DISPOSITIVOS DE COMUNICACIÓN CON EL

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1 4 DISPOSITIVOS DE COMUNICACIÓN CON EL EXTERIOR 4.1. Necesidad de periféricos: utilidad y clasificación Según se ha visto con anterioridad, el ordenador está constituido básicamente por el procesador o CPU, la memoria principal y los dispositivos de entrada/salida. Se denominan periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales el ordenador se comunica con el exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan información, sirviendo de memoria auxiliar a la memoria principal. El ordenador no tendría sentido si no se comunicase con el exterior; es decir, si careciese de periféricos. Por tanto, debe disponer de: - unidades de entrada, a través de las cuales poderle dar los programas a ejecutar y los datos correspondientes, - unidades de salida, con las que el ordenador nos da los resultados de los programas, - memoria masiva auxiliar, que facilite el funcionamiento y utilización del ordenador. Estas unidades también pueden considerarse como unidades de entrada/salida, ya que el ordenador puede escribir (dar salidas) sobre ellas, y la información escrita puede ser leída; es decir, darla como entrada. La memoria masiva o auxiliar trata de suplir las deficiencias de la memoria central (su relativa baja capacidad y el que la información almacenada en la zona RAM se 48

2 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior borre al eliminar la alimentación de energía eléctrica). Los dispositivos de memoria masiva auxiliar tienen mayor capacidad (de 2 a 1000 veces mayor) que la memoria principal, y en ellos se puede grabar información por tiempo prácticamente indefinido. Los dispositivos de E/S transforman la información externa en señales eléctricas codificadas, permitiendo su transmisión, detección, interpretación, procesamiento y almacenamiento de forma automática. En un dispositivo de entrada se transforma la información externa (instrucciones o datos tecleados, por ejemplo) según algún código (por ejemplo, ASCII). Así, el ordenador central recibe dicha información adecuadamente preparada (binario). En uno de salida (impresora, por ejemplo) se efectúa el proceso inverso: la información binaria que llega del ordenador central (caracteres representados en código ASCII, por ejemplo) se transforma de acuerdo con el código de E/S, en caracteres escritos inteligibles por el usuario. No hay que confundir periférico con soporte de información. Es distinto una unidad de disco magnético (sistema para grabar/leer), o una impresora, que un disco magnético de 3½, o un listado de impresora, respectivamente. Como ya vimos, las unidades de proceso, de control y la memoria, así como éstas con los periféricos, se interconectan por buses, que proporcionan un camino de comunicación para el flujo de datos entre distintos elementos. La conexión de estos periféricos, y ciertas ampliaciones de memoria, no se efectúan directamente al bus de la CPU, sino a través del denominado bus del sistema. Aunque los ordenadores más sencillos suelen tener un único bus de sistema, otros muchos disponen de más como pueden ser los de expansión, de entrada/salida, etc Periféricos de salida de información del ordenador Como periféricos de salida de información del ordenador podríamos tener: Visualizadores («displays») Impresora Terminal de pantalla Sintetizador de voz Conversor digital/analógico-efector Registrador gráfico («plotter») De todos estos vamos a comentar, tan solo, 3 con los que trabajaremos habitualmente. 49

3 Apuntes de Informática Impresoras Las impresoras son periféricos que escriben la información de salida (caracteres o puntos que forman una imagen) sobre papel, permitiendo visualizar de forma impresa (permanente) los datos generados por el ordenador. Su comportamiento inicialmente era muy similar al de las máquinas de escribir, pero hoy en día son mucho más sofisticadas, pareciéndose algunas en su funcionamiento a máquinas fotocopiadoras conectadas en línea con el ordenador. Las impresoras son, junto con las pantallas, los dispositivos más utilizados para poder ver en forma directamente inteligible para el hombre los resultados de un programa de ordenador. Tienen dos partes bien diferenciadas: parte mecánica y electrónica. La parte mecánica además de encargarse de accionar los elementos que hacen que se imprima el carácter correspondiente, debe dedicarse a la alimentación y arrastre del papel. Las impresoras tradicionalmente utilizan papel continuo, en cuyos márgenes existen unos taladros u orificios. En este caso el arrastre se efectúa mediante un tractor que dispone de unos dientes metálicos o de plástico que encajan en los taladros laterales del papel. En la actualidad las impresoras no necesitan papel continuo, efectuándose el arrastre por fricción o presión, como en el caso de las máquinas de escribir o como en las fotocopiadoras convencionales. La velocidad de escritura de la impresora, por rápida que ésta sea, no es suficiente para escribir con la misma rapidez con la que le envía el ordenador la información. Para resolver este problema, las impresoras disponen de una memoria intermedia denominada buffer, cuya misión es la de almacenar temporalmente la información que llega desde el ordenador. Cuando el buffer se llena, el ordenador deja de enviar datos a la impresora, hasta que ésta imprime la información del buffer, llenándolo a continuación de nuevo, hasta imprimir la totalidad de la información deseada CLASIFICACIÓN DE LAS IMPRESORAS Podemos clasificar las impresoras según tres criterios distintos: por la calidad de impresión, por la forma de imprimir los caracteres y por el fundamento del sistema de impresión TENIENDO EN CUENTA LA CALIDAD DE IMPRESIÓN En esta clasificación se tiene en cuenta la calidad de presentación y de contraste de los caracteres impresos. Antiguamente, las impresoras de ordenadores escribían letras sólo mayúsculas y la calidad de impresión no era buena, distinguiéndose claramente cuándo un escrito estaba confeccionado con ordenador. En la actualidad existen impresoras que escriben con una definición de tipos análoga a la producida en imprenta. Las impresoras se clasifican, atendiendo a este criterio en: - Impresoras normales: las impresoras matriciales más antiguas. - Impresoras de semicalidad: algunas impresoras matriciales. - Impresoras de calidad: impresoras de chorro de tinta e impresoras láser. 50

4 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior TENIENDO EN CUENTA LA FORMA DE IMPRIMIR LOS CARAC- TERES - Impresoras de caracteres: realizan la impresión por medio de un cabezal que va escribiendo la línea carácter a carácter. El cabezal se desplaza a lo largo de la línea que se está imprimiendo, pudiendo ser unidireccional o bidireccional. Las velocidades de estas impresoras oscilan entre 10 y 400 caracteres por segundo. Dependiendo del cabezal existen, a su vez, distintos tipos de impresoras de caracteres: de matriz de puntos, de inyección de tinta,... - Impresoras de línea: se imprimen simultáneamente todos o varios caracteres correspondientes a una línea de impresión. La operación mecánica de escribir los caracteres puede realizarse en cualquier orden. La velocidad de impresión de estos dispositivos es muy superior a las de caracteres, oscilando usualmente entre 300 y 2000 líneas por minuto. Suponiendo que, por termino medio, se escriban 80 caracteres por línea, estos márgenes equivalen aproximadamente a entre 400 y 2700 caracteres por segundo. - Impresoras de páginas: son impresoras que actúan en forma muy similar a las máquinas fotocopiadoras. Se caracterizan por contener un tambor rotativo donde se forma con tinta o un polvillo especial (tóner) la imagen de la página a imprimir. Esta imagen se transfiere al papel por contacto y con un proceso de fijación (calor usualmente). Hay modelos de estas impresoras muy rápidos, ya que la imagen no se forma por impacto y las piezas mecánicas móviles son mínimas. A este grupo pertenecen las impresoras láser, cuya velocidad oscila entre 5 y 350 ppm (páginas por minuto) aproximadamente TENIENDO EN CUENTA EL FUNDAMENTO DEL SISTEMA DE IM- PRESIÓN Hay unidades que realizan la impresión por impacto de martillos y de piezas móviles y otras sin impactos mecánicos. - Impresoras por impacto: su fundamento es similar al de las máquinas de escribir convencionales. Sobre la superficie de la línea a imprimir en el papel, se desliza una cinta de tela o plástico entintada, y delante de ésta pasa una pieza metálica donde está modelado el juego de tipos de impresión. Cuando pasa el tipo a grabar sobre su posición en el papel, se dispara un martillo o actuador que golpea la cinta contra el papel, quedando impreso en tinta sobre el papel el carácter en cuestión. En otras impresoras de impacto cada carácter se crea por el disparo de ciertas agujas metálicas que conforman el carácter con un conjunto de puntos. El disparo (de martillos o agujas) se efectúa electromagnéticamente. Son impresoras muy ruidosas y tradicionalmente han sido las más utilizadas. Entre ellas se encuentran las impresoras de matriz de puntos. 51

5 Apuntes de Informática - Impresoras sin impacto: forman los caracteres sin necesidad de golpes mecánicos y utilizan otros principios físicos para transferir las imágenes al papel. Son impresoras sin impacto las de inyección de tinta y las impresoras láser Algunas impresoras Comentaremos con más detalle los 3 tipos de impresoras más habituales IMPRESORAS DE MATRIZ DE PUNTOS O AGUJAS En este tipo de impresoras los caracteres se forman por medio de una matriz de agujas (de 7x9, 8x9, 9x9, 9x11, 18x8, 24x24, etc.) activadas por un electroimán. Las agujas golpean la cinta entintada, transfiriendo al papel los puntos correspondientes a las agujas disparadas. Su bajo precio las hizo muy populares. Aunque hoy en día no son las mas importantes, se siguen utilizando, pues permiten, por ejemplo, hacer copias de originales. Las formas de los caracteres a escribir, en función de las agujas del cañón de impresión a disparar, están grabadas en una memoria ROM, pudiéndose cambiar tales formas sustituyendo los circuitos integrados que constituyen la ROM. Cabezal de una impresora de agujas Las velocidades de este tipo de impresoras de caracteres oscilan, aproximadamente, entre 30 y 550 caracteres por segundo. Su principal ventaja es el bajo precio, pero tiene como inconvenientes una calidad menor que los otros tipos analizados, además del ruido asociado a su carácter de impresora por impacto IMPRESORAS DE INYECCIÓN DE TINTA O CHORRO DE TINTA Cuentan con una especie de cañón a través del cual se lanza hacia el papel un chorro de gotas de tinta ionizada. Dichas gotas son desviadas por unos electrodos que se encuentran a un potencial fijo (del orden de 3 KV). El carácter se forma con la tinta que incide en el papel.

6 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior La desviación de las gotas y, por tanto, la forma del carácter, se regula variando la carga inicial de la gota, dada en un electrodo de carga (su potencial varia de 0 a 200 V). Suelen ser bidireccionales y relativamente lentas (de 30 a 200 caracteres por segundo). Están bastante extendidas porque no son muy caras y ofrecen una calidad buena (alcanzan resoluciones entre 400 y 600 ppp). Permiten la impresión en color. Esquema del funcionamiento de una impresora de chorro de tinta IMPRESORAS LÁSER Tienen una gran importancia por su elevada velocidad, calidad de impresión y bajo precio. Su fundamento es parecido al de las fotocopiadoras. La página a imprimir se transfiere al papel por contacto, desde un tambor que contiene la imagen impregnada en tóner. Detalle del sistema de impresión de una impresora láser 53

7 Apuntes de Informática El tambor está recubierto de un material fotoconductivo (usualmente Selenio). Este elemento se hace conductor al incidir sobre él la luz, siendo aislante en la oscuridad. La imagen «eléctrica» se forma en el tambor haciendo incidir sobre él un rayo láser que va barriendo sus generatrices. Cada generatriz suele corresponder a una «columna» de puntos de la página a imprimir; es decir, no se escribe «renglón a renglón» (en la dirección «x»), sino a lo largo del papel (dirección «y»). La velocidad de estas impresoras puede variar aproximadamente entre 5 y 350 páginas por minuto Monitores El monitor es una unidad de salida, puesto que permite que el ordenador presente información al usuario. Su tamaño se expresa en pulgadas en diagonal, siendo tamaños habituales en los ordenadores personales 14, 15 y 17 pulgadas. Analizaremos 3 tipos de monitores: los de tubos de rayos catódicos, los de cristal líquido y los de plasma MONITOR DE TUBO DE RAYOS CATÓDICOS El fundamento físico de los monitores de tubo de rayos catódicos o CRT viene representado en la siguiente figura. Consta de un tubo de vacío, en forma semejante a una pirámide de base rectangular con un alargamiento en su vértice. En la parte más estrecha lleva un filamento que permite producir un haz de electrones, y en el cuello lleva dos bobinas que permiten modificar la trayectoria del haz en las dos direcciones X-Y, por lo que se le puede dirigir a cualquier punto de la base del tubo. Esta base, denominada superficie del tubo, está recubierta de una capa de material fluorescente (a base de fósforo), que se ilumina al recibir el impacto del haz. El haz puede gobernarse en intensidad, de forma que, el nivel de iluminación producido por el revestimiento fluorescente es variable. Monitor de rayos catódicos 54

8 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior El funcionamiento del CRT color, como vemos en la misma figura, emplea 3 haces de electrones y tres revestimientos de fósforo, que se iluminan en los tres colores básicos: rojo, verde y azul. Para representar una imagen o texto, se recorre horizontalmente la pantalla con el haz de electrones, variándose su intensidad según lo que se quiera representar. A esta técnica se la denomina barrido y el barrido de la pantalla entera se hace por líneas. El barrido puede ser con entrelazado, en cuyo caso en un barrido se barren las líneas pares y en otro las impares; con lo que cada 2 barridos se tiene la imagen completa. En el barrido sin entrelazado se barre toda la pantalla de una vez. Es más caro, pero disminuye la sensación de parpadeo que se tiene con el entrelazado. La pantalla se redibuja o refresca cierto número de veces por unidad de tiempos. Cuanto mayor sea la frecuencia de refresco, mejor será la imagen, ya que se distinguirá menos el recorrido del cañón (que produce el efecto de parpadeo de la pantalla). Se considera que a partir de una frecuencia de 70 Hz la pantalla no parpadea, aunque algunos estándares como el VE- SA llevan el límite de esta frecuencia hasta 75 u 80 Hz. A nivel de ejemplo, los televisores del sistema PAL tan sólo funcionan con una frecuencia de 50 Hz, por lo que es habitual que notemos un parpadeo en nuestras televisiones, mientras que podemos disfrutar de una imagen estable en el monitor de ordenador. En cualquier caso, la imagen en la pantalla no es continua ya que esta formada por multitud de puntos de imagen o «pixels» (contracción de la expresión inglesa picture element ). Esto es debido a que el fósforo que recubre la pantalla no está repartido uniformemente, sino en forma de puntos localizados, que pueden ser de menor o mayor tamaño, y estar distribuidos con más o menos densidad. La resolución o definición del monitor, será mayor cuantos más pixels de fósforo tenga esa pantalla y cuanto mayor sea la densidad de ellos. La resolución se mide, por tanto, en pixels por línea y columna en la pantalla (por ejemplo 680x480, 1280x1024, etc.). Constituyen el tipo de monitor más extendido. Su principal ventaja es la calidad de imagen. Su principal inconveniente es la limitación de resolución debida a la frecuencia de barrido. Además, si se visualizan repetidamente las mismas imágenes, el fósforo acaba marcándose MONITORES DE CRISTAL LÍQUIDO Los monitores de cristal líquido o LCD se utilizan en sistemas informáticos portátiles, por ser más manejables y de menor tamaño que los anteriores. Estas pantallas se basan en cápsulas rellenas de cristal líquido, material que a cierta temperatura cambia sus propiedades al serle aplicado un campo eléctrico. El efecto de este cambio es la reflexión de la luz. Si se colorea el cristal líquido, se consigue que la luz reflejada sea de color. Como norma general estas pantallas planas están compuestas de dos cristales planos unidos a presión, entre los cuales se ubica el cristal líquido. Las pantallas de alta resolución utilizan además dos juegos de electrodos conductores transparentes que se colocan matricialmente formando filas y columnas. En las zonas donde se cortan los electrodos se definen los puntos de pantalla o dot pitch, direccionables eléctricamente por fila y columna. Existen además 55

9 Apuntes de Informática dos tipos de matrices de visualización, pasivas y activas, en función de que se mantenga o no activado el punto de imagen tras el barrido de tensiones, consiguiéndose un mejor brillo y un menor parpadeo con estas matrices activas. Como ejemplo, para una pantalla con resolución VGA color hacen falta al menos subpuntos con resolución VGA. Su principal inconveniente es que necesitan luz externa para poder ser visualizadas. La ventaja principal es su reducido tamaño, así como su bajo consumo. Estas dos características, los hacen ideales para los ordenadores portátiles y «notebooks». Esquema de la estructura interna de una pantalla de cristal líquido MONITOR DE PLASMA Las pantallas de plasma se están imponiendo en los sistemas portátiles, pues tienen las mismas ventajas que las de cristal líquido, alcanzando además una mayor resolución y la posibilidad del color. Cada punto luminoso de la pantalla es una cápsula de cristal que contiene un gas compuesto de neón. Las cápsulas están entre unos hilos horizontales y verticales. Cuando 2 hilos reciben una tensión alta, el gas de la cápsula intersección de ambos hilos brilla. Sus principales inconvenientes son la baja resolución y el alto coste Plotters Los registradores gráficos o plotters son dispositivos de salida que realizan dibujos sobre papel. Tienen gran importancia porque con ellos se obtiene directamente del ordenador, salidas en forma de planos, mapas, dibujos, gráficos, esquemas e imágenes en general. Los plotters se fundamentan en el desplazamiento relativo de un cabezal con el elemento de escritura con respecto al papel. Dependiendo del tipo de registrador gráfico se moverá solo la cabeza, o la cabeza y el papel; estos movimientos se controlan por medio de motores de pasos de gran precisión que se activan digitalmente.

10 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior Tipos Dependiendo del sistema que utilizan para realizar el dibujo, los registradores se pueden clasificar en: de plumillas, de chorro de tinta, térmicos y electrostáticos. plotters de plumillas: constan de un brazo articulado que se puede mover por toda la superficie del papel, portando un estilógrafo cogido de un depósito, donde existen otros estilógrafos, ordenados por colores y espesores. Los registradores gráficos de plumas pueden, a su vez, ser de mesa y de tambor o rodillo. En los de mesa, sólo se mueven las plumillas, mientras que en los de rodillo se mueven tanto el papel como las plumillas. plotters de chorro de tinta: funcionan de igual modo que las impresoras de chorro de tinta, con la salvedad de que en este caso, no tienen porque escribir la información línea a línea, ya que utilizan lo que se denomina un sistema vectorizado, donde cada punto va a estar caracterizado por dos coordenadas. Igual que en el tipo anterior de plotters, puede moverse el papel o estar fijo, desplazándose en este caso, sólo el brazo articulado. plotters térmicos: se utiliza un papel especial termosensible, que se ennegrece al aplicar calor (unos 200 C). El calor se transfiere desde el cabezal, por una matriz de pequeñas resistencias. Al pasar una corriente eléctrica por las resistencias, se calientan, formándose los puntos en el papel. plotters electrostáticos: también utilizan un papel especial, que está recubierto de un dieléctrico (de color gris metálico). La forma de los gráficos, se produce por medio de cargas electrostáticas negativas, que se fijan en el dieléctrico por medio de una hilera de plumillas que abarcan el ancho del papel, y que adquieren potenciales del orden de 600 V. Posteriormente a estar formada eléctricamente la imagen, se pasa, avanzando el papel, por un depósito, donde se pulveriza con un líquido que tiene suspendidas partículas de tóner, (polvo de carbón) cargadas positivamente. Las partículas son atraídas, y adheridas, en los puntos que conforman el gráfico. 57

11 Apuntes de Informática 4.3. Periféricos de entrada de información al ordenador Como periféricos de entrada de información a nuestro ordenador podemos tener: Teclado Dispositivos de captura directa de datos: Lectora de banda magnética (de tarjetas de crédito, por ejemplo). Detectores ópticos: de marcas, caracteres impresos, o barras impresas. Unidad de reconocimiento de la voz Lápiz óptico Pantalla sensible al tacto Palanca manual de control («joystick») Sensores-conversores analógico-digital Digitalizador o tableta digitalizadora Ratón («mouse») Escáner De todos éstos vamos a estudiar los más habituales Teclado Es el más difundido de todos los periféricos de entrada. Es similar al teclado de las máquinas de escribir, correspondiendo cada tecla o botón a uno o varios caracteres, funciones u órdenes. Para seleccionar uno de los caracteres de una tecla, puede ser necesario pulsar simultáneamente dos o más teclas, una de ellas la tecla correspondiente al carácter. Al pulsar una tecla, se cierra un conmutador que hay en el interior del teclado; esto hace que unos circuitos codificadores generen el código correspondiente al carácter seleccionado (ASCII, por ejemplo), apareciendo éste en la pantalla, si no es un carácter de control (Ctrl, Alt, Mayus, etc.). Los teclados que más aceptación han tenido son los de 84 y los de 102 teclas, siendo el último el que se denomina teclado expandido. Suelen constar de 4 partes: teclado alfanumérico, numérico, de función y de control. El teclado alfanumérico: es el bloque principal, situado en la parte inferior derecha del teclado. Esta formado por un grupo de teclas similar al de una máquina de escribir: letras del alfabeto, números del 0 al 9, símbolos ortográficos y teclas especiales. Las teclas especiales están situadas a los laterales y en la parte inferior del teclado alfanumérico. Como su propio

12 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior nombre indica, son teclas que tienen predeterminadas una serie de funciones como son borrar, tabular, elegir el carácter deseado en las teclas que ofrecen más de una posibilidad,... El teclado numérico: situado a la derecha del teclado (excepto en la versión para zurdos en la que está a la izquierda), está formado por un grupo de teclas similar al de una calculadora, para facilitar la introducción de datos y la realización de operaciones matemáticas. Incluye los dígitos decimales, el punto decimal y los signos de las operaciones aritméticas básicas, además de dos teclas especiales. Aunque estas teclas también se incluyen en el teclado alfanumérico, se duplican para facilitar la introducción de números y operadores básicos. Este bloque de teclas tiene dos modos de funcionamiento. Si la tecla Num Lock (bloqueo numérico) está pulsada, la pulsación de una tecla activa el número asociado a dicha tecla. En caso contrario, las teclas estarán en modo de control del cursor. Las teclas de función se sitúan en la parte superior del teclado y están generalmente numeradas desde F1 hasta F10 o F12, según los teclados. Realizan operaciones diferentes dependiendo del programa que se esté ejecutando. Estas teclas simplifican la tarea de introducción de órdenes a través del teclado. Por ejemplo, en la mayor parte de los programas, al pulsar la tecla F1 aparece información de ayuda. Las teclas de control, situadas entre los teclados numérico y alfanumérico, básicamente permiten desplazar el cursor. Los teclados también suelen incorporar en la parte superior derecha tres pequeños leds que indican la habilitación del teclado numérico (Num), que se está usando el bloqueo de letras mayúsculas (Caps) y el desplazamiento de bloque (Scroll). El teclado estándar que se utiliza actualmente en los PCs es el expandido, que tiene entre 101 y 105 teclas, dependiendo de los modelos. Puede sufrir pequeñas variaciones de un país a otro para adaptarse al idioma que se utilice. En el caso del teclado de versión española, viene incorporada la letra ñ y el símbolo Tipos Al ser el principal periférico de entrada, existe en el mercado una gran oferta de teclados que van desde el clásico en versión de membrana o mecánico hasta las últimas novedades con diferentes colores, con teclas de acceso rápido a programas, separables, con trackball, teclas con tacto liso, rugoso o de goma, etc. A continuación comentaremos algunos de ellos con sus principales características. 59

13 Apuntes de Informática El más clásico es el de membrana, debido a su precio inferior respecto al mecánico, que es mucho mejor. Su principal ventaja radica en que al pulsar una tecla, el teclado mecánico opone una mínima resistencia en el tramo medio de la pulsación, lo que permitirá saber que la tecla pulsada ha sido anotada cuando, poco después, se oiga el "clic" tras haber rebasado esa resistencia. Además, los teclados de membrana presentan como problema que, en ocasiones, tras un uso prolongado del mismo, la membrana se rompe, provocando que cada vez que se pulse una tecla de esa zona, ésta se marque varias veces hasta que la membrana vuelva a su posición. En los últimos tiempos han aparecido en el mercado modelos especiales cuya principal misión es la de reducir el cansancio y los dolores que se producen después del uso prolongado de los teclados clásicos, en los que las muñecas tienen que adoptar una postura un tanto forzada. Estos modelos ergonómicos, que están diseñados para reducir estos efectos, adoptan formas curvas con reposa muñecas, o incluso los hay que permiten separar en dos el teclado alfanumérico para que el usuario pueda mecanografiar cómodamente colocando ambas partes del teclado a la distancia y con el ángulo deseado. Otros teclados incorporan un trackball en la parte inferior, justo debajo de la barra espaciadora, o partiendo en dos a esta. Esta variedad de teclados se ha copiado de los ordenadores portátiles, en los que la falta de espacio y una superficie próxima, en muchas ocasiones hacía imposible el uso de los ratones convencionales. También con la aparición de programas de software como Windows 95 de Microsoft han aparecido en el mercado teclados con teclas específicas para este programa, que facilitan el acceso y agilizan la ejecución de algunas tareas específicas (como abrir menús) Ratón El ratón es un dispositivo de entrada que sirve para introducir información gráfica o seleccionar coordenadas (x,y) de una pantalla. Este periférico se popularizó con la introducción de entornos gráficos de trabajo, en los que no es imprescindible introducir órdenes ni información escrita. El modelo más básico internamente está constituido por una bola metálica que puede girar libremente, y que se acciona haciéndola rodar sobre una superficie. La bola es solidaria con dos rodamientos o sensores, perpendiculares entre sí, cuyos desplazamientos se detectan eléctricamente. Las tensiones obtenidas se transmiten a los circuitos de control. El movimiento relativo del ratón sobre la superficie se transforma en posiciones absolutas mostradas en el monitor (mediante un pequeño cursor generado por software); es decir, el movimiento que realizamos al ratón lo vemos reflejado en la pantalla por el desplazamiento del cursor. Incluye 2 ó 3 botones que permiten seleccionar elementos en la pantalla. Apretando uno de los pulsadores del ratón, se puede, por ejemplo, seleccionar una opción de un menú. También existen ratones que cuentan con un par de botones o una ruedecilla que facilita el desplazamiento por documentos grandes. 60

14 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior Tipos Mecánicos o de bola: son los comentados anteriormente. Son los más extendidos, principalmente por su bajo precio. Existe una gran variedad de modelos en función de la calidad deseada y el software que traen consigo (calidad de las piezas, funciones de autoajuste, centrado, lupa,...) y de los gustos del consumidor (de todos los colores, transparentes, de madera, tacto aterciopelado, con forma de hamburguesa,...). Ópticos: son modelos de ratón más avanzados en los que la bola se ha sustituido por un sensor óptico que mide el desplazamiento del ratón a través de una plantilla marcada con unos puntos de referencia para éste. Trackball: mecánicamente es igual al ratón de bola antes descrito y la única diferencia radica en que el usuario mueve directamente la bola que está situada en la parte superior. Tiene la ventaja de que no hace falta desplazar el ratón, evitando así las molestas salidas de éste de la alfombrilla y el tener que levantarlo para llevarlo de nuevo a una posición de manejo cuando se nos queda encerrado en una zona en la que no podemos moverlo. También existen modelos de trackball en los que se han sustituido las piezas mecánicas por un sensor que detecta el movimiento de forma electrónica, sin que se vea afectado por el polvo o la suciedad. Táctiles: el movimiento del cursor sobre la pantalla se consigue desplazando un dedo sobre una superficie plana que hace las labores de bola que gira. Este sistema se está imponiendo en los ordenadores portátiles, ya que algunos usuarios les resulta difícil controlar los desplazamientos del cursor usando un trackball Joystick Aunque inicialmente fue diseñado con un fin similar al del ratón, hoy en día se usa casi exclusivamente en el campo de los videojuegos, de ahí que haya evolucionado para satisfacer las demandas de este mercado. Básicamente todos los joysticks constan de una palanca vertical que pivota en su base y que, según la posición en la que esté, hace que el movimiento sea en la dirección en la que apunta dicha palanca. La principal diferencia con el ratón en cuanto al movimiento radica en que mientras no se deje el joystick en la posición central o neutral, este estará ejecutando un movimiento, mientras que con el ratón, si no hay un continuo desplazamiento de la bola o sensor, no se ejecutará ningún movimiento. Para ejecutar las órdenes dispone de varios botones, pudiéndose encontrar en el mercado joysticks hasta con 7 botones, además de dos regladores de potencia mediante palancas y dos ruedas para el calibrado y centrado. Es el periférico que más variedades tiene en el mercado, pudiéndose encontrar actualmente modelos para juegos con formas de volante con palanca para cambio de marchas y pedales de acelerador y freno, mandos de avión, pistolas y escopetas electrónicas,... 61

15 Apuntes de Informática Tipos Mecánicos, en los que la palanca dobla en el mismo sentido que realizamos el movimiento de una pequeña placa metálica situada en su base en forma de cruz o estrella. Esto hace que se cierre el circuito en esa dirección haciendo que el cursor se desplace en el sentido en el que está la palanca de control. La principal ventaja de este tipo de joystick es su bajo coste, pero su duración es mucho menor, porque con el uso la placa metálica acaba partiéndose por uno de sus extremos debido al continuo esfuerzo al que la sometemos. Magnéticos o de imanes, son los más aconsejados en caso de uso frecuente. En estos modelos la placa metálica ha sido sustituida por unos pequeños electroimanes que evitan el desgaste de estas piezas por el rozamiento. También, al ser más resistentes, se han reforzado el resto de los componentes para alargar su vida útil. Han existido en el mercado algunos modelos que tenían una garantía de hasta 5 años para la palanca y aseguraban un funcionamiento mínimo de 10 millones de pulsaciones para sus botones Escáner Sirve para recoger información impresa (tanto texto como gráficos) y transformarla en información digital, para que pueda ser tratada por el ordenador. El escáner recoge la información hoja a hoja, o por grupo de palabras. La página a digitalizar se divide en pequeñas celdas que se van iluminando con un potente foco de luz. En función del reflejo que se obtiene para cada celda, un sistema de sensores optoelectrónicos convierte dichos reflejos en señales analógicas. Después del barrido, dichas señales se digitalizan mediante un conversor analógico-digital, obteniendo así una representación de la imagen escaneada. Con ello se consigue tener la imagen en un formato digital para su posterior tratamiento. El poder de resolución del escáner está en función del tamaño de la malla de celdas en que se fracciona la imagen original. Cuanto menores sean las celdas, más información se obtiene, aumentando así la calidad de la representación de la imagen original. El resultado de escanear una imagen es siempre un fichero en formato gráfico (tipo BMP, GIF, JPG, TIF, PNG, TGA, ), cuyo contenido se podrá modificar con programas de tratamiento de imágenes. Pero cuando se ha escaneado un documento de texto, se debe utilizar software que permita un reconocimiento óptico de los caracteres (OCR). En términos generales, estos programas funcionan del siguiente modo: sobre la imagen explorada de una página de texto, el programa OCR realiza una separación en porciones que podrían corresponder a caracteres alfanuméricos. A cada porción le aplica un proceso de interpretación que trata de identificar el carácter por su aspecto gráfico, comparándolo con los que tiene de modelo. Una vez que se reconoce un carácter, se traduce a su código ASCII correspondiente. Con ello se consigue convertir la imagen en un fichero ASCII para su posterior tratamiento con un programa para el procesamiento de texto. 62

16 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior Tipos Es importante diferenciar los escáner por su capacidad de escanear superficies más o menos grandes. Los hay que no pueden escanear imágenes con un ancho superior a 15 cm, como sucede con los modelos manuales. En el extremo opuesto están algunos modelos de sobremesa que digitalizan imágenes de hasta tamaño DIN A3. Lápiz: sólo puede escanear líneas de texto. Manual: es el más barato de los escáner de imágenes, pero tiene una serie de limitaciones. El ancho máximo de escaneado es muy inferior al que se consigue con los escáner de sobremesa y está limitado por la propia anchura del escáner. Además, con éstos las dimensiones de las imágenes varían dependiendo de la velocidad con que pasemos el escáner sobre ellas, por lo que siempre se produce una cierta deformación. Motorizado o de tracción: corrigen el problema de deformación de la imagen, ya que al tener un pequeño motor, pasan por la imagen a velocidad constante. En este apartado se puede distinguir entre los escáner que son puramente de tracción, en los que es el escáner el que pasa por encima de la imagen, y los de rodillo, en los que es la imagen la que pasa a través de dos rodillos que tiene el escáner. Sobremesa: similar en la forma externa a una pequeña fotocopiadora, es el que aporta las mejores prestaciones, lo que repercute directamente en su precio. Los modelos que se comercializan permiten escanear hojas hasta DIN A3. En los tres primeros casos se emplea la técnica de plano-focal, que consiste en usar una retícula bidimensional de detectores, focalizándose directamente la imagen del documento en ella, al igual que hacen las cámaras de vídeo, no siendo muy alta la calidad obtenida con estos escáner. En el cuarto caso se emplea la técnica de rodillo, en la que, tras colocar la imagen en una superficie de cristal, se va captando conforme el detector se va desplazando a lo largo del documento. El sistema es similar al empleado en las fotocopiadoras y la calidad es mucho mayor que con el otro método. Un tipo especial de escáner es el formado por lápices, pistolas y mesas lectoras de códigos de barras, muy usados en los grandes almacenes. La forma de codificar cada dígito decimal consiste en variar el grosor relativo de las barras negras y blancas adyacentes Detector o lector de códigos de barras Una forma de introducir información en una computadora es mediante códigos de barras verticales. Los códigos de barras se pueden encontrar en numerosos productos utilizados en la vida cotidiana (libros, alimentos, ). Un código de barras contiene información que identifica al producto en cuestión. En un código de barras existe un espacio predeterminado para cada dígito decimal, cuya codificación se hace a través del grosor de las barras correspondientes. A 63

17 Apuntes de Informática cada uno se asocian dos barras blancas y dos negras, y luego se intercalan separadores al principio, al final del código y entre medias para separar la empresa y el producto. La información que proporcionan los dígitos y el número de estos varían de unos códigos a otros. El código más difundido en España es el EAN-13, que utiliza 13 dígitos para marcar cada producto. En este código los dígitos 1 y 2 representan el país, los dígitos del 3 al 7 representan el fabricante, del 8 al 12 representan el producto y el 13 se utiliza para verificación. Un detector de códigos de barras consta de un sensor por el que se desplaza el código de barras a leer. El sensor convierte el código de barras en un código numérico que representa la información contenida en la etiqueta. A su vez, un decodificador convierte dicho código numérico en código binario para su tratamiento por la computadora. Se utilizan para control de mercancías en almacenes, bibliotecas, así como en el control de acceso de personal en instalaciones de diferentes tipos Tipos Existen varios tipos de lectores de códigos de barras Lápiz: el lápiz se mueve a lo largo del código, emitiendo y recibiendo reflejado el rayo láser. Paleta: se sitúa la paleta frente al código y ella misma mueve el rayo. Caja lectora: se pone el código frente a la caja y ésta emite varios rayos en varias direcciones de forma que no hay que situar perfectamente el código para ser leído Tableta digitalizadora Es un periférico de entrada que permite transferir directamente al ordenador gráficos, planos, mapas y dibujos en general. Para ello se pasa sobre el gráfico que se desea guardar un lápiz, de forma que cada uno de los distintos puntos sobre los que pasa el lápiz o cursor son transferidos al ordenador en forma de coordenadas (x,y). De esta manera se almacena en el ordenador la representación digital del dibujo. Las tabletas digitalizadoras constan de tres elementos: Tablero: donde se coloca el dibujo que se quiere digitalizar. Cursor: es el que se pasa a lo largo de las líneas del dibujo que se quiere digitalizar y está unido mediante un cable a los circuitos electrónicos. Puede tener forma de lápiz o de cuadradito con una lupa y una cruz en el centro de esta, para poder ver mejor por donde se pasa. Además, suelen poseer una serie de botones para marcar determinados puntos, así como para ejecutar otra serie de funciones. Circuitos electrónicos: son los que transforman el movimiento del cursor en señales digitales que serán transferidas al ordenador.

18 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior Otra de las ventajas de la tableta digitalizadora es que con el programa de software asociado se puede: - Calcular la distancia entre dos puntos marcados con el cursor. - Obtener el ángulo de una curva determinada. - Obtener el ángulo de una recta en función de las coordenadas (x,y) del tablero. - Calcular áreas y perímetros de figuras cerradas. Estos dispositivos, junto con los plotters y las pantallas gráficas, son elementos fundamentales de los sistemas gráficos, que tienen en la actualidad gran importancia en diversas aplicaciones de la informática. Entre las áreas de aplicación, se encuentra el diseño asistido por ordenador (CAD), con múltiples aplicaciones en arquitectura e ingeniería, diseño y confección textil, cartografía, diseño de circuitos impresos e integrados, dibujo artístico, etc Lectoras de bandas magnéticas Son dispositivos que permiten leer la información almacenada en bandas magnéticas existentes, por ejemplo, en las tarjetas de crédito. Tras leer la información de la banda magnética, el lector de tarjetas envía los datos en forma de bits a la computadora para su tratamiento. 65

19 Apuntes de Informática 4.4. Sistemas de almacenamiento Como principales sistemas de almacenamiento masivo podríamos haber tenido, a lo largo de la historia de la informática: Tambor magnético. Cinta magnética: Cassette, «Tape streamer», Unidades de banda, Discos magnéticos: Discos flexibles, Discos rígidos, Discos ópticos: CD, DVD, Discos magneto-ópticos Cintas magnéticas Las cintas magnéticas fueron el primer subsistema que utilizó un medio magnético como soporte de almacenamiento masivo de información. En ellas el acceso a los ficheros es secuencial: se accede a uno detrás de otro, según se va desplazando la cinta a lo largo de un mecanismo estacionario de L/E. Una cinta está formada por una tira de plástico flexible enrollada, recubierta por un material magnetizable, todo dentro de un soporte plástico. Es uno de los métodos más baratos para almacenar información, aunque tienen como inconveniente su lentitud. Se usan principalmente para hacer copias de seguridad y generar archivos de datos históricos. Últimamente han aparecido las unidades de cinta digitales (DAT) que usan un tipo de tecnología digital. La primera unidad de cinta que se comercializó a primeros de los 50 tenía una capacidad de almacenamiento de 1,44 M y era muy voluminosa. En la actualidad, se utilizan cartuchos de cinta, llamados streamers, que requieren menor espacio y tienen mejores prestaciones, facilidad de manejo y seguridad. Actualmente pueden almacenar desde 150 M hasta 66

20 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior varios gigas Discos magnéticos Los discos magnéticos son sistemas de almacenamiento de información que en la actualidad tienen una gran importancia, ya que constituyen el principal soporte, utilizado como memoria masiva auxiliar. Los distintos tipos de discos magnéticos se fundamentan en la grabación magnética de la información en las superficies de un plato o disco circular, recubierto de una capa de óxido magnetizable. El plato o disco puede ser de plástico flexible, o puede ser rígido (usualmente de aluminio). En el primer caso tenemos disquetes o discos flexibles («floppy disk» o «diskettes»), y en el segundo caso discos rígidos, fijos, o «duros» («hard disks»). a) Sectores y pistas de un disco b) Sistema de lectura/escritura En los discos magnéticos la información se graba en circunferencias concéntricas, denominadas pistas. Así mismo, el disco se considera dividido en arcos de circunferencia iguales, denominados sectores; de esta forma cada pista está compuesta por un número fijo de sectores. Sistema de lectura/escritura en un disco magnético La lectura y la escritura en la superficie del disco, se hace mediante una cabeza que está insertada en el extremo de un brazo mecánico móvil. El brazo se desplaza hacia el centro o hacía la parte externa del disco, bajo el control de los circuitos electrónicos del periférico. El direccionamiento para leer o grabar un sector del disco, se efectúa dando al periférico: número 67

21 Apuntes de Informática de unidad, número de superficie, número de pista y número de sector. El brazo sitúa rápidamente, la cabeza encima de la pista correspondiente, y espera a que el sector en cuestión se sitúe, como consecuencia del giro del disco, bajo la cabeza. Debido a la velocidad de giro constante del disco, los circuitos de control no pueden procesar la información de dos sectores adyacentes, por lo que para reducir el tiempo de espera, los sectores se suelen direccionar alternativamente (se graban alternativamente). Esto es lo que se denomina «interleaving» DISCOS FLEXIBLES Son pequeños discos intercambiables cuyos platos son flexibles, ya que son de un material plástico (Mylar) recubierto de óxido férrico. La velocidad de rotación suele ser de 300 a 600 rpm, girando sólo cuando se debe acceder al disco (para leer o escribir). En estos discos las cabezas de lectura-escritura actúan en contacto con la superficie del disco. Por ello, para incrementar la vida de éstos, el contacto de la cabeza se mantiene, generalmente, sólo cuando se lee o se escribe. La vida de una pista suele ser del orden de 3 a 5 mil revoluciones en contacto. Son sensibles a los campos magnéticos, pudiendo perderse la información que contienen por proximidad a ellos. Los disquetes más utilizados actualmente son los de 3½ pulgadas, aunque todavía existen algunos sistemas que utilizan discos de 5¼ pulgadas (diámetro del disco expresado en pulgadas). La figura representa un disco de 3 ½ pulgadas. Este tipo de disquetes, tienen una funda de protección de plástico rígido, donde existe una pestaña metálica móvil. Cuando ésta se desplaza, la cabeza puede acceder a todas las pistas del disco. En la parte inferior izquierda tiene una pequeña pestaña que admite dos posiciones: cerrada, permitiendo escribir y leer en el disco; y abierta, permitiendo leer la información del disquete, pero no modificarla. Tanto los discos de 5¼ como los de 3½ pueden ser de dos tipos: de doble cara doble densidad o de doble cara alta densidad. En ambos casos los de más capacidad son los de alta densidad. Los disquetes de 3½ de alta densidad, se distinguen a simple vista, debido a que poseen un pequeño orificio en la parte inferior derecha. La siguiente tabla muestra las características principales de estos disquetes: Tamaño Cara Densidad Capacidad Pistas por Sectores Cara por pista 5 ¼ doble doble 360 K ¼ doble alta 1.2 M ½ doble doble 720 K ½ doble alta 1.44 M

22 TEMA 4 Dispositivos de comunicación con el exterior DISCOS RÍGIDOS Son más rápidos que los anteriores, pudiendo rotar a ó rpm. Están formados por 2 ó más platos metálicos, generalmente de aluminio, guardados en el interior de una caja metálica herméticamente cerrada, donde no pueden entrar ni el polvo, ni la humedad, que los deterioraría. Paquete de discos Generalmente los discos duros son internos (se alojan en el interior del ordenador). Este modelo no es intercambiable. También existen discos duros externos, situados fuera del ordenador y que se tienen que conectar a un puerto para la transferencia de información; y removibles, con discos de almacenamiento que se pueden intercambiar al igual que con los disquetes. En la actualidad los discos duros internos suelen ser de 3½ de diámetro y de 1½ pulgadas de altura, del tamaño aproximadamente (salvo en el largo) de una disquetera; aunque existen modelos más pequeños para portátiles. A diferencia de lo que ocurre con los discos flexibles, en los discos rígidos, la cabeza de grabación está por encima del disco, a una distancia lo suficientemente pequeña como para detectar la información grabada sobre él, pero suficientemente grande para que cabeza y disco no lleguen a tocarse, bien por irregularidades del mismo bien por dilatación por calentamiento de ambos. Esta distancia es aproximadamente de un cuarto de micra. El disco rígido, mientras tenemos conectado nuestro ordenador, está continuamente girando, formándose un pequeño colchón de aire provocado por la rapidez del giro (hay que puntualizar que en los sistemas modernos se puede detener el disco temporalmente cuando pasa un cierto tiempo sin ser utilizado). La cabeza de lectura/escritura flota sobre dicha capa de aire, siendo por esta razón importantísimo que no exista la posibilidad de que partículas de polvo se interpongan entre cabeza y disco. Por ello, la fabricación de discos duros se realiza en una atmósfera microfiltrada, sellando posteriormente dichas unidades. 69

23 Apuntes de Informática La capacidad de estas unidades va en continuo aumento, debido a las necesidades de espacio cada vez mayores de los programas. Tamaños comunes hoy en día son del orden de varios GB, aunque en los ordenadores portátiles también se utilizan discos de menor capacidad (del orden de varios cientos de MB) Discos ópticos Son un conjunto de dispositivos de almacenamiento masivo basados en la técnica láser, que presentan una capa interna protegida, donde se guardan los bits. Al ser reflejado el láser, permite detectar variaciones microscópicas de propiedades óptico-reflectivas ocurridas como consecuencia de la grabación realizada en la escritura. Un sistema óptico con lentes encamina el haz luminoso y lo enfoca como un punto en la capa del disco que almacena los datos. Se pueden distinguir 3 tipos de discos ópticos, en función del sistema de escritura utilizado: 1. Grabados masivamente por el fabricante, para ser sólo leídos: a partir de un disco "master" grabado con láser, se realizan múltiples copias obtenidas por inyección de material (sin usar láser). Se obtienen así discos con una fina capa de aluminio reflectante entre dos capas transparentes protectoras. Dicha capa guarda en una cara unos y ceros como surcos discontinuos, que forman una sola pista en espiral. A este tipo pertenecen el CD-ROM (Disco compacto de sólo lectura) y el DVD-ROM (Digital Versatil Disc de sólo lectura). La espiral grabada es leída con láser por la unidad de CD o DVD del usuario. 2. Grabables una sola vez por el usuario: en la escritura, el láser sigue una pista en espiral pre-construida en una capa de pigmento. Cuando incide en un punto, su calor lo decolora para siempre. En la lectura, esta capa deja pasar el láser hacia la capa reflectora dorada que está más arriba, reflejándose de forma distinta según que haya atravesado un punto decolorado o no, detectándose así unos y ceros. Ambas capas están protegidas por dos capas transparentes. A este tipo pertenecen, por ejemplo, los CD-R (CD Recordable). 3. Borrables-regrabables: el usuario puede volver a escribir los discos cierto número de veces. A este tipo pertenecen las unidades magneto-ópticas, los CD-RW (CD ReWritable), los DVD-RAM, DVD-RW Y DVD+RW. En la tecnología de grabación magneto-óptica (MO), sobre una capa previamente magnetizada uniformemente (representando ceros), el láser calienta puntos para que pierdan su magnetismo original (convirtiéndose en unos). Estas diferencias puntuales de magnetización son detectadas en la lectura por la luz láser (con menos potencia), dado que provocan distinta polarización de la luz láser que reflejan. En los CD-RW la escritura se realiza por cambio de fase (de cristalina a amorfa o viceversa) de los puntos de la capa del disco que guarda los datos. Se trata de una tec- 70