Computación (página 2)

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

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

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

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

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

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

Entre los sistemas de información tenemos
sistemas formales e informales:

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

PROCESAMIENTO DE DATOS

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Si el computador utiliza la fórmula del
triángulo es decir:

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

2

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

ELEMENTOS BÁSICOS DEL
COMPUTADOR

1. 

    

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Cuadro
Comparativo

* MIPS = Millones de Instrucciones Por
Segundo

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

         

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

         

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

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

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

    

   

    

   DIP

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

    

   

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

SIMM

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

         

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

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

    

   

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

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

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

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

      

      Formato de Una Instrucción de
      I/O

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

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

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

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

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

   

   Estructura de una Interfase de
   I/O

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

PERIFÉRICOS

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

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

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

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

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

1. Partes Fundamentales de un
   Teclado:

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

1. Partes Fundamentales de un Controlador de
   Teclado:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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