Hardware

1. Objetivos

El objetivo principal de este capitulo es dar una visión general sobre la estructura de las computadoras, describiendo los componentes físicos y mostrando sus características básicas. Para entender el funcionamiento de cada uno de los componentes, se describe el comportamiento global del equipo, explicando como se conectan los componentes y como interactúan entre ellos. Los objetivos básicos de este tema son:

Comprender cuales son los elementos básicos de una computadora según la arquitectura Von-Neumann.

Entender cuales son las operaciones básicas que debe realizar una computadora para ejecutar un programa.

Conocer como se codiﬁca la información en las computadoras y las operaciones básicas que hacen.

Comprender los componentes básicos de la CPU y las distintas formas en el uso de las instrucciones.

Conocer los distintos tipos de memoria y las características que deben tener en función de sus requerimientos.

Comprender como se conectan los componentes del PC.

2. Introducción

La tecnología de válvulas de vacío y transistores permitió el desarrollo de los computadores modernos con capacidades limitadas al principio. La arquitectura de Von-Neumann, desarrollada en 1944, sigue siendo utilizada hoy en día. En este capítulo se explican los componentes básicos de un computador, siguiendo el esquema de la arquitectura de Von-Neumann, incluyendo la CPU, las memorias, los buses y los componentes de entrada y salida.

3. Arquitectura y diseño lógico

La arquitectura de von Neumman es un diseño que usa una memoria para almacenar instrucciones y datos. Éste tipo de máquina es la implementación de una máquina de Turing y la visión de una arquitectura secuencial en lugar de paralela.

Posee un sistema con los siguientes elementos básicos: unidades de entrada, unidades de salida, memoria principal, memoria masiva, unidad aritmético - lógica y unidad de control. La unidad aritmético - lógica, junto con la unidad de control, se suele llamar CPU.

Unidad de entrada: dispositivo desde donde se introduce la información en el computador para ser manipulada. Un ejemplo de estos dispositivos son el ratón o el teclado.

Unidad de salida: dispositivo que muestra el resultado de la manipulación de la información realizada por el computador. Un ejemplo de dispositivo de salida es la pantalla del computador o la impresora.

La memoria principal: dispositivo que almacena los datos y las instrucciones durante la ejecución de los programas. El objetivo de emplear la memoria principal es mejorar la velocidad de la ejecución de los programas, por esta razón, debe ser rápida. Un ejemplo de este tipo de dispositivos es la memoria RAM (Random Access Memory), que es un tipo de memoria muy rápida y que se borra cuando se desconecta la alimentación del computador.

Memoria masiva: también llamada memoria secundaria. En este tipo de dispositivo se almacenan los programas o datos que han sido introducidos a través de las unidades de entrada. La información se almacena la información de manera no volátil, lo que sígnica, que los datos no se borran cuando se desconecta la alimentación del computador. Es más lenta que la memoria principal y habitualmente tiene más capacidad. Un ejemplo de memoria masiva son los discos duros.

En el esquema de la ﬁgura 1.1 se muestra la estructura de la arquitectura de Von-Neumann con cada uno de sus componentes básicos y cómo se realiza el ﬂujo de información entre ellos. La lınea discontinua muestra las señales de control y las lıneas continuas muestran el ﬂujo de datos entre los componentes. Como se puede ver en la ﬁgura, los dispositivos de entrada envían datos a la Unidad central y son controlados por la CU. La Unidad central es la conjunción de la CPU y la memoria principal. También intercambian información con la Unidad Central la memoria masiva y los dispositivos de salida y ambos, son controlados por la CU

Con el objetivo de controlar los dispositivos de entrada y salida, el computador cuenta con la unidad de entrada-salida (E/S). Estos dispositivos permiten administrar el comportamiento e intercambio de información entre la CPU y los dispositivos E/S y también entre la memoria y los dispositivos E/S.
Internamente, el computador emplea un reloj para sincronizar las operaciones elementales. Este reloj genera pulsos con frecuencias de millones de ciclos por segundo (Megahercios, MHz), o miles de millones de ciclos por segundo (Gigahercios, GHz).

Funciones de la computadora

La computadora tiene como objetivo fundamental la ejecución de programas. Un programa consiste en un conjunto de acciones consecutivas. Para realizar cualquiera de estas acciones, llamadas instrucciones, es necesario realizar un ciclo de instrucción, que está divido en dos fases básicas.

Fase de búsqueda de instrucción: consiste en localizar la siguiente instrucción del programa que se debe realizar. El computador debe tener almacenado por orden el conjunto de instrucciones del programa.

Fase de ejecución de la instrucción: consiste en interpretar la instrucción que se debe realizar, mandando las señales adecuadas a todos los componentes del computador, para que la instrucción se realice correctamente.

En la figura se muestra el esquema básico de un programa, consistente en la realización de varios ciclos de instrucción. Estas acciones se declaran en un programa, escritos en lenguajes que puedan interpretar los computadores.

Diseño lógico

Los computadores utilizan el sistema binario para procesar y almacenar información, lo que significa que todos los datos se representan internamente como una serie de unos y ceros. Los transistores en los procesadores utilizan dos niveles eléctricos para operar, y los discos duros magnéticos almacenan datos en células magnéticas que pueden estar en uno de dos estados. Los circuitos lógicos básicos, como las puertas AND, OR, XOR y NOT, permiten la realización de operaciones lógicas complejas. Cada posible entrada y su correspondiente salida se muestran en una tabla de verdad. Los circuitos lógicos se dividen en dos categorías: combinacionales y secuenciales.

Los circuitos combinacionales están formados por puertas lógicas y su salida se obtiene de manera directa, por lo tanto no necesitan memoria. Los sumadores binarios, los comparadores o los codificadores son algunos ejemplos de circuitos combinacionales.

Los circuitos secuenciales necesitan almacenar los estados intermedios para calcular los valores siguientes y están formados por circuitos combinacionales y memorias.

Codiﬁcación de la información

El computador permite manipular distintos tipos de información, sin embargo, todos los datos se codiﬁcan de manera numérica. El sistema más básico de codiﬁcación que emplea el computador es la codiﬁcación binaria, donde la unidad mínima de información es el bit. El bit solo puede contener dos posibles valores 1 o 0. Valores más grandes pueden ser codificados empleando varios bits. El número de valores que puede expresar un número binario se calcula de la siguiente manera:

número de valores = 2^{nº de bits}

El conjunto de 8 bits se llama byte y permite definir 256 posibles valores.

2^{8 bits} = 256 número de valores

Codiﬁcación de la información

La manera de calcular el valor decimal (base 10) correspondiente a un numero binario (base 2) se muestra en la figura:

Como el sistema de numeración decimal no es el sistema más manejable por las personas cuando se realiza la conversión desde el sistema binario, un sistema alternativo es el sistema hexadecimal. El sistema hexadecimal codifica 16 valores distintos mediante símbolos numéricos y alfabéticos. El sistema hexadecimal tiene gran utilidad para las personas, ya que permite compactar más la información que en el sistema binario.

Codiﬁcación del texto

Los textos se codiﬁcan mediante varios tipos de códigos estandarizados.

El código ASCII es un código de 7 bits que permite deﬁnir 128 caracteres, entre los que se encuentran los caracteres numéricos, las letras, los signos de puntuación y de acentuación, entre otros. Es el código de texto de uso más común.

El código ASCII extendido. El código Latín 1 (ISO-8859-1) y ANSI son los códigos ASCII extendidos más comunes. En ambos casos emplean 8 bits y permite representar 256 caracteres, ampliando el número de caracteres ya deﬁnidos en el código ASCII normal.

El código Unicode es un código que permite distintos tamaños de codificación, 8, 16 y 32 bits. Los códigos UTF-8, UTF-16 y UTF-32 son los códigos Unicode más comunes. En el caso del código de 32 bits, UTF-32, puede representar más de 4000 millones de caracteres. Este sistema de codificación incluye los caracteres de lenguas como la china, la árabe o la cirílica. Actualmente ha superado la definición de 100000 caracteres, cifra que aumenta según se van incluyendo caracteres de nuevas lenguas.

4. La CPU

La CPU, unidad de proceso central, también llamado microprocesador, es el núcleo del computador. En la CPU se realizan los cálculos, se controlan y se coordinan los componentes del computador. Este componente permite interpretar y realizar las operaciones que se solicitan al ejecutar un programa de software.

Los microprocesadores han sufrido una gran evolución desde el comienzo de los computadores. Los primeros modelos, desarrollados al principio de los años setenta, consistían en un número pequeño de transistores. El Intel 4004 (1971), por ejemplo, contaba con poco más de 2000 transistores y operaba a frecuencias de reloj de 700 KHz y con un tamaño de registros de 4 bits. El Intel 80286 (1982) formaba parte del popular IBM PC, contaba con 134000 transistores, funcionaba con registros de 16 bits y trabajaba a frecuencias de hasta 25 MHz.

Desde entonces cada una de estas características ha ido creciendo hasta la actualidad, incrementando las capacidades enormemente y adecuando estas capacidades a las nuevas necesidades en la informática. El cofundador de Intel, Gordon Moore, predijo en 1965 que la potencia de los procesadores se doblaría cada año y medio. Esta ley, llamada Ley de Moore, ha cumplido los pronósticos con bastante precisión hasta la actualidad.
(ver video)

Evolución de los Microprocesadores

La estructura de las CPU ha evolucionado significativamente, pero sus componentes básicos son los mismos que en sus comienzos. Básicamente, las CPUs están compuestas por una unidad aritmético-lógica (ALU), que realiza las operaciones matemáticas y una unidad de control CU (Control Unit), que coordina los componentes del computador y cómo se distribuye la información entre ellos.

Ranking de los procesadores

Procesadores para ordenadores: Intel VS AMD (2023)

La batalla por los mejores procesadores para ordenadores nunca termina y aún más cuando AMD presenta su poderosa serie Ryzen y por otra parte la gigante azul Intel exhibe el gran rendimiento de su serie Core.

Procesadores x86 vs ARM

La principal diferencia entre procesadores x86 y ARM es la arquitectura de la CPU. Los procesadores x86 son basados en la arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computing), lo que significa que tienen un conjunto diverso y complejo de instrucciones que pueden realizar muchas tareas diferentes. Por otro lado, los procesadores ARM son basados en la arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computing), lo que significa que tienen un conjunto más limitado y simplificado de instrucciones que se ejecutan más rápido y eficientemente.

Además, los procesadores x86 son comúnmente utilizados en dispositivos de escritorio y portátiles, mientras que los procesadores ARM son comúnmente utilizados en dispositivos móviles y embebidos, como smartphones, tabletas, relojes inteligentes, dispositivos IoT y sistemas de control industrial. Los procesadores ARM también son conocidos por tener una mayor eficiencia energética y una mejor duración de la batería en comparación con los procesadores x86.

Software de oficina:

Si tu trabajo se enfoca en manejar software de oficina como lo son las herramientas de Microsoft Office o crear diferentes tipos de documentos en la plataforma online de Google Docs, nosotros te recomendamos echar un vistazo a los procesadores Intel Core i3 o AMD Ryzen 3.

Gama media:

Encontrarás un constante combate por parte de Intel con su procesador Intel Core i5 y AMD con el Ryzen 5. Por una parte el Intel Core i5 se conoce por ser uno de los procesadores por brindar un gran rendimiento, contando con 6 núcleos y 12 hilos ha ofrecido soluciones frente a trabajos ofimáticos, programas de edición básica.

Una de las más grandes ventajas de el Ryzen 5 es contar con sus gráficos Radeon RX Vega 11, los cuales son de calidad y te permitirán ejecutar una gran serie de programas de edición.

Diseño y edición:

Ambos procesadores compiten por este puesto, por una parte Intel cuenta con su versión Intel Core i9-10900K, este cuenta con 10 núcleos y 20 hilos. Es seleccionado como uno de los mejores por brindar una temperatura regular para sus funciones y mejorando la velocidad de programas con su frecuencia base de 3.7 GHz, llegando en turbo boost hasta 5.3 GHz.

Por otra parte, con una versión más económica pero realmente potente encontrarás el AMD Ryzen 9 3900X, el cual te ofrecerá hasta 12 núcleos con 24 hilos, adecuados para mantener un estable funcionamiento y evitar el ralentizamiento contando con 3.8 GHz de frecuencia base y llegando hasta un máximo de 4.7 GHz.

5. La memoria

La CPU (unidad central de procesamiento) es el cerebro del ordenador y es responsable de realizar todas las operaciones necesarias para que el ordenador funcione. Sin embargo, aunque la CPU pueda procesar información a gran velocidad, su capacidad de almacenamiento es limitada. Por esta razón, se necesita la memoria para almacenar los programas y los datos que la CPU necesita para realizar su trabajo.

La memoria es esencial para el correcto funcionamiento de un ordenador, ya que permite que la CPU tenga acceso a los programas y los datos que necesita para realizar su trabajo. Sin memoria, la CPU no podría realizar ninguna tarea y el ordenador sería inútil.

Los dispositivos de memoria pueden utilizar distintos soportes físicos para almacenar la información, como pueden ser un transistor o una superficie magnetizable, por ejemplo.

La tecnología de las memorias está en constante evolución. En las primeras computadoras, los programas estaban almacenados de manera codificada en tarjetas perforadas, de forma binaria, donde un agujero en una posición de la tarjeta de cartón era un 1 y un 0 si no estaba perforada.

La capacidad de almacenaje de la memoria, el tiempo de acceso, la velocidad de lectura y escritura de información puede ser variable en función de las necesidades. El tiempo de acceso, la velocidad de lectura y escritura definen la velocidad de la memoria. Una memoria es mejor cuanto mayor capacidad tenga, el coste por bit almacenado sea menor y más elevada sea la velocidad y la durabilidad.

Niveles jerárquicos de memoria y el tipo de memoria empleado

Nivel	Memoria
1	Registros
2	Caché nivel 1
3	Caché nivel 2
4	Caché nivel 3
5	RAM (principal)
6	Disco duro (secundaria)

La memoria de los registros de la CPU debe ser muy rápida, ya que la velocidad de procesamiento de la CPU depende de la velocidad del intercambio de información con los registros. Sin embargo, el tamaño de los registros no debe ser necesariamente grande y la duración de la información no debe ser permanente.

Por otro lado, los discos duros, un tipo de memoria masiva, deben tener gran capacidad, ya que habitualmente almacenan el sistema operativo, la mayoría de los programas que puede ejecutar la CPU y datos. La información de los discos duros no debe borrarse cuando se apague el computador y la velocidad de transferencia no es tan importante como en el caso de los registros de la CPU.

Un tamaño o velocidad inadecuado en cualquiera de los tipos de memorias supondrá un disminución significativa en el rendimiento del computador, ya que ´este sería un cuello de botella que ralentizara el funcionamiento en su conjunto.

Registros

Los registros son almacenamientos de información temporal pequeños incluidos en las ALUs. Este tipo de memoria se encuentra en el primer nivel de la jerarquía, ya que es la más rápida y se emplea para manejar y almacenar datos que usa la ALU con mucha frecuencia. El tiempo de acceso es muy
corto, facilitado por su pequeña capacidad. La velocidad de lectura y escritura son extremadamente elevadas, pudiendo ser hasta 10 veces más rápidas que la memoria caché. El tamaño básico de la información empleado en este tipo de memoria es una palabra. La velocidad del procesador dependerá del tamaño de los registros, que pueden ser de 16, 32 ´o 64 bits. Los registros son un tipo de memoria cableada, ya que transmiten la información a través de conductores eléctricos, como son las pistas de un circuito impreso.

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Memoria caché

La memoria caché es un conjunto de almacenamiento de información de alta velocidad que aumenta el rendimiento del procesador, mejora la eficiencia de transmisión de información entre los registros y la memoria principal, ya que hay una diferencia significativa entre la velocidad de estos tipos de memoria. El tamaño de la memoria caché es mucho más grande que el tamaño de los registros y es de tipo volátil.

Habitualmente la propia memoria caché está jerarquizada en varios niveles, con distinta velocidad y capacidad. El primer nivel corresponde a la memoria más rápida y la que requiere mayor número de accesos desde los registros. Los siguientes niveles tienen mayor capacidad y precisan menor número de accesos. Al igual que los registros, es un tipo de memoria cableada.

Memoria principal

Esta memoria, llamada habitualmente memoria RAM, es el puente entre la memoria masiva, como el disco duro y la memoria caché. El tamaño de la memoria principal es significativamente más grande y es más lenta que la memoria caché. Este tipo de memoria es de tipo volátil y pierde la información cuando se apaga el computador. A diferencia de la memoria caché o los registros, la memoria principal puede ser ampliada por el usuario, ya que la memoria caché y los registros suelen fabricarse dentro de los microprocesadores y de las placas. La selección del tamaño de la memoria principal y su velocidad resulta primordial para el alto rendimiento del computador. Así, por ejemplo, un tamaño de memoria RAM demasiado pequeña puede ralentizar la velocidad del computador.

Memoria secundaria

La memoria secundaria, o también llamada auxiliar, es un dispositivo de almacenamiento de alta capacidad y es significativamente más lenta que la memoria principal. En la jerarquía de memoria es la primera en sentido descendente que tiene gran capacidad y que es de tipo no volátil, ya que la información no se elimina una vez se ha apagado la alimentación del computador. La información en la memoria secundaria debe poder ser leída y escrita. Esta memoria almacenará el sistema operativo y la mayoría de los programas que emplea el computador, ya que este tipo de memoria es la más rápida de las memorias masivas no volátiles. La tecnología de dispositivos de memoria secundaria más común son los discos duros magnéticos y las memorias de estado solido.

Memoria terciaria

Las memorias terciarias son más lentas que las secundarias y se conectan externamente al computador, como por ejemplo los pendrives o tarjetas de memorias flash extraíbles.

Formato de almacenamiento de datos

Los sistemas operativos almacenan los datos en forma de archivos en la memoria secundaria. Los archivos se guardan en bloques que pueden variar su tamaño dependiendo del sistema de archivos empleado. Las memorias secundarias pueden ser organizadas en distintos formatos o sistemas de archivos que se encargan de administrar el acceso a los datos almacenados y al espacio libre. Los formatos de archivos más populares son los FAT y NTFS para los sistemas operativos Windows, los EXT para los sistemas Linux y HFS para Mac OS. Algunos sistemas de archivos pueden ser empleados en varios sistemas operativos.

FAT32: es el más moderno de la familia de la familia FAT. Fue un sistema de archivos muy popular en versiones antiguas de Windows, como Windows 95, Windows 98 o Windows Millennium. Está limitado a un tamaño máximo de archivo de 4 GiB y un tamaño máximo de volumen de 2 TiB. Los sistemas FAT son reconocidos por muchos sistemas operativos como Linux, Mac OS, Solaris,
entre otros, lo que los hace muy populares entre los sistemas de almacenaje terciarios.

TIP: FAT 32 es tremendamente versátil gracias a su enorme compatibilidad con prácticamente todos los dispositivos y sistemas operativos, razón por la que la mayoría de unidades USB que te compres estarán formateadas con él.

NTFS: es el sistema de archivos más empleado actualmente en los sistemas operativosWindows. Este sistema tiene algunas mejoras respecto a los sistemas FAT. Por ejemplo, NTFS permite solucionar errores de manera automática. Hay una mejora en la seguridad, ya que se permite gestionar los permisos de acceso a archivos por parte de usuarios y permite emplear volúmenes de mayor tamaño (hasta 256 TiB). Además permite emplear archivos de hasta 16 TiB.

EXT4: es un sistema de archivos popular de los sistemas operativos Linux. Tiene como mejora principal respecto de su antecesor EXT3, que emplea la técnica de reserva de memoria retrasada. Esta técnica permite reservar la memoria lo más cercana posible al momento de realizar la escritura en el disco. En el sistema EXT4 el tamaño máximo de archivo es 16 TiB y el de volumen es de 1024 PiB.

HFS+: es el sistema de archivos más popular de los sistemas operativos Mac OS. Es la versión mejorada del sistema HFS. Tiene un tamaño de archivo máximo de archivo y de volumen de 8 EB (8x106 TB).

Memoria virtual

La memoria virtual es el mecanismo que emplea el computador para sustituir la memoria secundaria por la primaria. Se usa cuando al estimar que la capacidad de la memoria principal no es suﬁcientemente grande para albergar toda la información necesaria durante la ejecución de los programas y los datos que se emplean en estos. El uso de la memoria virtual puede ralentizar la ejecución del proceso, puesto que la lectura de la memoria secundaria es más lenta que la memoria principal. Otra razón para emplear la memoria virtual es que permite compartir información entre programas de la manera más eﬁciente.

El empleo de la memoria secundaria permite el ahorro en el uso de la memoria principal, ya que el precio por GB de la memoria secundaria es menor que el de la memoria principal. La memoria virtual, al igual que la memoria caché, emplean estrategias de posicionamiento de la información en función de los siguientes principios:

Localidad temporal: si un elemento de la memoria es referenciado en un espacio de tiempo corto es muy probable que pueda ser referenciado nuevamente. Por ejemplo, las instrucciones de un programa que contiene bucles.

Localidad espacial: los elementos de la memoria cercanos a un elemento referenciado tienen mayor probabilidad de ser referenciados. Por ejemplo, las instrucciones consecutivas de un programa.

Los bloques de memoria en las memorias virtuales se llaman páginas. Así, los fallos de la memoria virtual se llaman fallos de páginas o errores de paginación.

6. Características de la memoria

Dependiendo de los distintos requerimientos de las memorias empleadas en los computadores se emplean memorias con características distintas. Las características más destacadas son:

Tipo de acceso: es el método que emplea el computador para leer o escribir datos en una memoria del sistema.

Capacidad: es el volumen de información máximo que puede ser almacenado en una memoria.

Ciclo de tiempo: es el tiempo entre dos medidas consecutivas de acceso a la memoria.

Latencia: también llamado tiempo de acceso. Es el tiempo que transcurre desde que el sistema da la orden de realizar una lectura o escritura en la memoria y el instante en el que se hace efectiva la operación. Puede variar mucho entre los distintos tipos de memoria. Por ejemplo los registros de la CPU pueden tener un tiempo de acceso del orden de 0.2 ns, la memoria cache 1 ns y los discos duros 10 ms.

Ancho de banda: consiste en el ﬂujo máximo de información entre el sistema y la memoria.

Coste: es el precio económico por unidad de memoria.

7. Duración de la información de las memorias y soporte físico

Las memorias pueden almacenar la información de manera limitada en el tiempo, como la memoria RAM, o bien, pueden mantenerla hasta que la información se sobrescriba, como en los discos duros magnéticos. En algunos tipos de memoria la información no pueden ser alterada, como la memoria ROM. La duración y la capacidad para que la información pueda ser leída y escrita, depende de las necesidades del uso de memoria y de las propiedades del soporte físico en el que se almacena la información. Se pueden clasiﬁcar los distintos tipos de memoria en función de su soporte físico: de tipo semiconductor, magnético y óptico.

a. Memoria de semiconductor

Hay varios tipos de memoria que almacenan la información en circuitos integrados y semiconductores, las más importantes son las memorias RAM y ROM y las memorias de estado solido, SSD (Solid State Drive).

Memoria RAM

Las memorias de acceso aleatorio, RAM, son memorias de tipo semiconductor. Como ya se pudo ver en el apartado 1.5.3 es el tipo de memoria más empleado en las memorias principales y en las memorias caché. Las memorias RAM son volátiles, ya que al suspender la alimentación de la memoria la información es eliminada. Hay dos tipos principales de memoria RAM:

La memoria RAM dinámica, la DRAM (Dynamic RAM), almacena la información en capacitores.

La memoria RAM estática, la SRAM (Static RAM), almacena la información en circuitos digitales.

La tecnología DRAM es más sencilla, más compacta y barata que la SRAM. Sin embargo, las memorias DRAM precisan de circuitos que permitan mantener la información en las celdas y son algo más lentas que las memorias SRAM. Estas características hacen que se empleen las memorias DRAM en las memorias principales y las SRAM en las memorias caché.

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Memoria ROM

Las memorias ROM (Read Only Memory) son memorias no volátiles, ya que mantienen la información almacenada después de suspender la alimentación eléctrica. Además, son memorias de solo lectura, ya que la información almacenada no se puede modiﬁcar.

Uno de los usos más comunes de las memorias ROM es el uso en microcontroladores, que son circuitos programables para realizar tareas sencillas y habitualmente dedicados a una sola tarea. Por ejemplo, un microcontrolador puede realizar la tarea de subir y bajar la persiana de una casa a determinadas horas del día.

Las memorias ROM clásicas son grabadas por el fabricante y su información no puede ser modiﬁcada. Sin embargo, las memorias PROM (Programmable ROM), memorias ROM programables, permiten guardar una nueva información mediante un circuito eléctrico de programación, obteniendo una mayor ﬂexibilidad.

Memoria Flash

La memoria Flash es un tipo de memoria de semiconductor. Debe su nombre a que puede ser reprogramada más rápidamente que las memorias PROM, además, permite una gran densidad de información debido al diseño físico de sus celdas. La tecnología de la memoria Flash es la empleada en las memorias SSD, dispositivos de estado sólido, que son una alternativa a los discos duros magnéticos de memoria secundaria.

Las ventajas más importantes de las memorias SSD respecto de los discos duros son las siguientes:

Permiten un mayor número de operaciones por segundo (lectura-escritura).

Mayor durabilidad y tolerancia a la vibración y a los golpes, ya que no tienen partes móviles.

Menor consumo y ruido.

Menor volumen, ya que permiten mayor densidad de información.

Sin embargo, como desventaja, las memorias SSD tienen un precio por MB más elevado que el de los discos duros.

b. Memoria magnética

Las memorias magnéticas son dispositivos que almacenan la información modiﬁcando la polaridad magnética de la superﬁcie, empleando un cabezal que escribe y lee. Este tipo de memoria es no volátil, ya que la información permanece sin ser alterada mucho tiempo. Hay varios tipos de dispositivos, aunque algunos de ellos como los disquetes están en desuso.

Disquetes

Los disquetes, también llamados ﬂoppys, emplean una tecnología similar a la de los discos duros. Consiste en un disco magnetizable encerrado en una carcasa de plástico rígido. Su capacidad es muy pequeña y su ﬁabilidad y velocidad de lectura y escritura no son elevadas. Esto hace que esta tecnología ya no se use en la actualidad.

Cintas magnéticas

Las cintas magnéticas se emplean para realizar almacenamientos masivos, no estando diseñados para realizar lecturas y escrituras de manera intensiva, sino para volcar y dejar toda la información almacenada hasta que sea necesaria. La información en las cintas se almacena de forma secuencial, por lo que los tiempos de acceso son elevados. Esta es la razón por la que suelen estar concebidas para realizar un volcado completo o importante de la información que se almacena.

Las cintas magnéticas se han empleado como sistema de almacenamiento de seguridad, backup, por su gran capacidad y por su bajo coste por MB.

Discos duros magnéticos

Los discos duros son dispositivos que almacenan la información en un conjunto de discos giratorios cubiertos por una película de material magnético. En la superﬁcie magnética de los discos se puede cambiar la polarización de su campo magnético de manera local, almacenando información hasta que esta es borrada o sobreescrita con una nueva información. Por esta razón, pueden ser considerados como unidades de almacenamiento permanentes.

Un cabezal que tiene un electroimán realiza la escritura aplicando en una pequeña superﬁcie un campo magnético, lo que produce una magnetización u ordenación de los polos magnéticos de las partículas de su superﬁcie. Cada unidad elemental de superﬁcie en la que se puede almacenar información del disco se llama celda. La operación de lectura la podría hacer mediante el mismo cabezal, pero sin generar el campo magnético. En este caso, cuando el cabezal pase sobre la superﬁcie de la celda, se producirá una pequeña corriente. Dependiendo del campo magnético que almacene cada celda, podrán leerse dos posibles estados 0 o 1.

Cada celda de memoria en el disco duro se encuentra dentro de circunferencias concéntricas llamadas pistas. El disco duro suele estar formado por varios discos apilados, donde varios cabezales se mueven a la misma distancia del centro.

c. Memoria óptica

Las memorias ópticas son discos que almacenan la información en una superﬁcie reﬂectora. Cada bit de información es leído (y escrito) mediante un haz de luz láser que ser reﬂeja de manera distinta si la unidad de almacenamiento guarda un 0 o un 1. Las memorias ópticas son habitualmente más lentas y tienen menos capacidad que los discos duros.

d. La BIOS

La BIOS son programas necesarios para iniciar el funcionamiento del computador, y tienen las instrucciones que permiten emplear los componentes más importantes del computador y su ejecución es previa a la carga del sistema operativo. Este tipo de programas se suelen almacenar en memorias de sólo lectura (también llamada BIOS), ya que no eliminan la información que contiene después de apagar el computador, aunque cada vez es más común el empleo de memorias que permiten actualizar (modiﬁcar) la BIOS. La memoria Flash o ROM son los tipos de memoria más utilizados para almacenar la BIOS.

La conﬁguración de la BIOS depende del fabricante, permite deﬁnir por ejemplo el orden de los discos de arranque y habitualmente la velocidad del reloj de la CPU. También suele dar información sobre los componentes del computador, como el tamaño de la memoria principal, de los discos duros o la temperatura del microprocesador.

8. El BUS

Los buses son canales que permiten la transmisión de información entre los componentes del computador. Los buses pueden ser de formas variadas, dependiendo de las necesidades de velocidad de transmisión, del tipo de datos que se intercambian y los componentes que conectan. La tasa máxima de intercambio de información se llama ancho de banda y se suele expresar en MB por segundo. Por ejemplo, el bus de las tarjetas de video AGP 3.5, tienen un ancho de banda de 2133 MB/s.

Por ejemplo, el bus de datos que conecta la memoria principal con la CPU, requiere una elevada velocidad de intercambio de datos. Por esta razón, este bus suele estar formado por varios cables paralelos en la placa base y con poca longitud para minimizar errores. Por otro lado, el bus que conecta la CPU con un teclado mediante USB (Universal Serial Bus), no precisa una velocidad tan elevada y emplea una conexión en serie.

9. Periféricos y conexiones

Ahora veremos los componentes de entrada-salida. Debido a la gran variedad de dispositivos E/S que pueden ser conectados en el computador, estos dispositivos cuentan con controladores de periféricos que permiten acondicionar las señales del dispositivo a las características del computador. El controlador de periférico es un circuito electrónico que permite conectar un dispositivo de E/S con el bus de la computadar, permitiendo intercambiar información con la unidad central.

Tipos

S-100 o Altair: es el primer bus estandar, fue diseñado hasta para transportar 16 bit de datos en paralelo.

ISA (Industry Standard Architecture): es un bus paralelo de 8 o´ 16 bits, que permitía conectar hasta 6 dispositivos y transferir hasta 16 MB/s. La versión de 8 bits fue empleada en los computadores de IBM que empleaban Intel 8086. La tecnología de este bus fue empleada para el desarrollo de las interfaces ATA (AT Attachment) y del los más recientes SATA (Serial AT Attachment), para la conexión del computador a dispositivos de almacenamiento masivo.

SCSI (Small Computer System Interface): es un bus paralelo ya en desuso,

PCI (Peripheral Component Interconnect): es un bus paralelo que fue imple-mentado en los computadores de IBM. Sustituyeron a los buses ISA. Soportan versiones de 32 y 64 bits y tasas de transferencia que rondan los 500 MB/s.

AGP (Accelerated Graphics Port): es una versión particular del bus PCI, empleado para conectar el sistema a tarjetas gráﬁcas. La ventaja más importante con respecto al bus PCI es que el bus AGP tiene un bus de conexión que conecta la tarjeta gráﬁca con la CPU sin tener que compartirla con el resto del bus PCI.

Firewire: también llamado High Speed Serial Bus por la empresa Apple, es un bus serie que permite una elevada tasa de transferencia, de hasta 400 MB/s. Permite alimentación a través del bus y la conexión de hasta 63 dispositivos. Su uso está muy extendido en la transferencia de datos desde cámaras digitales y dispositivos de almacenamiento masivos.

Futurebus: este bus está diseñado para ser utilizado en computadores de muy altas prestaciones como supercomputadores. Esta diseñado para transportar palabras de hasta 256 bits y alcanzar tasas de transferencia de 3.2 GB/s.

USB (Universal Serial Port): un bus serie muy extendido para conectar gran variedad de dispositivos, desde a memorias Flash de pequeña capacidad, teléfonos móviles o tarjetas de audio de alto rendimiento. Permite la conexión de hasta 127 dispositivos. Una de las razones de su popularidad, es que los conectores empleados administran alimentación, lo que permite, por ejemplo, cargar baterías de móviles o el funcionamiento de dispositivos de bajo consumo.

PCI Express o PCIe (Peripheral Component Interconnect Express): es un bus de conexión en serie de alta velocidad.

Periféricos

En informática, periférico es la denominación genérica para designar al aparato o dispositivo auxiliar e independiente conectado a la placa base de una computadora.

Pero no podemos pensar en los periféricos como elementos independientes y no esenciales. Existen periféricos que son elementos fundamentales para cualquier sistema informático tales como el monitor, el teclado, etc.

Los periféricos pueden clasificarse en 3 categorías principales según la función que realizan:

a: Periféricos de entrada: Captan y digitalizan los datos introducidos por el usuario o por otro dispositivo y los envían al ordenador para ser procesados. Los más conocidos son el teclado, el ratón (mouse), escáner, cámara web, cámara digital, etc.

b: Periféricos de salida: Son dispositivos que muestran o proyectan información hacia el exterior del ordenador. La mayoría son para informar, alertar, comunicar, proyectar o dar al usuario cierta información, de la misma forma se encargan de convertir los impulsos eléctricos en información legible para el usuario. Sin embargo, no todos de este tipo de periféricos es información para el usuario.
El monitor, la impresora, los altavoces, los auriculares, son periféricos de salida ya que proyectan al usuario información.

c: Periféricos de entrada/salida (E/S): Estos dispositivos permiten enviar información al ordenador, pero también permiten recibirla desde el ordenador. Como ejemplos de periféricos de entrada/salida tenemos, la impresora multifunción, pantalla táctil, etc.

d: Periféricos de almacenamiento: Su función es la de almacenar o guardar, de forma permanente o virtual, todo aquello que hagamos con el ordenador para que pueda ser utilizado por los usuarios u otros sistemas. Otra forma de definirlos es como aquel dispositivo que se utiliza para grabar los datos de una computadora de forma permanente o temporal. Una unidad de disco por ejemplo junto con los discos que graba, es un dispositivo de almacenamiento.

e: Periféricos de comunicación: Son aquellos que facilitan la interacción entre dos o más ordenadores, o entre una computadora y otro periférico externo a esta. Como ejemplos tenemos el fax-modem, tarjeta de red, concentrador, tarjeta inalámbrica, bluetooth, etc.

Conexión plug–and–play

Plug and play es una expresión de la lengua inglesa que se ha popularizado en castellano gracias a su uso habitual en el ámbito de la informática. La frase puede traducirse como “conectar y usar” y refiere a las características de aquellos dispositivos que pueden utilizarse en una computadora sin la necesidad de configuración.

Lo que implica el plug and play, por lo tanto, es que el periférico en cuestión sólo debe enchufarse y ya puede empezar a usarse. No es necesario instalar un software en particular ni ingresar parámetros, ya que la computadora reconocerá el artefacto conectado de manera automática.

El desarrollo del plug and play facilitó el uso de las computadoras. Los usuarios pueden comprar un producto en una tienda, encender la computadora y comenzar a utilizarlo, sin necesidad de contratar a un técnico ni de perder tiempo en la configuración.

Ejemplo: Las memorias USB, también conocidas como pen drive, constituyen uno de los dispositivos plug and play más populares.

a: Dispositivos de entrada

Se trata de aquellos dispositivos que sirven únicamente para introducir datos al sistema, o sea, para captar nueva información o comunicar al usuario con el sistema. Visto así, comunican al sistema con el mundo exterior de distintas maneras.

Son ejemplo de este tipo de dispositivos:

El teclado. Es un tablero formado por teclas o botones con letras, números y símbolos. Este dispositivo se conecta a la computadora de forma inalámbrica o mediante un cable (en el caso de las computadoras portátiles, viene incorporado) y permite al usuario ingresar información o ejecutar funciones. El teclado más popular es el QWERTY.

El ratón o mouse. Es un dispositivo que se usa para ingresar información al sistema y que traduce los movimientos que el usuario realiza con el dispositivo a instrucciones concretas. Existen distintos tipos de mouse y el más común tiene forma ovalada y al moverlo se mueve un puntero en la pantalla. Las computadoras portátiles suelen traer incorporado un touchpad, que es un panel táctil que cumple la misma función que el mouse.

Los escáneres. Es un dispositivo que digitaliza documentos o imágenes y los introduce dentro de la computadora. Luego estos archivos pueden almacenarse, enviarse o editarse.

Las cámaras de video. Es un dispositivo que captura una imagen, empleando un sistema de lentes y componentes fotosensibles, y luego la digitaliza y transmite al sistema. Estas cámaras pueden tomar fotografías o videos que son transmitidos o reproducidos posteriormente.

Los micrófonos. Es un dispositivo que captura el sonido y lo traduce a impulsos eléctricos que luego pueden ser codificados, almacenados, transmitidos y reproducidos. El micrófono introduce al sistema un mensaje hablado, música o cualquier otro tipo de sonido.

Lector de código de barras. Es un dispositivo, que puede ser de pistola, de base o de barra, que funciona como un lector óptico que reconoce un código de barras (líneas negras sobre un fondo blanco) en el que está contenida la información de un producto.

Joystick. Es un dispositivo que suele usarse para los videojuegos, que consiste en una palanca que el usuario mueve para ejecutar acciones en la computadora. Su nombre proviene del inglés: joy (diversión) y stick (barra, palo).

Lápiz óptico. Es un dispositivo con forma de lápiz que se usa en soportes táctiles, como monitores y pantallas, para introducir información al sistema.

Tableta gráfica. Es una base plana digital sobre la que el usuario traza gráficos y dibujos que luego se plasman en la pantalla de la computadora.

Lector de huella digital. se conocen también como sensores biométricos. Son dispositivos capaces de leer, guardar e identificar las huellas dactilares.

b: Dispositivos de salida

En informática, se conoce como dispositivos de salida (output) a aquellos aparatos que permiten la extracción o recuperación de información proveniente de una computadora o sistema informático. Por ejemplo: el monitor, los parlantes o la impresora.

Los dispositivos de salida son también llamados periféricos de salida y traducen la información de una computadora a formatos visuales, sonoros, impresos o de cualquier otra naturaleza, que puedan ser comprendidos por el usuario.

Existen diferentes dispositivos de salida que varían de acuerdo a su función y al tipo de información que procesan. Se diferencian de los dispositivos de entrada, que son aquellos periféricos que permiten ingresar información al sistema, por ejemplo: el mouse o el teclado. Ambos tipos de dispositivos son fundamentales para que el usuario pueda hacer uso de la computadora.

En algunos casos, los dispositivos de salida son dispositivos de entrada/ salida, porque, además de extraer información, pueden introducirla. Estos dispositivos son llamados “mixtos” y algunos ejemplos son las impresoras multifunción y los monitores táctiles.

Características de los dispositivos de salida

Algunas características de los dispositivos de salida son:

Forman parte del hardware de la computadora.

Reproducen o replican la información proveniente de la computadora, en formatos como audio, imagen, texto y gráficos.

Son imprescindibles para que el usuario pueda hacer uso de la computadora.

Se conectan a la computadora de forma inalámbrica o por medio de un cable (en el caso de las computadoras portátiles, muchos de los dispositivos de salida vienen incorporados).

Son fáciles de usar por el usuario y se van actualizando de acuerdo a los desarrollos tecnológicos.

Ejemplos de dispositivos de salida

Monitor. Es un dispositivo de salida que convierte las señales digitales del sistema en información visual, de manera que pueda ser percibida y comprendida por el usuario. Existen diferentes tipos de monitores, que varían de acuerdo a su tamaño o calidad visual. Los monitores con pantalla táctil son un ejemplo de dispositivo de entrada/salida, porque muestran la información al usuario en una pantalla que puede ser presionada para ejecutar acciones.

Impresora. Es un dispositivo que convierte en un documento impreso y tangible el contenido digital de la computadora. Por lo general, las impresiones se realizan sobre papel mediante sistemas de inyección de tinta o de láser.

Auriculares. Son dispositivos que reproducen el sonido que proviene de la computadora, que puede ser cualquier tipo de archivo de audio. Son periféricos de tamaño pequeño (se ponen en la oreja del usuario) que se conectan a la computadora de forma inalámbrica o a través de un cable.

Parlante. Es un dispositivo que extrae la información del sistema y la traduce a señales sonoras que pueden ser captadas por los usuarios.

Tarjeta gráfica Conocida también como tarjeta de video, es una placa que puede conectarse a la tarjeta madre de una computadora. Su función es la de procesar los archivos destinados a representar información visual en un periférico visual (monitor, proyector, etc) y aligerar la carga de procesamiento de datos que lleva acabo el CPU. Las tarjetas gráficas son cada vez más populares y necesarias para muchos usuarios, ya que gracias a este dispositivo de salida, una computadora puede procesar una mayor cantidad de información visual y correr de manera adecuada videojuegos, entornos de diseño 3D y otros softwares que exigen una alta demanda de GPU.

Tarjeta de sonido Una tarjeta de sonido es una placa de extensión que al igual que las tarjetas gráficas, se conectan a la tarjeta madre de una computadora para mejorar las funciones del ordenador. En el caso de las tarjetas de sonido, estas buscan procesar y permitir la gestión de los archivos de audio que un usuario necesita.

Proyectores. Son dispositivos que reciben información del sistema computarizado y la representan gráficamente (de forma similar a los monitores). En lugar de emitir en una pantalla, los proyectores proyectan la información como haces de luz y en superficies más grandes, como paredes.

c: Dispositivos de entrada y de entrada/salida

En informática, se conoce como dispositivos de entrada/salida (o periféricos bidireccionales) a aquellos aparatos electrónicos que permiten tanto introducir como extraer información de un sistema. Por ejemplo: un monitor táctil o una impresora multifunción.

Los dispositivos de entrada/salida pueden llevar a cabo tanto las tareas de entrada como de salida de información, razón por la cual se les denomina “mixtos” o Input/Output (I/O) (el inglés para entrada/salida). Algunos dispositivos lo hacen de forma simultánea y otros lo hacen por turnos.

Cuando estos aparatos funcionan como dispositivos de entrada o input introducen en un sistema o computadora nueva información, es decir, agrandan el contenido de la base de datos. Por ejemplo: Cuando una impresora multifunción escanea un documento y lo introduce a la computadora en formato de imagen.

En cambio, cuando un dispositivo mixto funciona como salida o output transmite la información de una computadora para que pueda ser interpretada por el usuario. Esta información puede transmitirse en forma de imagen, texto, audio, entre otras. Por ejemplo: Cuando una impresora multifunción imprime un documento y reproduce en papel u otro soporte una imagen o documento digital.

Los dispositivos de entrada/salida no son muy frecuentes porque la mayoría de los aparatos que se conectan a la computadora como periféricos sirven o para ingresar o para extraer información, son pocos los que realizan ambas funciones. Algunos dispositivos que funcionan solo como dispositivo de entrada son el teclado, el mouse o la cámara. Algunos dispositivos que funcionan solo como dispositivos de salida son los parlantes y los auriculares.

Algunos ejemplos de dispositivos de E/S son:

Impresoras multifuncionales. Son dispositivos que se conectan por un cable o de forma inalámbrica a una computadora o dispositivo y permiten tanto imprimir documentos (funcionando como dispositivo de salida) como escanearlos (funcionando como dispositivo de entrada).

Pantallas táctiles. Son dispositivos en los que el usuario puede ver la información que el sistema emite y ejecutar acciones presionando la pantalla. Cuando la pantalla muestra la información al usuario, este aparato funciona como dispositivo de salida. Por otro lado, cuando el usuario ingresa información presionando la pantalla con los dedos, funciona como dispositivo de entrada.

d: Periféricos de almacenamiento

Son aquellos dispositivos que permiten almacenar datos fuera de la computadora pero también compartirlos con la computadora cuando sea necesario.

Disco duro externo. Su función es guardar grandes cantidades de información de forma móvil, ya que permite transportar físicamente esa información para ser consultada por cualquier computadora. La información guardada puede modificarse.

Memoria USB. Su función es guardar cierta cantidad de información de forma práctica, ya que ocupa muy poco espacio. La información guardada puede modificarse.

e: Periféricos de comunicación

Su función es permitir o facilitar la interacción entre dos o más computadoras, o entre una computadora y otro periférico externo a la computadora. Entre ellos se encuentran los siguientes:

Módem (Modulador Demodulador) es un dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora.

Tarjeta de red o adaptador de red es un periférico que permite la comunicación con aparatos conectados entre si y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc).

Concentrador: Un concentrador o hub es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.

Conmutador: Un conmutador o switch es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.

Router o también conocido como encaminador, enrutador, direccionador o ruteador es un dispositivo de hardware usado para la interconexión de redes informáticas que permite asegurar el direccionamiento de paquetes de datos entre ellas o determinar la mejor ruta que deben tomar. Opera en la capa tres del modelo OSI.

Dispositivos Wi-Fi: En la actualidad este es un periférico de comunicación muy utilizado por su potencia al establecer las conexiones de red. Además, su sistema de comunicación puede ser alámbrica o inalámbrica, según las preferencias del usuario.

Tarjeta Bluetooth: Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2,4 GHz.

Dispositivos Lifi: Los equipos Lifi se caracterizan por su alta potencia, incluso superior a los Periféricos de Wi-Fi. Su sistema trabaja mediante una luz led, que permite el intercambio de datos a una velocidad considerable (sin esta luz, la conexión no se puede llevar a cabo).

Nodos de Infrarrojo: la conexión de estos dispositivos se lleva a cabo a través de infrarrojos, siendo estos nodos capaces de extender la señal óptica. Sin embargo, para que los equipos se conecten con este mecanismo, deben estar cercanos entre sí.

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El monitor

Dijimos que el monitor es un dispositivo de salida que convierte las señales digitales del sistema en información visual, de manera que pueda ser percibida y comprendida por el usuario. Para un profesional de la comunicación la correcta elección de un monitor es crucial.

Existen varios tipos de monitores de computadora, algunos de los más comunes son:

1. Monitores de pantalla plana: son los más populares y utilizados actualmente. Pueden ser LCD, LED o OLED. Los monitores de pantalla plana, también conocidos como pantallas planas, son los más populares y utilizados actualmente. Pueden ser LCD (pantalla de cristal líquido), LED (pantalla de diodos emisores de luz) u OLED (pantalla orgánica de diodos emisores de luz), y son delgados y ligeros en comparación con los monitores CRT.

2. Monitores de tubo de rayos catódicos (CRT): son los monitores antiguos que utilizaban un tubo de rayos catódicos para mostrar la imagen en la pantalla. Los monitores CRT, por otro lado, utilizan un tubo de rayos catódicos para mostrar la imagen en la pantalla. Aunque han sido reemplazados por los monitores de pantalla plana, todavía se utilizan en algunos equipos antiguos y en ciertos entornos profesionales.

3. Monitores táctiles: permiten interactuar con la pantalla a través de toques o gestos, como los utilizados en los teléfonos inteligentes y tabletas. Los monitores táctiles permiten interactuar con la pantalla a través de toques o gestos, lo que los hace ideales para aplicaciones como sistemas de punto de venta, quioscos de información y dispositivos de navegación.

4. Monitores curvos: tienen una pantalla curva que ofrece una experiencia visual más inmersiva.

5. Monitores de alta resolución: tienen una mayor densidad de píxeles y ofrecen una imagen más nítida y detallada.

6. Monitores para juegos: están diseñados específicamente para ofrecer una experiencia de juego óptima, con una alta tasa de refresco y baja latencia.

7. Monitores profesionales: están diseñados para tareas específicas, como diseño gráfico, edición de video o fotografía, y ofrecen una precisión de color y contraste excepcionales.

Algunas características distintivas:

En el mercado, existen muchas confusiones entre LCD, TFT, IPS y OLED. Por supuesto, todos ellos son pantallas.

Pantallas LCD son las siglas de Liquid Crystal Displays (en el mercado, el valor predeterminado de LCD es "LCD de matriz pasiva"). Es una especie de tecnología de visualización más temprana y de menor costo. Las pantallas LCD todavía se encuentran en el mercado de relojes, calculadoras, relojes, medidores de servicios públicos, etc. de bajo costo debido a sus ventajas de bajo costo, tiempo de respuesta rápido (velocidad), amplio rango de temperatura, bajo consumo de energía, legible a la luz del sol con transflectivo o reflectante. polarizadores, etc. La mayoría de ellos son pantallas LCD monocromáticas y pertenecen a pantallas LCD de matriz pasiva.

Pantallas TFT significa Thin Film Transistor (en el mercado, TFT por defecto es "Active-Matrix TN tipo TFT LCD). Los LCD TFT también se denominan categóricamente LCD de matriz activa. Indica que estos LCD pueden retener algunos píxeles mientras usan otros píxeles. Por lo tanto, la pantalla LCD utilizará una cantidad mínima de energía para funcionar (en realidad, para hacer que las moléculas de cristal líquido entre dos electrodos se retuerzan). Las tecnologías de pantalla TFT se han utilizado ampliamente para monitores de computadora, computadoras portátiles, monitores médicos, monitores industriales, cajeros automáticos, puntos de venta, etc. Una de las desventajas de las pantallas basadas en TN es su escaso ángulo de visión, especialmente en la dirección vertical, siendo la mayoría incapaces de mostrar los 16,7 millones de colores (color verdadero de 24 bits) disponibles de las tarjetas de gráficas modernas.

Pantallas VA: Una pantalla VA (Vertical Alignment) es un tipo de pantalla LCD (pantalla de cristal líquido) que utiliza una tecnología de alineación vertical para controlar la orientación de los cristales líquidos. Esto resulta en una pantalla con mejores ángulos de visión, mayor contraste y negros más profundos que las pantallas LCD convencionales. Las pantallas VA también suelen tener una velocidad de respuesta más rápida, lo que las hace ideales para aplicaciones de video y juegos. Además de ofrecer una mejor calidad de imagen, las pantallas VA también tienen una velocidad de respuesta más rápida que las pantallas LCD convencionales, lo que las hace ideales para aplicaciones de video y juegos. Esto se debe en parte a que las pantallas VA utilizan un mayor número de subpíxeles que las pantallas LCD convencionales, lo que les permite mostrar una gama más amplia de colores y mejorar la nitidez de la imagen.

Pantallas IPS son las siglas de In-Plane Switching (en el mercado, IPS por defecto es "LCD a todo color de gama alta) En realidad, la tecnología IPS es una especie de pantalla TFT con transistores de película delgada para píxeles individuales. Pero las pantallas IPS tienen un alto contraste superior, un ángulo de visión amplio, reproducción de color, calidad de imagen, etc. Las pantallas IPS se han encontrado en aplicaciones de alta gama, como iPhones, iPads, teléfonos móviles Samsung, etc. Tanto las pantallas TFT LCD como las pantallas LCD IPS son pantallas de matriz activa, ninguna de ellas puede producir color, hay una capa de filtro de color RGB (rojo, verde, azul) en cada píxel de la pantalla LCD para que la pantalla LCD muestre colores. Si usa una lupa para ver su monitor, verá el color RGB. Con encendido / apagado y diferente nivel de brillo RGB, podemos obtener muchos colores.

Pantallas LED significa diodo emisor de luz (en el mercado, el televisor LED en realidad es un televisor TFT pero con retroiluminación LED. ¡No son pantallas LED!) Las pantallas LCD no pueden producir luz por sí mismas. Necesitan retroiluminación juntos como unidades de visualización (módulos de visualización). Hace años, había principalmente 3 tipos de retroiluminación de LCD; Retroiluminación LED, retroiluminación CCFL (lámparas fluorescentes de cátodo frío) y retroiluminación EL (electroluminiscente). Estaban compitiendo entre sí. Gracias al rápido progreso del material LED y al progreso de la fabricación, podemos obtener chips LED más brillantes y de mayor duración. Algunos fabricantes de televisores se enorgullecieron de anunciar que sus televisores eran LED, pero no lo eran. Seguían siendo TFT o IPS LCD, PERO con retroiluminación LED.

Pantallas OLED significa diodo emisor de luz orgánico. Es una pantalla, pero no una LCD que se muestra arriba. Su contraste es muy alto, lo que hace que OLED se utilice en aplicaciones de muy alta gama. Algunos incluso televisores y teléfonos móviles de alta gama utilizan pantallas AMOLED (diodos emisores de luz orgánicos de matriz activa). Una de las principales ventajas de las pantallas OLED es su capacidad para mostrar negros profundos y colores vibrantes. Como cada píxel puede iluminarse y apagarse individualmente, los negros son realmente negros, lo que significa que los colores oscuros son mucho más ricos y realistas. También son más eficientes energéticamente que las pantallas LCD, ya que no requieren una fuente de luz de fondo constante. Sin embargo, las pantallas OLED también tienen algunas desventajas. Una de ellas es que pueden sufrir quemaduras si se muestra una imagen estática durante demasiado tiempo. También tienen una vida útil más corta que las pantallas LCD y pueden ser más costosas de producir. En general, las pantallas OLED son una excelente opción para aquellos que buscan una calidad de imagen superior y están dispuestos a pagar un poco más por ello.

Especificaciones técnicas de gran variedad de monitores

Impresora

Términos más comunes utilizados para informar sobre las especificaciones de los equipos:

Láser: Imprime con tecnología Láser (usa Cartuchos de Toner) La tecnología láser destaca por las prestaciones que alcanza, algunas impresoras consiguen hasta 12 páginas en color por minuto, mientras otras alcanzan hasta 27 páginas por minuto en impresiones monocromáticas. Se basa en el uso de un material fotosensible que se descarga con luz, denominado cilindro o tambor fotorreceptor, sobre el que queda formada, por carga estática, la imagen visible en base a un tóner (o polvo seco) que es repelido electrostáticamente. Mediante unos rodillos, la imagen se transﬁere al papel, el tóner sobrante se limpie y el tambor se descarga. Las impresoras láser de color necesitan cuatro tóners, uno para cada color básico (RGB y N).

Inkjet: Imprime con tecnología de Inyección de Tinta (usa Cartuchos de Tinta). funcionan expulsando gotas de tinta sobre el papel, sin llegar a tener contacto con el cabezal. Son las impresoras más populares hoy en día por su fácil manejo y su capacidad de imprimir con calidad (su resolución media se encuentra en los 600 dpi) a un coste relativamente bajo, al menos en cuanto al dispositivo se reﬁere, siendo mucho más caro el mantenimiento debido al coste de los cartuchos de tinta de repuesto.

Impresora de sublimación: funciona transfiriendo un diseño del papel de sublimación a un material. Este proceso requiere presión y calor. Para transferir un diseño completo, la tinta debe estar entre 178ºC y 230ºC. El proceso general funciona de la siguiente manera: Un diseño se elige o genera en una computadora con software RIP. El archivo se transfiere a la impresora de sublimación y se imprime una imagen en papel de sublimación. El diseño se transfiere a la tela con una prensa de calor o un horno (bajo presión).
Al presionar el papel de transferencia y la tela juntos, se transfiere el diseño. El calor abre los poros de la tela y la presión enfría la tinta. Luego se vuelve sólido y, dado que la tinta está incrustada, puede permanecer vibrante durante mucho más tiempo que con otros métodos de impresión. Cuando se completa el proceso, se suelta la prensa y se retira el papel del sustrato (una prenda de tela o una superficie, como una taza).

Plotters: también conocidos como trazadores gráﬁcos están diseñados para imprimir gráﬁcos con gran precisión, que con una impresora no se podrían conseguir. Los trazadores de plumas imprimen su salida moviendo una pluma sobre la superﬁcie de un pedazo de papel, pueden dibujar trazos complejos y con colores pero de manera muy lenta debido al movimiento mecánico de las plumas y por ello están limitados al dibujo lineal. Los plotters de corte tienen una cuchilla pequeña y ﬁna con la que se corta un medio adhesivo que luego se ﬁjará a otra superﬁcie, como camisetas, paredes, cristales o carrocerías. Actualmente los trazadores gráﬁcos suelen ser compartidos por varios ordenadores y se controlan mediante una interfaz Ethernet o similar.

Impresoras 3D: es un dispositivo que fabrica replicas de diseños hechos por ordenador sobre piezas volumétricas de plástico (polímeros). Comenzaron a utilizarse en el prototipado o en la prefabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial, como se muestra en la ﬁgura 2.7. En la actualidad se está extendiendo su uso en la fabricación de prótesis medicas, productos de apoyo para personas con discapacidad, y multitud de sectores productivos en los que se requieren piezas con tamaños y formas especíﬁcas, como puede ser el diseño de joyas o la reparación de objetos antiguos.

Monofuncional: Solo Imprime

Multifuncional: Imprime, Escanea y Fotocopia

Monocromática: Imprime solo en Negro

Policromática: Imprime a Color

Alimentador automático de hojas: Conocido también como "ADF (Automatic Document Feeder)", generalmente es una bandeja que está en la parte superior del equipo, en la que se dejan hojas sueltas para que sean escaneadas o fotocopias de una en una en forma automática, evitando así que tengas que dejar sobre la platina hoja por hoja de forma manual para realizar el mismo trabajo.

Platina: Es la cama de vidrio que utilizan las Impresoras Multifuncionales para el escaneado y fotocopiado. Los tamaños más populares de platinas son los A4 y Legal.

Resolución de impresión se mide en puntos por pulgada (dpi - dot per inch). Una resolución de 600 dpi signiﬁca que en cada pulgada cuadrada se pueden imprimir 600 columnas de puntos y 600 ﬁlas de puntos, por lo tanto: 600*600=360000 puntos.

Velocidad de Impresión: En general se mide por la cantidad de páginas máximas que la Impresora es capaz de imprimir en un minuto. PPM es una abreviación de "Páginas Por Minuto".

Dúplex automático: La función de Dúplex automático permite imprimir hojas por ambos lados sin necesidad de que tengas que dar vuelta la hoja de forma manual. También existen las funciones de Dúplex automático para Escanear y Dúplex automático para Fotocopiar.

Volumen Mensual Recomendado: Es la cantidad de impresiones mensuales que se recomienda realizar para que el equipo funcione de manera óptima y evite sobrecalentamientos, desgastes y fallas por el exceso de uso.

Tarjeta de Red: Si un equipo tiene Tarjeta de Red puede conectarse a una red (como Internet) a través de un cable de red. Uno de los beneficios de esto es que al estar conectado a la Red, permite que todos los computadores que también estén conectados a la red puedan enviar a imprimir documentos a esta impresora.

Wifi: Si un equipo tiene conexión a Wifi, implica que puede conectarse a una red (como Internet) de forma inalámbrica. Uno de los beneficios de esto es que al estar conectado a la Red, permite que todos los computadores que también estén conectados a la red puedan enviar a imprimir documentos a esta impresora. Además, el hecho de que no sea necesario conectarlo por cable muchas veces facilita el orden y la organización dentro de la oficina.

Existen muchas otras funcionalidades interesantes y muy útiles:

Imprimir desde Pendrive
Escanear a Email
Imprimir desde Celular
Cuentas de Usuario
Compaginador y Sorteador de hojas
Integración con Nubes y plataformas Online (Google Cloud, Dropbox, Facebook, etc.)
Reportes de consumo y desgaste
Funciones de Seguridad
Ampliaciones y Reducciones

Puertos de conexión

Un puerto es un canal de comunicación por el que circulan los datos que intercambian la CPU y los periféricos. Los puertos externos son los conectores que permiten la unión de los cables que enlazan los dispositivos externos con la placa base del ordenador.

Hay muchos tipos de conexiones, algunas de ellas incluidas en la placa base. Como ejemplo, el bus PCI (Peripheral Component Interconnect) es un conjunto de ranuras de expansión de la placa base de la computadora en las que se pueden conectar tarjetas de expansión hacia los periféricos. Así, hay tarjetas de sonido, de video, de red, inalámbricas, capturadoras de televisión o controladoras tipo RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) para conectar discos duros externos de almacenamiento.

Otros tipos de conexión, son las tarjetas de red que sirven para conectar computadoras entre sí o con Internet (mediante cableado o tecnología inalámbrica). Otros puertos como USB, son una versión mejorada de los puertos serie por cable y funcionan como conexión plug–and–play. Y hay puertos de gran velocidad, como Firewire para ser utilizados por los periféricos que tienen que enviar grandes cantidades de datos a la vez al ordenador (como las cámaras de video).

¿Cuántos puertos tiene una computadora?

La cantidad de puertos depende del modelo y la marca de la computadora. A veces, las opciones de puertos son mínimas.

En tal caso, puedes invertir en una estación de acoplamiento, o docking station que tenga el número y el tipo de puertos que necesitas para trabajar o configurar tus opciones de entretenimiento.

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¿Para qué sirve cada puerto?

Conector “jack” para audífonos o conector de audio. El conector de audio se encuentra en muchas tabletas, teléfonos y en la mayoría de computadoras. Es un puerto pequeño y circular que es compatible con casi todos los audífonos alámbricos y bocinas. Es el más común y de seguro lo has visto, porque lleva décadas en circulación.

RJ-45. Quizá veas un puerto RJ-45 en laptops de negocios así como en desktops comunes. Este puerto de conexión Ethernet permite al usuario conectarse directamente a las redes. También es muy útil cuando el internet de un área determinada se vuelve inestable. La opción de conectarse a una red Ethernet en su lugar es invaluable.

HDMI. High-Definition Multimedia Interface («Interfaz Multimedia de Alta Definición») es una norma de video, cifrado sin compresión apoyada por la industria para que sea el sustituto de las anteriores normas de video análogo como son el conector RCA y el euroconector. HDMI provee una interfaz entre cualquier fuente de audio y vídeo digital como podría ser un sintonizador TDT, un reproductor de Blu-ray, un tablet PC, un ordenador (Microsoft Windows, GNU/Linux, Apple Mac OS X, etc.), un ordenador portátil, un receptor A/V y un monitor de audio/vídeo digital compatible, tal como un televisor digital (DTV). HDMI permite el uso de vídeo digital de alta definición, así como audio digital multicanal en un único cable. Si no tienes un puerto HDMI en tu desktop o laptop, puedes usar un adaptador USB-C a HDMI 2.0 HP para conectar tu notebook a otra pantalla o a una televisión. Hay varias generaciones con distinto soporte.

DisplayPort. Se considera la opción más avanzada de conexión de pantallas en el mercado. Un DisplayPort puede admitir un monitor con resolución 4K o bien tres pantallas HD a través de una estación de acoplamiento para laptop. Las laptops que poseen un DisplayPort tienden a usar un mini conector DisplayPort o transmitir sus señales por medio de puertos USB tipo C. Por supuesto, existen pantallas que no tienen conectores DisplayPort, aunque si usas un adaptador, podrás conectarte a un monitor o pantalla HDMI. También puedes usar una conexión DisplayPort para transferir audio.

DVI. El DVI (siglas en inglés para Digital Visual Interface o Interfaz Visual Digital), se encuentra tanto en proyectores como en monitores de computadora. Es más raro que el HDMI o el DisplayPort, pues la tecnología que lo originó está a punto de desaparecer. De todas formas, tal vez quieras considerar un dispositivo con este tipo de puertos si utilizas un monitor más viejo pero de buena calidad, que los requiera

USB tipo A. Este es el puerto más común que encontrarás en laptops y desktops. Soporta velocidades de USB 2.0 y USB 3.0. El USB tipo A se considera el conector USB original y puede conectar una cantidad casi ilimitada de dispositivos auxiliares como bocinas externas, impresoras y mouse.

USB tipo B. Es un conector cuadrado que no encontrarás en todas las computadoras. Aun así, muchos concentradores, impresoras y estaciones de acoplamiento lo utilizan como un conector de entrada. Para usar estos dispositivos, necesitas un cable USB tipo A o tipo B.

USB tipo C. Se espera que el USB tipo C destrone a los USB anteriores, el USB tipo A, tipo B y el micro USB. ¿Por qué? Porque es un puerto flexible y rápido, compatible con una gran variedad de interfaces comunes. Es muy probable que pronto empieces a ver el puerto tipo C en todos los dispositivos del futuro. Es mucho más delgado que los viejos puertos USB y cabe fácilmente en las laptops ultradelgadas. Además, no puedes insertar mal un conector USB tipo C porque puedes colocarlo aun si lo giras bocabajo. Los tipo C pueden transferir archivos, cargar tu computadora, enviar señales de salida DisplayPort y fungir como un puerto Thunderbolt.

USB 2.0 Conocida también como de alta velocidad, alcanza tasas de transferencia de hasta 480 Mbit/s (60 MB/s), aunque en la práctica suele quedarse en 280 Mbit/s (35 MB/s). Es el estándar más extendido de momento, y cuenta con dos líneas para datos y dos de alimentación de alta velocidad.

USB 3.0 tiene una velocidad teórica de transmisión de hasta 4,8 Gbit/s o 600MB/s (SuperSpeed USB SS), que es diez veces más rápido que USB 2.0 (480 Mbit/s o 60 MB/s). USB 3.0 reduce significativamente el tiempo requerido para la transmisión de datos, reduce el consumo de energía y es compatible con USB 2.0.

USB 3.1 SuperSpeed+ duplica la velocidad de transferencia de datos máxima a 10 Gbit/s (1.25 GB/s). Este tipo de conector, además de ofrecer comodidad por su diseño reversible, ofrece una velocidad de hasta 10 Gbit/s de rendimiento mientras se pueden extraer 2A sobre 5V, y opcionalmente, también 5A sobre 12V (60W) o 20V (100W). Este tipo de conector (C) está pensado para ser el sucesor de todos los anteriores (Tipo A y B), que quedarán obsoletos cuando el nuevo se implemente en todo tipo de dispositivos móviles y de sobremesa.

USB 3.2 SuperSpeed+ duplica la velocidad de transferencia de datos máxima a 20 Gbit/s (2.5 GB/s). El 26 de julio de 2017 se dio a conocer este estándar, publicándose en septiembre de ese año. La principal novedad que aportaba era la posibilidad de aprovechar dos pistas de 5 o 10 Gbps para alcanzar velocidades de transferencia máximas de hasta 20 Gbps en los dispositivos con conectores USB-C (USB Tipo C).

USB 4 se anunció oficialmente en marzo de 2019, y se publicó el 29 de agosto de ese mismo año por USB Implementers Forum. Su motivación principal era el aumento del ancho de banda (permitiendo hasta 40 Gbit/s), la convergencia del ecosistema USB-C y minimizar la confusión para el usuario final. La especificación es compatible/basada en Thunderbolt 3, así como compatible hacia atrás con USB 3.2 y USB 2.0. En 2020 se anunció que este estándar sería compatible con DisplayPort 2.0 y que soportaría resoluciones superiores a 8K, como por ejemplo 16K (15.360 x 8.460) a 60Hz y 30 bpp 4:4:4 HDR con DSC.

USB On-The-Go. Frecuentemente abreviado como USB OTG, es una especificación que permite a los dispositivos USB como reproductores digitales de audio, teléfonos móviles o tabletas actuar como servidores, haciendo que sea posible conectar memorias y discos duros USB, ratones o teclados, entre otros componentes.

Thunderbolt. Conector de alta velocidad que hace uso de tecnología óptica. Desde el año 2018 esta tecnología pasa a poder ser implementada por cualquier fabricante sin necesidad de pagar regalías a Intel. Tiene capacidad para ofrecer un gran ancho de banda, hasta 20 gigabits por segundo, pero podría desarrollarse en la próxima década hasta llegar a los 100 Gbit/s. A 10 Gbit/s un Blu-ray puede ser transferido en menos de 30 segundos. Ha sido concebido para reemplazar a algunos buses actuales, tales como FireWire y HDMI.

Sensores

Un sensor es un dispositivo capaz de dar una respuesta eléctrica frente a un estimulo físico externo. Por tanto, el dispositivo traduce una magnitud física y real. Por ejemplo la temperatura, la aceleración y la longitud, se miden como señales eléctricas (en voltios) y son interpretadas de forma sencilla por el computador. También existen sensores capaces de medir magnitudes químicas como el nivel de azúcar en la sangre o la presencia de determinados gases en el aire.

El sensor mide la cantidad de carga eléctrica (voltios) que se ha almacenado con el desplazamiento en el material dieléctrico y envía esa información al microprocesador del dispositivo para que determine la fuerza y la aceleración a la que ha sido sometido. Así, por ejemplo, los acelerómetros se utilizan en los automóviles para activar los airbag en caso de frenazo brusco o colisión. Hoy en día se están desarrollando muchas aplicaciones para teléfonos inteligentes basadas en el uso del acelerómetro y que se relacionan con la actividad física. Se encargan por ejemplo de medir las calorías que el usuario quema al hacer deporte, la distancia que ha recorrido o la velocidad a la que lo ha hecho. Pero no trabajan en solitario, en muchas aplicaciones es necesario recopilar la información de varios sensores al mismo tiempo, como el acelerómetro junto al giroscopio, que mide la velocidad angular, el magnetómetro que hace las veces de brújula o el GPS (Global Positioning System o Sistema de Posicionamiento Global) que permite obtener la posición exacta del sensor en la superﬁcie de la tierra.

Etiquetas RFID

La tecnología RFID (siglas en inglés que corresponden a Radio Frequency IDen-tiﬁcation) es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto con identiﬁcación por radiofrecuencia. Utiliza una serie de etiquetas o pegatinas RFID que se adhieren a la superﬁcie del elemento que se quiere registrar. El propósito fundamental de esta tecnología es transmitir la identidad del objeto mediante ondas de radio, por ello se denominan técnicas de Auto ID (Automatic IDentiﬁcation) o identiﬁcación automática. La identidad del elemento se deﬁne mediante un número de serie único.

Contienen una antena impresa, formada por una capa de material conductivo capaz de captar las ondas electromagnéticas a unas radiofrecuencias determinadas mediante las cuales reciben y responden a peticiones externas generadas desde un dispositivo de control tipo emisor-receptor RFID. Las etiquetas pasivas no necesitan alimentación eléctrica interna, mientras que las activas sí lo requieren. Al igual que la tecnología Bluetooth, tienen como ventaja, frente al uso de tecnología infrarroja, que tampoco en este caso se requiere que el emisor y receptor estén completamente alineados ni con visión directa entre ambos.

Internet de las cosas

Internet de las cosas (Internet of Things o IoT en ingl´es) es un concepto que se reﬁere a la interconexión digital de objetos cotidianos dentro de la red Internet. Esta idea revoluciona las relaciones entre las personas y los objetos, interconectándolas entre ellas y también con las personas, y transmitiendo datos en tiempo real. Por ejemplo,

Una heladera conectada a Internet puede avisar a su dueño de la fecha de caducidad de los alimentos que contiene, o fabricar la lista de la compra según los productos que se vayan consumiendo,

Pequeños aparatos, como las bombillas, se pueden conectar a Internet para controlar su consumo y ser encendidas/apagadas de forma remota.

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Wearables

Un dispositivo wearable es un dispositivo que se usa como accesorio y siempre está encendido. Puede colocarse en diferentes partes del cuerpo y actuar como una extensión del cuerpo o mente del usuario. También se le conoce como dispositivo vestible, llevable o ponible, y algunos ejemplos populares son los relojes inteligentes, pulseras de actividad, gafas inteligentes o ropa inteligente.

Elementos 3d

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