento y dos células fotoeléctricas que detectan los movimientos verticales y horizontales de la bola. El movimiento del ratón se convierte así en impulsos eléctricos que pueden ser interpretados por el ordenador y convertidos en coordenadas sobre la pantalla. Ópticos: en lugar de bola disponen de un haz de luz que incide sobre la superficie de desplazamiento del ratón. Un fotodetector recibe la luz reflejada sobre dicha superficie e interpreta el desplazamiento de la misma. Existen ratones especiales, como por ejemplo los trackballs, que son dispositivos en los cuales se mueve una bola con la mano, en lugar de arrastrarla por una superficie. Son los dispositivos más utilizados en los portátiles, aunque la bola ha sido sustituida por un pequeño tablero táctil. c) MICRÓFONO Permite introducir datos de tipo sonoro en el ordenador. Su funcionamiento es semejante al de los micrófonos convencionales que convierten el sonido en señales eléctricas. El funcionamiento del micrófono es controlado por la TARJETA DE SONIDO. Esta tarjeta digitaliza la señal obtenida a partir del micrófono para que pueda ser entendida por el ordenador. d) ESCÁNER Este dispositivo permite obtener una imagen digital a base de puntos de cualquier documento, fotografía o dibujo. Su aspecto es similar al de la parte superior de una fotocopiadora: bajo una tapa abatible hay una ventana de cristal sobre la cual ponemos el original que deseamos escanear, con la cara que nos interesa hacia abajo. Una fuente 9

10 de luz va iluminando línea a línea la imagen original y, tras ser reflejada en ella, es recogida por un dispositivo CCD que convierte las señales luminosas en impulsos eléctricos. El CCD (Charge Coupled Device) es un chip sensible a la luz encargado de "capturar" la imagen. Tiene una estructura reticular en forma de celdas; cada una de ellas es un elemento fotosensible que adquiere más o menos carga eléctrica según la luz incidente y genera una señal eléctrica que se digitaliza a continuación por medio de un convertidor analógico/digital. A medida que el haz de luz va recorriendo el original se va codificando la imagen, de forma que el ordenador la almacena en su memoria y será capaz de reconstruirla a partir de los datos recogidos. Posteriormente podremos mostrarla en pantalla, imprimirla, etc. Muchos escáneres disponen también del sistema OCR (Reconocimiento Óptico de Caracteres) que permite que los caracteres no se introduzcan como imágenes sino como texto y puedan ser modificados por un procesador de textos. 6.- PERIFÉRICOS DE SALIDA Estos dispositivos recogen y proporcionan al exterior la información de salida después de ser procesada por el ordenador. Destacan los siguientes: a) MONITOR Es el medio principal de comunicación del ordenador con el usuario. Permite visualizar el resultado de la información procesada y además muestra mensajes y opciones de los programas. Las imágenes que se forman en el monitor son controladas por la llamada TARJETA GRÁFICA. Esta tarjeta transforma la información digital que le proporciona la CPU en una señal eléctrica analógica que es enviada al monitor. La calidad de la imagen depende tanto de la resolución del monitor como de la tarjeta gráfica. Los monitores más utilizados son de dos tipos: Monitores CRT (monitor de rayos catódicos): Dispone de un tubo de rayos catódicos que envía tres haces de electrones hacia la pantalla. Ésta se encuentra recubierta en su interior por un material fluorescente, de forma que emite luz cuando los haces de electrones caen sobre ella. La imagen se forma píxel a píxel (punto a punto), pero el proceso es tan rápido que siempre se ven imágenes completas. Para recorrer toda la pantalla los haces de electrones efectúan un barrido horizontal (para cubrir las líneas horizontales de la pantalla) y un barrido vertical (que va desplazando los haces línea a línea). Al terminar un barrido vertical completo, se vuelve a empezar por la primera línea. Los tres haces de electrones corresponden a los tres colores básicos (rojo, azul y verde) y los diferentes colores se forman mediante la mezcla de estos tres con mayor o menor intensidad. Monitor LCD (monitor de cristal líquido): Estas pantallas tienen dos placas de cristal con cristales líquidos en el medio. El cristal líquido es una materia orgánica transparente que, al recibir un impulso eléctrico se vuelve opaca, impidiendo que pase la luz. Así, al aplicar o dejar de aplicar una corriente eléctrica, se consigue que la luz pase o no, y regulando el voltaje aplicado se consigue modificar la cantidad de luz transmitida. Los tres colores básicos se añaden a la luz mediante unos filtros coloreados situados entre la pantalla emisora y los cristales líquidos. Este tipo de monitores consume menos energía que los CRT, ocupan menos espacio y despiden poca luz. Un tipo de monitores LCD particulares con los monitores de matriz activa (TFT). Disponen de una matriz extra de transistores, un transistor por cada color de cada píxel, que mejoran el color y el contraste de la imagen. 10

11 b) IMPRESORA Permite obtener información impresa en un soporte físico (papel). Dependiendo de su tecnología, las impresoras se pueden clasificar en: - Impresoras matriciales: tienen un cabezal con agujas que al golpear una cinta impregnada en tinta, escriben puntos sobre el papel; la combinación de estos puntos forma los diferentes caracteres. La calidad de la impresión depende del número de agujas. Son ruidosas y lentas pero son las más económicas. Sólo imprimen en blanco y negro. Se utilizan cuando no se necesita mucha calidad en la impresión, aunque están cayendo en desuso. - Impresoras de inyección: también se las conoce con el nombre de impresoras de chorro de tinta. Los caracteres se forman proyectando gotitas de tinta, procedente de un depósito o cartucho, sobre el papel a través de unos pequeños inyectores. Producen impresiones de calidad media pero son algo lentas. Pueden imprimir en blanco y negro o en color (utilizando cartuchos de tinta de color). Son las más empleadas pues presentan la mejor relación calidad/precio. - Impresoras láser: utilizan un mecanismo de serigrafía semejante al de las fotocopiadoras. Utiliza la fuente de luz producida por un haz láser para cargar eléctricamente la superficie de un rodillo fotosensible; a las partes cargadas de este rodillo se adhieren unas pequeñas partículas de tinta sólida (tóner) que posteriormente al fundirse por aplicación de calor son transferidas al papel. Pueden imprimir en blanco y negro, y en color. Produce impresiones de alta calidad y son las más rápidas, pero también las más caras. c) ALTAVOCES Permiten la emisión de sonidos procedentes del ordenador. Su funcionamiento es semejante al de los altavoces convencionales que convierten una señal eléctrica analógica en sonido. Su funcionamiento es controlado mediante la TARJETA DE SONIDO. 7.- PERIFÉRICOS DE ENTRADA/SALIDA Son dispositivos que permiten tanto la introducción de datos en el ordenador como la salida de información ya procesada. Tal es el caso del MÓDEM (Modulador DEModulador). Se utiliza para enviar o recibir información a través de una línea telefónica, lo que permite comunicar entre sí dos o más ordenadores separados físicamente, e incluso a gran distancia. De esta manera puede intercambiarse información entre los ordenadores conectados. También permite acceder a la red INTERNET. El ordenador procesa información codificada en binario y por tanto, envía señales digitales a sus dispositivos. Sin embargo, la línea telefónica sólo transporta señales analógicas en forma de ondas eléctricas. El módem se encarga de transformar un tipo de señales en otras, a través de los procesos de modulación y demodulación: - Modulación: transforma las señales digitales proporcionadas por el ordenador en señales analógicas y las envía a través de la línea telefónica. 11

12 - Demodulación: recibe las señales analógicas de la línea y las transforma en señales digitales, de modo que pueda entenderlas y procesarlas. 8.- PUERTOS DE COMUNICACIÓN Todos los periféricos exteriores al ordenador se conectan a través de unos conectores especiales situados en la unidad de sistema, denominados puertos de comunicación. En realidad se encuentran ubicados en las tarjetas de expansión, que a su vez se conectan a la placa base a través de las ranuras de expansión. Los puertos más habituales son: - Puertos serie: suelen utilizar un conector tipo RS-232C (formado por varias filas de alfileres). Utilizan una única línea, enviando un bit tras otro y al llegar al dispositivo se van configurando los datos distribuyendo los bits de forma adecuada. Se identifican con las siglas COM. Un tipo particular de conexión serie cada vez más utilizada es la USB (Universal Serie Bus) que permite mayores velocidades de transferencia (12 Mb/s) y es compatible con casi todos los periféricos que se conectan al ordenador. - Puertos paralelo: suelen utilizar un conector tipo Centronics (formados por varias filas de agujeritos). Permiten transferir mayor cantidad de información en menos tiempo, ya que envían todos los bits que configuran una palabra al mismo tiempo a través de varios canales. Se suelen emplear para conectar impresoras, escáners, etc. Los puertos paralelo se identifican con las siglas LPT. A pesar de ser más rápidos, los puertos paralelo presentan la desventaja de que al disponer de varios canales paralelos se pueden producir interferencias entre ellos y son menos fiables a medida que aumenta la distancia al dispositivo. Un tipo particular de puerto paralelo es el puerto SVGA, destinado a la conexión del monitor. - Puertos PS-2: En ellos se conectan el teclado y el ratón - Puertos RCA: Permiten conectar los dispositivos de sonido - Puertos RJ-45: se utilizan para conectar los cables de red - Otros tipos de puertos, algunos de ellos inalámbricos, son los Firewire, IrDA (infrarrojos), BlueThooth, conectores de fibra óptica, etc. Después de realizar la instalación física del periférico, es necesario que el sistema reconozca los componentes que tiene instalados. Esto se realiza mediante un tipo particular de software, denominado programa CONTROLADOR o DRIVER, que suele ser proporcionado por el fabricante. 12