Funcionamiento de los Discos Magnéticos, Ópticos, Monitores e Impresoras (página 2)

Discos
Ópticos

Los Discos Ópticos, Tipos, y Cuáles son
sus Usos

 Los discos ópticos presentan una capa
interna protegida, donde se guardan los bits mediante distintas
tecnologías, siendo que en todas ellas dichos bits se leen
merced a un rayo láser
incidente. Este, al ser reflejado, permite detectar variaciones
microscópicas de propiedades óptico-reflectivas
ocurridas como consecuencia de la grabación realizada en
la escritura. Un
sistema
óptico con lentes encamina el haz luminoso, y lo enfoca
como un punto en la capa del disco que almacena los datos.

Las tecnologías de grabación (escritura) a
desarrollar son:

• Por moldeado durante la fabricación, mediante
  un molde de níquel (CD-ROM y
  DVD
  ROM),
• Por la acción de un haz láser
  (CD-R y
  CD-RW,
  también llamado CD-E),
• Por la acción de un haz láser en
  conjunción con un campo
  magnético (discos magneto-ópticos –
  MO).

Los discos ópticos tienen las siguientes características, confrontadas con los
discos magnéticos:

• Los discos ópticos, además de ser
  medios
  removibles con capacidad para almacenar masivamente datos en
  pequeños espacios -por lo menos diez veces más
  que un disco rígido de igual tamaño- son
  portables y seguros en la
  conservación de los datos (que también permanecen
  si se corta la energía
  eléctrica). El hecho de ser portables deviene del
  hecho de que son removibles de la unidad.

 Asimismo, tienen bajo costo por
byte almacenado. Los CD-ROM se
copian (producen) masivamente

La mayor capacidad de los discos ópticos frente
a los magnéticos se debe al carácter
puntual del haz láser incidente, y a la precisión
del enfoque óptico del láser. Ello permite que en
una pista los bits estén más juntos (mayor
densidad
lineal), y que las pistas estén más
próximas (más t.p.i)

Los CD son más seguros en la
conservación de los datos, dado que la capa que los
almacena es inmune a los campos magnéticos caseros, y
está protegida de la corrosión ambiental, manoseo, etc., por
constituir un "sandwich" entre dos capas transparentes de
policarbonato.

Por otra parte, la cabeza móvil -que porta la
fuente láser y la óptica asociada- por estar separada a 1
mm. de la superficie del disco, mmca puede tocarla. Por ello no
produce en ella desgaste por rozamiento, ni existe riesgo de
"aterrizaje", como en el disco rígido con cabezas
flotantes. Tampoco el haz láser que incide sobre la
información puede afectarla, dada su baja
potencia.

Son aplicaciones comunes de los discos ópticos:
las bases de datos en
CD ROM para
bibliotecas de
datos invariables (enciclopedias, distribución de software, manuales de
software, demos,
etc.), y para servidores de
archivos en
una red local,
así como el uso de CD-R (gravables por el usuario) para
copias de resguardo seguras, y las bibliotecas de
imágenes.

Puede estimarse entre 10 y 15 años la permanencia
de la información en un CD ROM
común, dado que la superficie de aluminio que
contiene la información se oxida muy lentamente en ese
lapso, salvo que sea sometida a una protección
anti-óxido especial, o sea de oro. En un CD-R este
tiempo
será mucho mayor, por presentar oro la fina capa
metálica interior.

Los CD-ROMs se leen mediante un detector que mide la
energía reflejada de la superficie al apuntar a esta un
láser de bajo poder. Los
agujeros, que se denominan huecos (pits), y las áreas sin
laserizar entre estos, que se denominan zonas planas (lands),
producen una diferente reflectividad del haz de láser, lo
que hace posible distinguir entre ambos y recibir dos estados
posibles: 0 y 1. Pero no se indica un 0 o un 1 con un land o un
pit, sino que un pit indica el cambio de
estado, o sea
de 0 a 1 o de a 1 a 0, y según la cantidad de lands que
haya, el estado se
mantiene estable, o sea mientras no se cambie de estado se
mantiene una zona de lands(Ver figura 1). De esta manera, se
trata de realizar la mínima cantidad de huecos (pits)
posibles en el disco, y así poder escribir
más rápidamente.

Los CD-Roms están constituidos por una pista en
espiral que presenta el mismo número de bits por
centímetro en todos sus tramos (densidad lineal
constante), para aprovechar mejor el medio de almacenamiento, y
no desperdiciar espacio como sucede en los discos
magnéticos. Es por esto que en la lectura y
grabación de un CD, a medida que el haz láser se
aleja del centro del disco, la velocidad debe
disminuir, ya que en el centro el espiral es de menos longitud
que en los bordes. Alternando las velocidades se logra que la
cantidad de bits leídos por segundo sea constante en
cualquier tramo, sea en el centro o en los bordes. SI esta
velocidad
sería constante, se leerían menos bits por segundo
si la zona esta más cerca del centro, y más si esta
más cerca de los bordes. Todo esto significa que un CD
gira a una velocidad angular variable.

Para poder lograr que los CDs tengan igual densidad en
cualquier tramo de la espiral, en la grabación, el haz
láser emitido por la cabeza (que se mueve en línea
recta radial desde el centro al borde del plato) genera la
espiral a velocidad lineal constante (CLV), esto significa que la
cantidad de bits grabados por segundos será
constante.

Pero para poder lograr esto, y mantener una densidad
lineal constante y la pista en espiral, será necesario que
el CD gire a una velocidad angular variable (explicado
anteriormente). Por lo tanto, por girar un CD a una velocidad
angular variable, y ser escrito a velocidad linear constante, se
escriben y leen la misma cantidad de bits por segundo y por
centímetro, cualquiera sea la posición del mismo.
Mientras que cada vuelta de la espiral contendrá
más o menos bits según si este más cerca del
centro o del borde.

Uno de los problemas del
CD-ROM es que la impresión de discos de aluminio con
cubierta plástica no es muy precisa, por lo cual la
información digital contiene, por lo general, muchos
errores. Existen dos formas para corregir estos
errores:

1. Para ver el gráfico
   seleccione la opción "Descargar" del menú
   superior

2. La cabeza lectora de la unidad contiene un espejo de
   precisión manejado por un mecanismo que se utiliza para
   encontrar errores en la superficie del disco.
3. Los datos se graban utilizando un algoritmo
   denominado ‘código de corrección de errores de
   Reed Solomon’. Este es similar al algoritmo de
   Hamming, pero al utilizar mas bits de paridad, puede corregir
   mayor cantidad de errores.

Un tipo de CD-ROM de 60 min. de duración
(también son comunes los de 74 min.) presenta la espiral
constituida por 270000 marcos conteniendo cada uno 2048 bytes (2
K) para datos. En total se pueden almacenar: 527 Mb. La espiral
presenta unas 16000 vueltas por pulgada radial (t.p.i). Se debe
tener en cuenta que en el espesor de un cabello entran 50
vueltas.

Antes de grabar el disco "maestro", un programa
fracciona cada archivo a grabar
en marcos de 2048 bytes de datos, y les agrega, conforme a los
campos de un marco:

1. unos y ceros indicadores
   de comienzo de marco, que sirven para sincronismo con la
   lectora de CD.
2. una secuencia de bits que irá en la cabecera
   (header) de cada marco para poder localizarlo.

Para poder localizar un marco dentro del CD, este se
identifica por una dirección formada por 3 variables.
Teniendo en cuenta el CD de 60 minutos (antes explicado), las
primeras dos variables de
la dirección son los minutos y los segundos
horarios (mm:ss), los cuales obviamente varían desde 0
hasta el 59. El comienzo del espiral, o sea el centro del CD,
tiene la dirección 00:00, este va progresando según
va creciendo el espiral, hasta llegar a la dirección
59:59. Pero estas direcciones no son suficientes para localizar
cada marco, de ahí viene la utilidad de la
tercera variable. Esta variable, indica el número de
marco, teniendo en cuenta los minutos y segundos, y sus valores pueden
ser desde el 0 hasta el 74. O sea, que por cada segundo, hay 75
marcos. De esta manera hay 60 valores
posibles para los minutos y los segundos, y 75 para cada marco,
hay 270 000 direcciones posibles, por lo cual existe una
dirección para cada marco.

Teniendo en cuenta esto, podemos deducir, que por
ejemplo el marco 155, tendrá la dirección 0:2 4.
Esto se deduce ya que si por c/seg existen 75 marcos, si la
dirección es 2 seg, esta pertenece al marco 150, entonces
para direccionar el marco 155, el marco es el numero
4.

En informática se usan los siguientes tipos de
discos ópticos:

1. Grabado masivamente por el fabricante, para ser
   sólo leídos: como lo son el CD ROM (Disco
   compacto de sólo lectura) y
   el DVD ROM
   (Digital Versatil Disc de sólo lectura). En
   éstos, a partir de un disco "master" grabado con
   luz
   láser, se realizan múltiples copias obtenidas por
   inyección de material (sin usar láser). Se
   obtienen así discos con una fina capa de aluminio
   reflectante -entre dos capas transparentes protectoras-. Dicha
   capa guarda en una cara unos y ceros como surcos discontinuos
   (figura 2.33), que forman una sola pista en espiral. La espiral
   es leída con luz
   láser por la unidad de CD del usuario.
2. Grabable una sola vez por el usuario: el CD-R
   (CD Recordable) antes llamado CD-WO (Write once) En la
   escritura, el haz láser sigue una pista en espiral
   pre-construida en una capa de pigrnento. Donde el haz incide,
   su calor
   decolora para siempre el punto de incidencia. En la lectura,
   esta capa deja pasar el haz láser hacia la capa
   reflectora dorada que está más arriba,
   reflejándose de forma distinta según que el haz
   haya atravesado un punto decolorado o no, detectándose
   así unos y ceros. Ambas capas están protegidas
   por dos capas transparentes. Una vez escrito, un CD-R puede
   leerse como un CD-ROM.
3. Borrables-regrabables: en la tecnología de grabación
   magneto-óptico (MO), la luz láser calienta puntos
   (que serán unos) de una capa -previamente magnetizada
   uniformemente- para que pierdan su magnetismo
   original (este corresponde a ceros). Al mismo tiempo, un
   campo
   magnético aplicado produce sólo en dichos
   puntos una magnetización contraria a la originaria (para
   así grabar unos).
4. Estas diferencias puntuales de magnetización
   son detectadas en la lectura por la luz láser (con menos
   potencia),
   dado que provocan distinta polarización de la luz
   láser que reflejan. Otro tipo de CD ópticos
   re-escribibles son los CD-E (CD-Erasable), hoy designados CD-RW
   (CD ReWritable), con escritura "por cambio de
   fase" (de cristalina a amorfa o viceversa) de los puntos de la
   capa del disco que guarda los datos. Se trata de una tecnología puramente óptica, sin magnetismo, que
   requiere una sola pasada para escribir una porción o la
   pista en espiral completa. En la tecnología PD (Phase
   change/Dual) que también es por cambio de fase, la
   unidad escribe pistas concéntricas. "Dual" indica que la
   unidad también puede leer CD con pistas en espiral
   (CD-ROM, CD-R, CD-RW).

Si bien los CD-ROM son los CD más usados para
almacenar programas y
datos, las unidades lectoras de CD actuales también
permiten leer información digital de otros tipos de CD
basados en la misma tecnología, con vistas a aplicaciones
en multimedia, como
ser:

CD-DA (Digital Audio): es el conocido CD que
escuchamos en un reproductor de CD para audio. Podemos escuchar
la música
que contiene mientras trabajamos con una PC, o bien mezclarla en
usos multimedia.

CD-I son las
iniciales de disco compacto interactivo. De tecnología
semejante al CD-ROM, puede combinar datos, audio y video, conforme a
un estándar multimedia propuesto por Phillips y Sony en
1986. Este también define métodos
para codificar y decodificar datos comprimidos, y para
visualizarlos. Almacena 72 minutos de audio digital
estéreo ó 19 horas de conversación de
calidad en
mono, ó 6000 a 1500 imágenes
de video –
según la calidad deseada-
que pueden buscarse interactivamente y mezclarse. Requiere una
plaqueta inteligente especial en el computador. Al
usuario le es factible interactuar mientras el CD es reproducido
-en una unidad lectora compatible- mediante el mouse, o un
dispositivo para disparar sobre un punto infrarrojo emitido
("thumbstick").

CD-ROM XA (de extended Architecture): es un
estándar para sonido e imagen propuesto
por Phillips, Sony y Microsoft,
extensión de las estructuras de
un CD-ROM, que especifica la grabación comprimida de
sonido en un
CD-ROM por el sistema
ADPCM, también
empleado en CD-I. Esto hace que un CD-ROM XA sea un puente entre
CD-ROM y CD-I.

Photo CD: el estándar elaborado en 1990
por Phillips y Eastman Kodak específica el procedimiento
para convertir fotografías de 35 mm en señales
digitales para ser grabadas en un CD-R en una o varias sesiones.
La grabación se realiza durante el revelado de la
película. Así se guardan cientos de fotos color en un CD-R.
Los Photo CD y Video CD son CD-ROM XA "Bridge Format", que pueden
leerse en lectoras CD-I como en lectoras propias de computadoras.

DVI es un tipo de CD ROM que integra video, televisión, gráficos con animación, audio
multicanal y textos. Necesita plaquetas adicionales. Merced a una
técnica de compresión de datos, éstos ocupan
120 veces menos lugar, permitiendo ver una hora de video de 30
imágenes por segundo. A esta velocidad, dado que una
imagen de TV
ocupa 600 KB, para ver un segundo se requieren 600 KB x 30 = 18
MB. De no existir compresión, los 600 MB de un CD ROM
sólo permiten unos 600/18  30 seg. de
visión. Los reproductores de CD actuales pueden leer
CD-ROM, CD-R (de varias sesiones), CD-ROM XA, Photo CD, Video-CD,
CD-I, CD-plus, y CD-DA.

Cómo se Fabrican
los CD-ROM, y se Graban los Sectores de la Espiral

En un CD-ROM la espiral
que codifica la información grabada es moldeada
(en máquinas
que fabrican en serie miles de CD iguales) en un molde de níquel, en el cual a temperatura se
inyecta plástico.

A dicha espiral así moldeada se
le deposita una fina capa de aluminio, y es protegida por una
capa transparente superior. Más en detalle,
con el disco visto desde abajo, la superficie grabada presenta
una sucesión de hoyos ("pits") separados por espacios planos
("lands"), que
forman una pista en espiral.

De este modo, un CD-ROM es grabado por el fabricante -en
serie con otros iguales- pudiendo posteriormente ser sólo
leído por el usuario en su unidad lectora de CD-ROM. En
ésta un haz de láser puntual sigue la pista en
espiral metalizada que contiene la información, y al ser
reflejado por dicha pista permite detectar la longitud de los
"pits" y "lands" que codifican la información
almacenada.

Por presentar un CD-ROM más bytes para código
detector de errores que un disco CD-DA, no es factible leerlo en
una reproductora para CD de audio.

La información digital (bits) en un CD-ROM -al
igual que en un CD DA- se debe
grabar en bloques (también llamados
sectores) contiguos de una
espiral.

Un tipo de CD-ROM de 60 min. de duración
(también son comunes los de 74 min.) presenta la espiral
constituida por 27000 sectores
conteniendo cada uno 2048 bytes (2 K) para
datos. En total se pueden almacenar:

2048 bytes x 270.000 =
552.960.000 bytes = 552.960.000/1.048.576 MB = 527
MB.

Antes de grabar el disco "master", punto de partida para
fabricar miles de CD ROM, un programa
fracciona cada archivo a grabar
en sectores de 2048 bytes de datos, y les agrega, conforme a los
campos de un sector:

1. Unos y ceros indicadores
   de comienzo de bloque, que sirven para sincronismo con la
   lectora de CD.
3. Una secuencia de bits que irá en la cabecera
   (header) de cada bloque para poder localizarlo.
4. Los códigos ECC de Reed y Salomon para
   detectar/corregir errores que van al final de cada
   bloque.

Cada uno de los 270.000 bloques así conformados
se va grabando en un disco "master" de
vidrio, recubierto en una de sus caras por una
película que atacará un haz láser, para
formar en ella una espiral constituida por hoyos ("pits"). Para
ello, se inserta el disco "master" de vidrio en un
dispositivo de grabación, que presenta un cabezal que
porta un haz láser de potencia, el cual se mueve en
línea recta desde el centro al borde del disco. Este
movimiento
combinado con el de giro del disco, da como resultado que sobre
la superficie del disco pueda formarse una espiral que crece
desde el centro. Cada vez que el haz es activado, el calor que
genera la punta microscópica del mismo (menor que una
milésima de mm.) ataca la película que recubre el
vidrio del
"master" -en la cual está enfocado- generando en ella un
hoyo que conformará la espiral.

Más en detalle, una computadora
envía al cabezal, uno por uno, los bits a grabar, y en
correspondencia se enciende o apaga el haz láser. Si el
haz se activa, quema un punto microscópico en la pista en
espiral que se va generando (de ancho algo menor que el punto),
creando en ella un hoyo. De esta forma dicha pista se va
conformando por hoyos ("pits"), separados por espacios no
atacados por el haz, los "lands".

En un tipo de grabación corriente, un "land"
representa un uno, y el "pit" que le sigue representa uno o
más ceros, según sea la longitud de dicho "pit" (y
el tiempo involucrado).

La espiral presenta unas 16.000 vueltas por pulgada
radial (t.p.i). En el espesor de un cabello entran 50 vueltas. En
total tiene 22.190 vueltas.

Cada archivo queda grabado en sectores sucesivos (que
forman lo que suele denominarse un "track", aunque la pista en
espiral es una sola). A continuación de un archivo sigue
otro en la espiral, como en una cinta
magnética.

Luego de grabar el disco "maestro" se fabrican
réplicas metálicas (resistentes a la
manipulación) de su superficie, por duplicación
electrolítica, resultando otros discos de metal,
"negativos" y "positivos" del "maestro" original. Este
servirá de molde para fabricar en serie los CD de plástico.
Para fabricar cada CD, por inyección de plástico
(policarbonato que se derrite en el molde de níquel
citado), se moldean la espiral -réplica de la existente en
el "master"- junto con la capa inferior que le sirve de
protección, constituyendo una sola pieza transparente.
(figura 2.35 a). Por ser el molde un "positivo" del master, la
espiral moldeada será un "negativo", o sea los "pits" como
"mesetas montañosas" en su superficie superior. Esta
superficie "montañosa" en espiral, debe ser metalizada
(figura 2.35 b) con una fina capa reflectante de aluminio (u
oro); y en otro paso deberá ser cubierta por una capa
protectora de resina acrílica, sobre la cual se
imprimirá la etiqueta, que conforma el "el techo" plano
del CD. Visto el CD de–,de abajo presenta una superficie plana,
sobre la cual está la espiral "montañosa"
recubierto por la capa de metal, y sobre ésta la capa
protectora transparente donde va la etiqueta.

La figura 2.35 c es una ampliación de la 2.35 b,
con un corte en "mesetas". Sirve para mostrar que en una lectura,
el haz láser -que llega al CD por su cara inferior y
atraviesa su capa transparente protectora inferior- si pasa por
una "meseta" es reflejado por la capa de aluminio que la recubre,
siendo así la meseta sensada desde abajo por el haz como
un hoyo ("pit"). Los hoyos vistos desde la cara inferior del CD
son como se indica en la figura 2.33.

La pista en espiral de un CD presenta el mismo
número de bits por centímetro en todos sus tramos
(densidad lineal constante), para aprovechar mejor el medio de
almacenamiento.
Un disquete gira a velocidad angular constante (CAV: constant
angular velocity), como ser, cada vuelta siempre en 1/5 seg. Si
tiene 18 sectores por pista, en cada vuelta leerá 18
sectores en 1/5 seg, cualquiera sea la pista. De esta forma, con
CAV, se logra fácil que la cantidad de bits que se leen
por segundo (velocidad de transferencia interna) sea la misma,
sin importar qué pista sea.

Análogamente en un CD-ROM, por tener su pista en
espiral igual densidad en cualquier tramo, a medida que ella es
leída desde el centro al borde, -y por ende también
cuando es grabada- la velocidad de giro debe disminuir
continuamente, para que la cantidad de bits leídos por
segundo sea constante en cualquier tramo. Dado que la espiral
tiene igual cantidad de bits por cm en cualquier tramo, una
vuelta interna guardará menos bits que otra más
externa, por tener menor longitud. Si la espiral se leyera a
velocidad de giro constante, durante una revolución
del disco, una vuelta más interna de la espiral
proporcionaría menos bits que otra más externa. De
ser así, la lectura de una vuelta más interna de la
espiral al ser leída proveería menos bits por
segundo que otra más externa.

Para tener igual densidad en cualquier tramo de la
espiral, en la grabación del "master", el punto luminoso
del haz láser emitido por la cabeza (que se mueve en
línea recta radial desde el centro al borde del plato,
incidiendo siempre perpendicular al disco) genera la espiral a
velocidad lineal constante (constant linear velocity-CLV, en
cm/seg), para que sea constante la cantidad de bits grabados (y
por ende leídos y transferidos) por segundo. Para que esto
ocurra, el disco en el centro gira a una cierta velocidad angular
(vueltas por segundo), que debe disminuirr permanentemente a
medida que la cabeza se aleja rectilineamente hacia el borde del
disco.

Resulta así, que la velocidad de rotación
variable de un CD no se debe a su pista en espiral. Del mismo
modo (figura 2.3), en un disquete, un sector más interno
ocupa menos longitud de pista (mayor densidad de bits por cm) que
otro más externo (menor densidad).

Sintetizando: por girar un CD a velocidad angular
variable, y ser escrito a velocidad linear constante, se escriben
(y leen) la misma cantidad de bits por segundo y por
centímetro, cualquiera sea el sector del mismo Los
sectores grabados, por contener igual cantidad de bytes,
presentarán igual longitud en centímetros, dado que
la cantidad de bits por centímetro es igual en cualquier
porción de la espiral. El número de sectores
escritos en cada vuelta de la espiral es un número
variable, y en general no entero.

Cómo se Lee un CD en una Unidad Lectora de
CD-ROM

El hardware de una unidad
lectora de CD (CD drive o CD player) comprende,
básicamente:

• Mecanismos y motor de
  bandeja para insertar y retirar el CD.
• Electrónica de este periférico (IDE o
  SCSI), basada en un microcontrolador, con programas en
  EPROM para gobernar la mecánica y la electrónica de la unidad, y para detectar
  y corregir errores de lectura.
• Motor de giro del disco.
• Motor para movimiento
  (radial), hacía delante o atrás, de la base que
  soporta el cabezal de lectura.
• Diodo láser y óptica
  auxiliar.
• Óptica móvil de enfoque (con motor).
• Subsistema de óptica móvil para
  seguimiento de la pista.
• Diodos foto-sensores de las
  señales ópticas reflejadas en el CD, y
  óptica auxiliar.

En un tipo de mecanismo corriente, al apretar un
botón la bandeja de inserción ("caddy") sale hacia
fuera, y el CD es puesto en ella (figura 2.36). Al pulsar
nuevamente dicho botón, la bandeja vuelve hacia
adentro.

En un determinado momento de su trayecto empuja
también hacia adentro a dos "mandíbulas" que se
cierran paulatinamente (como una dentadura), hasta que el agujero
central del disco queda prisionero (a través del hueco la
bandeja) entre dos piezas circulares giratorias imantadas,
vinculadas a esas mandíbulas. Así el disco queda
centrado, y levantado respecto de la bandeja, a fin de no rozarla
al girar.

Más en detalle, al final del recorrido de la
bandeja -cuando se cierran por completo las mandíbulas- la
pieza circular ligada a la mandíbula superior atrae
magnéticamente al cuerpo de la pieza circular de la
mandíbula inferior, vinculada al eje de un motor de giro,
para asegurar que el borde interno del disco quede aprisionado
entre dichas piezas, a fin de que pueda girar correctamente y
esté centrado, como se planteó.

La mandíbula inferior presenta una base que
contiene el motor de giro, el cabezal con el láser, y un
sistema con dos guías (figura 2.37) para desplazar hacia
atrás o adelante (mediante otro motor) el cabezal respecto
a esta base, en dirección radial al disco. Además
existe un bus flexible, para
conectarla a la electrónica IDE.

Para que en todos los puntos grabados en espiral en el
CD pueda incidir el haz láser generado por el cabezal, a
medida que éste avanza radialmente hacia el borde del CD,
se disminuye la velocidad de giro del disco; e inversamente, si
el cabezal avanza hacia el centro, el CD debe girar más
rápido. O sea, que al pasar el haz de un punto al
siguiente de la espiral grabada, la velocidad de giro del disco
ya varió.

El cabezal está a 1 mm. de la superficie del CD,
generando un haz láser infrarrojo no visible, de baja
potencia (pero peligroso para la vista), con un sistema de
autoenfoque automático permanente en la capa de aluminio
del CD, para incidir sobre "pits" y "lands" de la espiral grabada
en esta capa (figuras 2.38 y 2.39).

Si en su movimiento rectilíneo radial a velocidad
constante, el punto luminoso del haz incide en un "land" de la
espiral grabada (cuya velocidad de rotación varía
constantemente), el haz láser es reflejado por el
aluminio, con mayor intensidad que si incide en un
"pit".

Un diodo fotosensor detecta estas diferencias de
intensidad de luz láser reflejada, a fin de recuperar
-bajo la forma de impulsos eléctricos- los ceros y unos
almacenados. Dichos pulsos según su duración
representan distinto número de ceros, mientras que tanto
el comienzo como el final de un pulso representa un
uno.

A un nivel de mayor detalle, en el cabezal existe un
sistema de lentes móviles no dibujado -gobernado por la
electrónica de la unidad lectora de CD, basada en un
microprocesador-
que tiene como función
enfocar el haz láser en cada punto de la espiral grabada,
formada en la capa metálica del CD. Esto es necesario,
dado que el CD no es perfectamente plano, por presentar
deformaciones (± 0,6 mm) por el proceso de
fabricación. También dicha electrónica
comanda otro subsistema para desplazar levemente el haz sobre la
superficie grabada del CD, de modo que en la lectura el haz siga
correctamente sobre la pista en espiral grabada.

Los CD que almacenan 650 MB y 1,3 GB se graban
típicamente según al método PPM
(pulse position modulation) por el cual (figura 2.39) se
representa un uno haciéndole corresponder un "land" de la
espiral, al cual sigue un número de ceros representados
por la longitud del "pit" que sigue a dicho "land". Los bytes a
grabar están recodificados según el código
EFM, a tratar.

En la lectura de un CD (figura 2.38) el diodo
láser del cabezal genera un haz de luz láser
infrarrojo perpendicular a la superficie del disco. En su camino
hacia el disco, atravesará un prisma triangular sin
desviarse, y luego pasará por otra lente (o por una bobina
en la cual circula corriente
eléctrica) para que el haz sea enfocado como un punto
en la capa reflectante de aluminio donde están los pits y
lands de la espiral. Al incidir el haz en la primer capa
transparente protectora del CD, tiene un diámetro de 1 mm
(figura 2.40).

Atravesando esta capa los rayos se difractan
(desvían), llegando luego a tener el haz un
diámetro de unas 0,8 milésimas de mm. Cuando incide
sobre la pista en espiral (cuyo ancho es de 0,5
milésimas).

En PPM un "land" es menor que 0,8 milésimas, por
lo que el haz mmca puede incidir totalmente en un "land": parte
de los rayos incidirán en el "land", y parte en el "pit"
vecino (figura 2.39). Dado que un "pit" está a una
profundidad de un cuarto de longitud de onda de un "land", la
porción de rayos que inciden en el "pit", antes de hacerlo
recorren un cuarto de onda más que los que inciden en el
"land". El haz luego de incidir en el aluminio, se
reflejará. Los rayos que incidieron en el "pit"
después de reflejarse harán nuevamente un cuarto de
onda más de camino que aquellos que incidieron en el
"land".

En definitiva, los rayos incidentes en el "pit"
recorrerán media onda (un cuarto más un cuarto)
más que los incidentes en el "land". El efecto resultante,
es que el haz que incide parte en un "land" y parte en un "pit",
al ser reflejado, llega al diodo fotosensor con muy poca
intensidad luminosa (luego de pasar por el objetivo y ser
reflejado por la cara de un cristal que por su inclinación
oficia de espejo), por anularse entre sí los rayos
desfasados en media onda provenientes del "land" y del
"pit".

En cambio, cuando el haz incide en un "pit" (figura
2.39), en cada punto del mismo todos los rayos reflejados
recorrerán la misma distancia, reforzándose
mutuamente (todos en fase) provocando una fuerte intensidad
luminosa al llegar al fotodiodo.

El método de
registro PWL
(Pulse Width Modulation) permite una mayor densidad de
almacenamiento. Los "lands" dejan de servir para codificar un
solo uno, pudiendo codificar uno o más ceros como los
"pits". La transición de "pit" a "land" o la inversa
codifica un uno (figura 2.41); y la distancia entre dos
transiciones (dos unos) representa un cierto número de
ceros, según sea su longitud (y el tiempo
transcurrido).

Existen unidades lectoras CD-ROM de tipo 2x, 4x, 6x y
8x,…. de doble, cuádruple, séxtuple,
óctuple, … velocidad que la velocidad simple de una
unidad CD de audio estándar, respectivamente. Las mismas
tienen, en consecuencia, tiempos de acceso y transferencia
respectivamente más rápidos que la velocidad CD
estándar.

Por ejemplo, las del tipo 6x tienen un tiempo de acceso
de unos 120 mseg (para 1/3 de carrera del cabezal entre extremos,
que se duplica si la carrera es entre extremos), y velocidad de
transferencia de 900 Kbytes/seg, casi 1 MByte/seg (contra 600
Kbytes/seg de las 4x, en correspondencia con el 50% de diferencia
de velocidad). Las unidades 6x presentan un buffer de datos de
256 Kbytes.

En la performance de una lectora intervienen la eficiencia del
controlador y e1 tamaño del buffer.

Cómo Son y se Escriben los
CD para Grabación por un Usuario Designados
CD-R

Un CD-R (CD Recordable, o sea grabable) puede grabarse
por cualquier usuario que tenga conectado en su computadora el
periférico "unidad grabadora de CD" (u optar por pagar
este servicio).

En ésta, un haz láser graba en una espiral
parcialmente pregrabada de fábrica –construida en
una capa de material orgánico- un equivalente de "pits" y
"lands", requeridos para almacenar los datos. Dicha espiral ya
viene formateada por hardware con las direcciones
de los sectores, y sirve de guía para el láser. El
CD-R sobre dicha capa orgánica con la espiral, que es
translúcida, presenta otra capa de oro para reflejar el
haz láser en cada lectura (figura 2.43). Estas dos capas
están protegidas por otras de policarbonato. La capa
orgánica translúcida es de resina o pigmento verde
(generalmente cyanina). Durante el proceso de
grabación (figura 2.42) de los datos, el equivalente de un
"pit" se establece al decolorarse -merced al calor puntual
generado por el haz láser- puntos de la capa
orgánica de pigmento (típicamente verde). 0 sea que
un CD-R simula ópticamente los "pits" y "lands"
físicos de un CD-ROM.

Después de ser grabado, un CD-R se convierte de
hecho en un CD-ROM, que puede leerse en cualquier unidad lectora
de estos discos -de la forma antes descripta- sin posibilidad de
ser regrabado.

Para la lectura de cada punto de la espiral (figura
2.43), el haz láser incidente atraviesa la capa de
policarbonato transparente y la capa de pigmento, hasta llegar a
la capa superior metalizada cm oro, donde se refleja (en ella
está enfocado). El haz reflejado -correspondiente al punto
leído- es sensado por un fotodiodo, pasando ahora primero
por la capa de pigmento y luego por la transparente. Según
que el punto de la capa de pigmento por donde pasó el haz
incidente (y retomó reflejado) esté decolorado
("pit") o no ("land"), el haz reflejado tendrá distinta
intensidad, lo cual será detectado por el fotodiodo.
Puntos sucesivos de igual intensidad luminosa constituirán
un "pit" o un "land", según el valor de la
intensidad detectada.

No es necesario grabar toda la espiral de un CD-R de una
sola vez (sesión). Es factible hacerlo en tantas
"sesiones" como archivos se
quiera incorporar a lo largo del tiempo, hasta completar la
capacidad del CD-R (como ser, 650 MB).

Una vez grabada una porción de la espiral, no
puede borrarse y ser regrabada. Por tal motivo, los CD-R
también se denominan CD-WO (Write Once, o sea de una
escritura). Esta imposibilidad de regrabación ha motivado
su uso en el ámbito contable y financiero, pues garantiza
datos no borrables para auditorias.
Por lo general, los CD-R se reconocen a primera vista, por el
color dorado de
su etiqueta.

Los primeros 4 mm de ancho radial de una espiral de un
CD-R o de un CD-ROM (figura 2.44) constituyen el "lead in", que
antecede a la zona de datos. Esta es de unos 29 mm de ancho, y le
sigue el "lead out" de 1 mm.

En un CD-R, el "lead-in" es precedido por dos
áreas necesarias para alinear el haz láser a fin de
poder grabar lo que sigue. Cada sesión de grabado de la
espiral debe comenzar con la escritura de un "lead in", y
terminar con la de un "lead out". A su vez, cada "lead in" debe
contener la tabla de contenidos ("Tabla of contents" TOC),
índice de los datos grabados en la sesión
correspondiente.

Debe mencionarse que un CD-R grabado en "multisesiones"
debe ser leído por un lector de CD-ROM apropiado (como son
los actuales). De no serlo, sólo leerá la primera
sesión.

Existen grabadoras/lectoras de CD-R de varias
velocidades (x1, x2, x4 … ). A mayor velocidad debe usarse un
láser más potente para producir más calor,
de forma de poder atacar adecuadamente los puntos requeridos en
la espiral. Existen discos vírgenes CD-R para distintas
velocidades, cuyo sustrato disipa distinta cantidad de calor en
correspondencia con su velocidad de grabación.

Los discos WORM ("Write Once Read Many") fueron los
precursores de los CD-R. La tecnología WORM no está
normalizada: ciertos discos sólo pueden insertarse en
unidades de un determinado fabricante. Estos discos son de 5
1/4", y vienen en "cartuchos" semejantes a los de plástico
que protegen los disquetes magnéticos de 3 1/2", para ser
insertados en las unidades correspondientes. Además
existen discos con datos grabados en espiral, y otros con pistas
concéntricas. Según la norma seguida por los
fabricantes, un cartucho de 5 1/4" puede tener ya sea 640 MB
ó 1,2 GB. Discos de 12" usados en redes pueden guardar
más de 6 GB.

Por su capa orgánica los CD-R no deben ser
expuestos a excesivo calor (por ejemplo dentro de un
automóvil o sol directo) o humedad, pues pueden reducir su
vida útil, o ser inutilizables por filtraciones de
cyanina. También se debe cuidar de no escribir con
bolígrafo su etiqueta, dado que la presión
ejercida puede dañarlos. Una unidad CD-R puede leer un
CD-ROM, y viceversa.

Cómo se Direcciona y Localiza un Sector
de la Espiral en un CD-ROM o en un CD-R

Tanto en el CD-ROM grabado en serie por inyección
de material, como en el CD-R grabado en una unidad de
grabación, la lectura de los archivos contenidos es casi
directa (random), sin tener que empezar a buscar desde el
comienzo de la espiral, merced a que los sectores grabados en
ésta son localizables por su dirección.

Cada sector de un CD-ROM o de un CD-R (figura 2.34) se
identifica por una dirección formada por tres
números (figura 2.45). Volviendo al CD antes ejemplificado
de 60 minutos y 270.000 sectores, los dos números primeros
de una dirección son los minutos y segundos horarios
(mm:ss); cada uno puede variar entre 00 y 59 (para indicar 60
números distintos). A partir del comienzo de la espiral
minutos y segundos van progresando en forma absoluta desde 00:00
hasta 59:59 como indicadores de direcciones de los sucesivos
sectores de la misma, y sirven de primer referencia para
localizarlos.

Pero para individualizar cada sector hace falta un
tercer número, dado que, por ejemplo, si en un CD x1 lee
75 sectores por segundo, suponiendo que un sector se lea luego de
transcurridos 23 min. 40 seg. del comienzo (00:00) de la espiral,
los 74 sectores siguientes en su dirección
contendrán los números 23:40, puesto que la menor
medida de tiempo en este sistema es el segundo. A fin de
individualizar cada uno de los 75 sectores con dirección
23:40 se agrega otro número designado número de
sector, que va de 0 a 74. Entonces, ese primer sector que
está justo en 23:40 tendrá por dirección
23:40 0; el siguiente 23:40 1; y así hasta el 23:40 74,
luego del cual seguirá el de dirección 23:41 0,
etc. En esencia, es como dividir el segundo en 75 fracciones,
puesto que en un CD x1 cada sector se lee en 1/75 de
segundo.

Minutos y segundos pueden combinarse para formar 60 x 60
= 3.600 combinaciones de números distintos. Cada una de
ellas puede asociarse a un número de sector, que va entre
0 y 74 (o sea se pueden indicar 75 números distintos). Por
lo tanto, en total pueden formarse 3.600 x 75 = 270.000
combinaciones (direcciones) distintas, una para cada
sector.

Conforme a lo anterior, las direcciones irán
progresando como sigue:

00:00 0 00:00 1 00:00 2 … 00:00 73 00:00 74; y para el
siguiente segundo:

00:01 0 00:01 1 00:01 2 … 00:01 73 00:01 74; y para el
siguiente segundo:

00:02 0 00:00 1 00:02 2 … 00:02 73 00:02 74; y para el
siguiente segundo:

00:59 0 00:59 1 00:59 2 … 00:59 73 00:59 74; y para el
siguiente segundo:

01:00 0 01:00 1 00:00 2 … 01:00 73 01:00 74; y para el
siguiente segundo:

01:01 0 01:01 1 00:01 2 … 01:01 73 01:01 74; y para el
siguiente segundo:

01:02 0 01:02 1 00:02 2 … 01:02 73 01:02 74; y para el
siguiente segundo:

Los últimos 75 sectores, del total de 270.000 de
la espiral de 60 min. de duración deben tener por
dirección:

59:59 0 59:59 1 59:59 2 … 59:59 73 59:59 74

De esta forma, el sector 155 contado desde el comienzo
de la espiral, tendrá por dirección 0:2 4
Suponiendo que se conoce la dirección del sector al que se
ordena acceder (lo cual implica haber consultado un archivo de
subdirectorio, según se verá), el microprocesador
de la unidad lectora dará la orden de traslado
rápido del cabezal (según la recta en que se
desplaza) a la porción de la espiral donde se encuentra
dicho sector, en función de
los minutos y segundos de su dirección. Luego, el haz
láser del cabezal (enfocado en la capa metálica)
traspasará la capa transparente protectora, y leerá
direcciones de sectores de dicha porción, para que se
puedan hacer ajustes finos del posicionamiento
del cabezal (y de la velocidad de rotación), hasta
encontrar el sector al que se quiere acceder.

El tiempo medio de acceso a un sector de la espiral
depende que el CD sea x1, x2, x4, etc. Así
tenemos:

CD x 1 (velocidad simple), lee 75 sectores/seg, (como
los CD-DA) y transfieren 150 KB/seg.

CD x 2 (velocidad doble): tiempo de acceso 400 mseg; lee
150 sectores / seg y transfiere 300 KB / seg.

CD x 4 (cuádruple velocidad): tiempo de acceso
240 mseg; lee 300 sectores/seg y transfiere 600
KB/seg.

CD x 6 (séxtuple velocidad): tiempo de acceso 170
mseg, y transfiere 900 KB/seg.

CD x 8 (óctuple velocidad'): tiempo de acceso 160
mseg, que transfiere 1,2 MB/seg.

Como en los discos rígidos, las mayores
velocidades de giro de los CD x2, x4, etc. implican mayores
velocidades de transferencia, dado que el haz láser lee
más bit/seg., lo cual se traduce en que pasarán
más rápido a la electrónica de la lectora de
CD, y por ende a memoria
principal. En multimedia muchas aplicaciones pueden tener serios
problemas de
continuidad de sonido e imagen si usan CD x1 ó
x2.

La performance de un reproductor de CD-ROM
también depende del tamaño del buffer de su
interfaz (típicamente de 256 KB), y de la calidad de su
electrónica.

Como aparece en las figuras 2.39 y 2.41, el
número de ceros entre dos unos, por limitaciones técnicas,
no puede ser mayor que once, ni menor que tres. Nos encontramos
con una convención y problemática semejantes a las
existentes con la codificación RLL de los discos
rígidos (figura 2.26). Para los CD (de audio o de datos)
se usa la codificación EFM ("Eight to Fourteen
Modulation"). En ésta, grupos de 8 bits
a grabar se convierten a 14 bits, según la tabla de la
izquierda.

De esta forma, 16 ceros seguidos se codifican mediante
28 bits en EFM, entre los cuales existirán 6 unos. Para
poder separar dos bytes consecutivos, de forma que codificados en
EFM no puedan existir menos de dos ceros entre dos unos, se
agregan 3 "merge bits", pasándose así de 14 a 17
bits por cada grupo de
8.

En esencia, la codificación EFM es un caso
particular de la llamada "modulación" PCM (Pulse Code Modulation)
usada para codificar información digital.

Cómo son en Detalle los Sectores de un CD y el
Código CIRC

El hecho de que un CD de audio digital (CD-DA o CD
player) pueda ser escuchado en la lectora de CDROM de una PC
implica que la información está estructurado de
manera semejante en ambos. En lo que sigue, se describirá
la trama interna de un CD-DA, para luego mostrar su diferencia
con el CD-ROM.

Los formatos de los sectores de los distintos tipos de
CD tienen un origen común en el CD-DA. En éste un
sector comprende 98 sub-bloques ("frames") iguales (figuras 2.45
y 2.46) codificados en EFM.

Cada "frame" (figura 2.46) comienza con 27 bits para
sincronismo, y luego siguen 17 bits en EFM (1 byte real, con bits
PQRSTUVW) para control.
Después siguen 476 bits en EFM (28 bytes reales)
compuestos por 24 bytes de datos mezclados con 4 bytes
adicionales para el código detector-corrector de errores
designado CIRC (Cross Interleaved Reed-SalomoW Code). Luego
siguen otros 68 bits EFM (4 bytes) de CIRC.

Los bytes de CIRC sirven para asegurar que sólo
puede haber un bit errado no corregido por cada 108
bits = 100 millones de bits (1/108 = 10-8)
en un CD-DA, lo cual no es perceptible escuchando música, pues cada
segundo se leen 75 sectores. Si un sector está malo el
oído no lo
nota, dado que el reproductor de CD esta programado para repetir
en este caso el sector anterior.

En total, un "frame" (cuadro/trama) consta de: 27 + 17 +
476 + 68 = 588 bits (en codificación EFM). De acuerdo con
lo anterior, un sector -por contener 98 "frames" con 24 bytes
reales para datos cada uno- puede almacenar en total: 24 x 98 =
2352 bytes de datos.

Dado que la capacidad máxima de un CD-DA puede
ser 680 MB, ello implica que consta de: 680 x 1.048.576
bytes/2352 bytes = 300.000 sectores (1 MB = 1.048.576
bytes).

Conforme a lo descripto, la espiral de un CD esta
compuesta por una sucesión continúa de "frames",
siendo que cada 98 "frames" consecutivos forman un sector
(bloque). No existe separación alguna entre un sector y el
siguiente. Se utiliza la zona de datos del primer "frame" de cada
sector para guardar información que identifica dicho
sector. (mm:ss y número de sector).

Otra forma de representar un sector sin detallar
"frames" (figura 2.47) concentra en un solo campo los 2352 bytes
de datos del mismo antes calculados, que en realidad están
repartidos en sus 98 "frames" (figura 2.46). También los 4
bytes de CRC, que aparecen una vez junto con los datos y otra vez
solos en cada uno de los 98 "frames", se concentran en dos campos
contiguos, cada uno agrupando un total de 4 x 98 = 392 bytes Los
8 bits PQRSTUVW del byte de control de cada
"frame" (figura 2.46), llamado "subcódigo", en un sector
totalizarán: 1 x 98 = 98 bytes de control (figura 2.47).
Los bits de sincronismo de cada "frame" no aparecen. De los 2352
bytes se usan 16 para sincronismo e identificación del
sector, quedando 2336 bytes para datos.

Todos los bits P de los 98 "frames" de un sector,
constituyen el "subcanal P" del mismo (que se conoce totalmente
cuando se termina de leer dicho sector), el cual indica si el
sector contiene música o datos para computación. Los datos de un subcanal P a
lo largo de un CD (compuesto por los bits P de todos los
sectores) pueden Regar a 4 MB. Del mismo modo, los 98 bits
designados Q conforman el "subcanal Q".

En los subcanales o subcódigos P y Q, que entre
otras cosas indican si la grabación es de 2 ó 4
canales, el tipo de pre-énfasis empleado en la
grabación musical, si se trata de sectores en blanco entre
temas musicales, el número de tema grabado, y la
codificación que sirve para visualizar en el reproductor
tiempos en mm:ss.

Con los 6 bits R a W de los 98 sub-bloques se forma un
subcanal auxiliar menos utilizado, con información para
sincronización, identificación y otros
fines.

Usando los subcanales es factible almacenar,
además de la música, imágenes fijas (unas
700) o móviles.

Cada sector consta de 588 x 98 = 57.624 bits.
Multiplicando este valor por los
300.000 sectores de un CD, resulta un total cercano a los 20 mil
millones de bits, de los cuales sólo 680 MB son para datos
del usuario Este tipo de CD puede guardar 650 MB en un disco de
74 minutos, y 553 MB en discos de 60 minutos.

Hasta acá el CD-DA. Los CD-ROM y los CD-R
presentan la misma Estructura de
98 "frames" por sector.

Pero el error de un bit cada 108, admisible
en un CD-DA, no puede ocurrir en un CD-ROM usado en computación, en especial si contiene
archivos de programas. En un CD-ROM conservar la integridad de
los datos guardados es más crítica que en un disco
rígido, dado que si en este último se tiene
sectores malos, esto puede subsanarse copiándolos en otros
sectores, lo cual no es factible de realizar con los datos de un
CD-ROM.

Por ello, en el formato "modo 1" (figura 2.48) de un
CD-ROM, que es el más universal, además del
código CIRC existente en cada "frame" (igual al visto en
un CD-DA), se usan 288 bytes de los 2352 bytes para datos, a fin
de realizar una corrección adicional sobre todo el sector.
Esta se lleva a cabo luego que se hicieron las correcciones CIRC
en cada "frame" del sector, mediante sus dos CIRC, como se
describió en el pie de página anterior. Estos 288
bytes constan de 4 bytes de código detector errores (EDC),
más 8 bytes cm ceros, más 276 bytes de
código corrector. De este modo, sólo es factible un
bit errado por cada 10.000.000.000.000 de bits (1/1013
= 10-13), o más. Un lector de CD-DA no puede
interpretar estos 288 bytes (escritos con los datos), por lo que
no puede leer un CD-ROM. A diferencia, un lector de CD-ROM puede
leer un CD-DA.

En un CD-ROM, en un CD-R, como en un CD-DA, de los 2352
bytes de datos del sector, deben destinarse al comienzo (figura
2.45 y 2.48), en la zona de datos del primer frame, 12 bytes para
sincronismo del sector (que existen además de los bits de
sincronismo de cada "frame" del mismo), y 4 bytes para el
encabezamiento ("header"). Este contiene en 3 bytes los valores de
minutos (mm), segundos (ss), y números (de 0 a 74)
descriptos, que identifican cada sector. El cuarto byte indica el
"modo".

Por lo tanto, cada sector de un CD-ROM "modo 1" guarda
en neto: 2352 – 12 – 4 – 288 = 2048 bytes reales (2 K) de
datos.

Puesto que un sector de un CD-DA o CD-ROM, o CD-R
presenta 98 "frames" de 24 bytes de datos, y se leen 75
sectores/seg (CD-ROM x1), para esta velocidad de lectura
corresponde una velocidad de transferencia de (98 x 24)
Bytes/sector x 75 sectores/seg = 176.400 Bytes/seg. (que se
duplica, triplica, etc., para 2x, 3x … ).

De uso menos frecuente en computación es el
formato "modo 2" (figura 2.47) de 2336 bytes para datos por
sector, para aprovechar casi 15% más el espacio que en el
modo 1, dado que, (como en los CD-DA) no se emplean 288 bytes
adicionales para una ulterior corrección. Este formato es
eficaz en aplicaciones donde el error de 1 bit en 108
citado no es crítico, como ser en el ahnacenanúento
de imágenes.

También existe el formato CD-ROM X-A (de extended
Architecture), para multimedia, que agrega un campo de 8 bytes
("sub-header") al formato de la figura 2.47, quedando libres 2324
bytes para datos. Permite reunir secuencias de video
sincronizadas con texto y sonido
comprimidos.

Los reproductores de CD actuales pueden leer CD-ROM,
CD-R (de varias sesiones), CD-ROM X-A, Photo CD, Video-CD, CD-I,
CD-plus, y CD-DA.

Qué es el Formato Lógico
HSG/ISO 9660 para
Organización Interna de un CD-ROM usado en
Sistemas
Operativos para Almacenar Archivos

Las siglas HSG hacen mención al High Sierra
Group, grupo de
fabricantes de hard y soft que se reunió en el High Sierra
Hotel de Nevada en 1985, para establecer normas de
compatibilidad entre CDs. Estas con muy pocas variantes
constituyera luego el estándar ISO 9660. De
ahí la denominación HSG/ISO 9660. Este
estándar sirve para acceder a archivos en un CD-ROM, a
través del DOS u otro sistema operativo
de uso en una PC. Según el mismo, un sistema operativo
-para almacenar la información o leerla- "ve" un CD-ROM
conformado por una sucesión de sectores lógicos
(figura 2.49) de 2048 bytes (2KB) como en una cinta
magnética, constituidos a su vez por 4 bloques
lógicos de 512 bytes.

Un archivo se guarda en una secuencia
continua de bloques lógicos.

Tanto los sectores lógicos como los bloques
lógicos se numeran 0,1,2… Estos números
identificatorios se denominan Logical Sector Numbers (LSN), y
Logical Blocks Numbers (LBN), respectivamente.

Resulta, pues, que el tamaño de un sector
lógico (2 KB) coincide cm el de un sector antes definido
(figura 2.48), también llamado sector físico,
siendo que en un sector físico entran 4 bloques
lógicos de 512 bytes.

El sector lógico 0 (SLN 0) se encuentra luego que
pasaron 150 sectores físicos, en el sector físico
de dirección 00:02 0, o sea en el sector que está a
2 seg. del comienzo del CD (figura 2.50), suponiendo que pasan 75
sectores por segundo por el punto de incidencia del rayo
láser enfocado en la espiral.

Mediante un simple cálculo,
con el SLN se puede hallar la dirección del sector
físico que le corresponde.

Según se vio, en un disquete o en un disco
rígido un archivo puede estar fraccionado: parte en
sectores consecutivos de un cilindro, y parte en sectores
consecutivos de otro(s) cilindro(s). Ello depende del espacio
existente cuando fue creado, de su extensión, y del hecho
de que si el archivo fue ampliado en distintas oportunidades, en
el lapso transcurrido entre éstas fueron creados o
borrados otros archivos.

En un CD la espiral una vez grabada no puede borrarse
(sea del tipo CD-ROM grabado por inyección en un molde
patrón, o un CD-R). Cada archivo guardado en el CD consta
de varios sectores consecutivos de la espiral, sin posibilidad de
fragmentación, ni de cambios (gran estabilidad). Resulta
así sencillo ubicar en un CD todos los bloques
lógicos que constituyen un archivo, pues basta indicar la
ubicación del primero de ellos y el número total de
tales bloques.

Por lo tanto, un CD no requiere de una tabla tipo FAT,
necesaria para seguir la continuidad de un archivo que se
encuentra fraccionado en distintos cilindros de un disco o
disquete.

La denominada "Path table" ("tabla de alternativas") de
un CD, contiene -por orden alfabético- los nombres de
todos los directorios y subdirectorios, junto con el
número de sector lógico (SLN) donde cada uno de
ellos empieza, con lo cual puede determinarse en qué
sector físico están. Puede haber varias tablas. Si
una copia de esta tabla pasa a memoria
principal, en ella se selecciona el subdirectorio buscado, y
luego es factible perder tiempo únicamente para acceder a
un solo sector del CD, donde dicho subdirectorio se encuentra, a
fin de localizar por su nombre un archivo que forma parte del
mismo. Para traer a memoria la "Path Table", el sistema operativo
debe averiguar en qué sector del CD ella está. A
tal fin primero debe llevar a memoria el Descriptor de
Volúmen estándar (VD), que siempre debe existir en
el SLN 0. Este sector y hasta el SLN 15 están reservados
para el área del sistema (figura 2.50); o sea que
ésta consta de 32 KB (16 sectores de 2KB). Luego, se
extiende el área de datos hasta el fin del CD. Este VD
también permite localizar el SLN del área de datos
donde se encuentra el "directorio raíz" del CD, a partir
del cual comienza la estructura
jerárquica de subdirectorios y archivos contenidos en el
CD, como en los discos y disquetes.

Conforme al estándar HSG, pueden existir en el
área del sistema un "boot sector", y hasta 5 descriptores
de volumen
distintos, que informan sobre distintos atributos del CD, siendo
obligatoria la existencia del VD estándar. Esta
información debe estar en sectores consecutivos, a partir
del SLN 0, al final de los cuales un sector lógico debe
indicar el fin de la secuencia de sectores ocupados en el
área del sistema.

Los descriptores de volumen
posibilitan la creación de varios directorios en un CD (o
para un grupo de CD)

Las Técnicas
Magneto-Ópticas (MO) y de Cambio de Fase usadas en Discos
Ópticos Borrables

Los discos borrables magneto-ópticos (M0)
presentan (figura 2.5 1) una fina capa de material magnetizable y
reflectante, protegida entre dos capas de material
plástico transparente. La capa magnetizaba guarda la
información en pistas concéntricas, que se graban y
leen a velocidad angular constante (CAV: constant angular
velocity) como ocurre en los discos magnéticos.
También como en éstos, mientras el disco gira, el
cabezal primero se posiciona en la pista a la que se quiere
acceder, quedando inmóvil sobre ella (al igual que el
cabezal de los discos magnéticos), y luego busca al sector
(de 512 ó 1024 bytes) direccionado.

En la escritura (figuras 2.52 y 2.53) un cabezal con un
haz láser auxilia con calor puntual la grabación
N-S o S-N que llevará a cabo un campo magnético.
Dicho haz, en la lectura de un sector, al ser reflejado por la
capa magnetizada servirá para detectar si el punto donde
incidió tiene polarización magnética
correspondiente a un uno o cero.

El tiempo de acceso puede ser hoy de 30 mseg. para
discos MO de 3 1/2", y velocidades de 3000 r.p.m.

Los discos MO se alojan en los denominados "cartuchos"
("cartridges"), semejantes a los que protegen disquetes
magnéticos. Pueden grabarse y leerse en ambas caras, pero
en el presente de a una por vez, debiéndose extraer el
disco para darlo vuelta y reinsertarlo. Existen discos MO de 5
1/4", con 325 ó 650 MB por cara; y de 3 1/2" con 128 MB
por cara.

Dado que no existen aún normas acordadas
mundialmente, puede ocurrir que un disco MO de un fabricante no
funcione en una unidad para tales discos de otra marca.

Como se detallará, en la grabación de unos
y ceros de un sector, debe generarse un campo magnético de
polaridad adecuada mediante un electroimán, como en los
discos magnéticos.

Pero para que tal grabación sea posible, debe
acompañar al campo magnético un haz láser
puntual de cierta potencia, perpendicular a la pista, que
caliente los puntos de ésta (dominios mgnéticos)
que son magnetizados como ceros o unos. Esto permite una mayor
densidad de grabación, especial en el número de
pistas por pulgada (t.p.i).

En la lectura de una pista, no interviene el
electroimán citado. Este sensado se hace con un haz
láser de baja potencia, cuya reflexión permite
diferenciar campos magnéticos, ya sean de unos o ceros
grabados.

Otra diferencia de los MO respecto de los
magnéticos, radica en que la superficie de material
magnetizable y reflectiva (actualmente de Cobalto-Platino) que
contiene la información grabada, está protegida por
una capa de plástico translúcida.

Para regrabar (o grabar en un disco virgen)
información en un sector, una forma de hacerlo es
realizando dos pasos (previamente el cabezal debe acceder al
sector a grabar):

1. Un denominado
borrado, que en definitiva es una escritura de todos ceros en la
porción de la capa magnetizable a grabar. Consiste (figura
2.52) en calentar con el láser' los puntos
microscópicos magnetizados que guardan tanto los unos como
los ceros existentes en la porción a grabar (lo mismo si
se graba por primera vez), al mismo tiempo que se aplica un campo
magnético con el electroimán que actúa desde
la cara superior del disco. El láser puntual calienta (a
unos 150 ºC durante menos de una millonésima de
segundo) cada punto a fin de desmagnetizarlo, para que luego
quede polarizado magnéticamente S-N como un cero, merced a
la acción del campo magnético del
electroimán citado. Aunque dicho campo actúe sobre
otros puntos vecinos, sólo puede ser cambiada la polaridad
magnética del punto que es calentado por el
láser.

Se trata, pues, de una escritura termomagnética "asistida" por
láser que la figura 2.52 esquematiza.

La bobina del electroimán sobre el disco genera
el campo rnagnetizador externo -usado sólo para grabar-
que es vertical a la pista accedida.

El calor es disipado por la capa grabada
hacia todo el CD.

2. Escritura de
unos, para lo cual el disco debe hacer casi una revolución
para volver al inicio de la zona del sector a grabar. En este
paso (figura 2.53) el electroimán invierte la polaridad
del campo magnético que genera, y el haz puntual es
activado por el microprocesador, sólo para calentar puntos
que deben ser cambiados a unos (magnetizados como ceros en el
paso anterior) conforme a la información que debe ser
realmente escrita. Esto se hace igual que en el paso 1. Lo
único que cambia es la dirección de la corriente en
el electroimán. En dichos puntos la dirección de
magnetización se invierte en la dirección del campo
magnético externo. La energía calorífico
absorbida es disipada merced a la conducción
técnica del sustrato del disco.

Tanto en la escritura de unos o ceros la
polarización resultante N-S o S-N es perpendicular a la
superficie, como en los discos rígidos actuales (figura
2.23), a fin de lograr una mayor densidad de
grabación.

En una lectura (figura 2.51), el cabezal se posiciona en
la pista a leer, y genera un haz de luz láser, de baja
potencia siempre activado, el cual polarizado' es enfocado en esa
pista de la superficie metálica, antes magnetizada
según los dos pasos citados. El haz láser al ser
reflejado en dicha superficie permite detectar indirectamente la
polaridad magnética (N-S ó S-N) de cada uno de los
puntos de la pista, o sea si representa un uno o un cero. Esto se
debe a que el plano de polarización del haz reflejado rota
un pequeño ángulo en sentido horario o antihorario
según la polaridad del campo magnético existente en
cada punto donde el haz incidió. Tal diferencia de
rotación del haz reflejado (figura 2.54) se manifiesta en
un cambio en la intensidad de luz que detecta un diodo sensor,
ubicado en el cabezal, que convierte este cambio en una
señal eléctrica.

En el presente existen discos MO de escritura en una
sola pasada (DOW: Direct Overwriter o LIMDOW: Light Intensity
Modulation Direct Overwriter), o sea de sobreescritura directa
Una técnica consiste en agregar una capa MO adicional,
paralela a la que actúa como memoria propiamente dicha,
para que puntos de ésta puedan ser puestos a cero por la
capa adicional.

Qué son los CD-RW o
CD-E

CD-RW son las siglas de CD ReWritable, o sea CD
re-escribible (como los MO), asociado a la tecnología de
regrabación por cambio de fase. También se
denominan CD-E (CD-Erasable) o sea CD borrable. Esta
tecnología se basa en la propiedad que
posee una capa de material como el teluro (mezclado con germanio
o antimonio), de cambiar del estado amorfo (0) al cristalino (1)
si se alcanza la "temperatura
transición" (100 ºC ó más); y de volver
de cristalino a amorfo, si se alcanza la "temperatura de fusión" y
se deja enfriar.

Para escribir un uno en un punto de una pista del disco,
un láser con baja potencia lo calienta rápidamente
hasta la temperatura de transición. Si el estado
físico del punto era amorfo, pasa a cristalino; y si ya
está en este estado, quedará igual. Un cero se
escribe calentando el punto hasta la temperatura de fusión,
usando el láser con alta potencia. Al enfriarse pasa al
estado amorfo, y si estaba en ese estado volverá al
mismo.

La lectura de las pistas así grabadas se realiza
con el mismo cabezal, recorriéndoles con el láser
de Potencia diez veces menor. La luz láser reflejada al
ser sensada permite detectar, por diferencias de reflectividad,
los cambios de un estado físico al otro, a lo largo de la
pista. Un punto en estado cristalino refleja el 70% de la luz
incidente, y en estado amorfo el 18%.

Obsérvese que esta tecnología es puramente
óptica, sin magnetismo, requiriéndose tina sola
pasada para escribir, a diferencia de la MO, que necesita borrar
(escribir todos ceros) y luego escribir los unos. Para escribir o
leer este tipo de discos se requiere grabadoras y lectoras
apropiadas para su tecnología. Se estimaba hace poco un
CD-E puede regrabarse unas 100.000 veces (contra 10 millones de
un MO). Realizando 50 reescrituras diarias, duraría 5
años (de 365 días). Ha habido avances al respecto.
Las unidades CD-RW pueden también leer los CD-ROM y CD-R,
siendo además que estos CD (y los MO) cumplen con el
formato UDF (Universal Disc Format) normalizado por la
Asociación OSTA, que facilita a los sistemas
operativos el acceso a discos.

Uno de los problemas del CD-ROM es que la
impresión de discos de aluminio con cubierta
plástica no es muy precisa, por lo cual la
información digital contiene, por lo general, muchos
errores. Existen dos formas para corregir estos
errores:

La cabeza lectora de la unidad contiene un espejo de
precisión manejado por un mecanismo que se utiliza para
encontrar errores en la superficie del disco.

Los datos se graban utilizando un algoritmo denominado
‘código de corrección de errores de Reed
Solomon’. Este es similar al algoritmo de Hamming, pero al
utilizar más bits de paridad, puede corregir mayor
cantidad de errores.

Un tipo de CD-ROM de 60 min de duración
(también son comunes los de 74 min) presenta la espiral
constituida por 270000 marcos conteniendo cada uno 2048 bytes (2
K) para datos. En total se pueden almacenar: 527 Mb. La espiral
presenta unas 16000 vueltas por pulgada radial (t.p.i). Se debe
tener en cuenta que en el espesor de un cabello entran 50
vueltas.

Antes de grabar el disco "maestro", un programa
fracciona cada archivo a grabar en marcos de 2048 bytes de datos,
y les agrega, conforme a los campos de un marco.

Para poder localizar un marco dentro del CD, este se
identifica por una dirección formada por 3 variables.
Teniendo en cuenta el CD de 60 minutos (antes explicado), las
primeras dos variables de la dirección son los minutos y
los segundos horarios (mm:ss), los cuales obviamente
varían desde 0 hasta el 59. El comienzo del espiral, o sea
el centro del CD, tiene la dirección 00:00, este va
progresando según va creciendo el espiral, hasta llegar a
la dirección 59:59. Pero estas direcciones no son
suficientes para localizar cada marco, de ahí viene la
utilidad de la
tercera variable. Esta variable, indica el número de
marco, teniendo en cuenta los minutos y segundos, y sus valores
pueden ser desde el 0 hasta el 74. O sea, que por cada segundo,
hay 75 marcos. De esta manera hay 60 valores posibles para los
minutos y los segundos, y 75 para cada marco, hay 270 000
direcciones posibles, por lo cual existe una dirección
para cada marco.

Teniendo en cuenta esto, podemos deducir, que por
ejemplo el marco 155, tendrá la dirección 0:2 4.
Esto se deduce ya que sí por c/seg existen 75 marcos, si
la dirección es 2 seg, esta pertenece al marco 150,
entonces para direccionar el marco 155, el marco es el numero
4.

Existen unidades lectoras de CD-ROM de tipo 2x, 4x,
6x,… velocidad simple de una unidad de CD de audio
estándar respectivamente.

Si bien los CD-ROM son los CD más usados para
almacenar programas y datos, las unidades lectoras de CD actuales
también permiten leer información digital de otros
tipos de CD basados en la misma tecnología, con vistas a
aplicaciones en multimedia, como ser:

CD-DA (Digital Audio): es el conocido CD que escuchamos
en un reproductor de CD para audio. Podemos escuchar la
música que contiene mientras trabajamos con una PC, o bien
mezclarla en usos multimedia.
CD-I son las iniciales de disco compacto interactivo. De
tecnología semejante al CD-ROM, puede combinar datos,
audio y video, conforme a un estándar multimedia propuesto
por Phillips y Sony en 1986. Este también define métodos
para codificar y decodificar datos comprimidos, y para
visualizarlos. Almacena 72 minutos de audio digital
estéreo ó 19 horas de conversación de
calidad en mono, ó 6000 a 1500 imágenes de video –
según la calidad deseada- que pueden buscarse
interactivamente y mezclarse. Para utilizarse el mismo, se
requiere de una plaqueta especial.

CD-ROM XA (de extended Architecture): es un
estándar para sonido e imagen propuesto por Phillips, Sony
y Microsoft,
extensión de las estructuras de
un CD-ROM, que especifica la grabación comprimida de
sonido en un CD-ROM por el sistema ADPCM, también empleado
en CD-I. Esto hace que un CD-ROM XA sea un puente entre el CD-ROM
y el CD-I.

DVI es un tipo de CD ROM que integra video, televisión, gráficos con animación, audio
multicanal y textos. Necesita plaquetas adicionales. Debido a una
técnica de compresión de datos, éstos ocupan
120 veces menos lugar, permitiendo ver una hora de video de 30
imágenes por segundo. A esta velocidad, dado que una
imagen de TV ocupa 600 KB, para ver un segundo se requieren 600
KB x 30 = 18 MB. De no existir compresión, los 600 MB de
un CD ROM sólo permiten unos 600/18 » 30 seg. de
visión. Los reproductores de CD actuales pueden leer
CD-ROM, CD-R (de varias sesiones), CD-ROM XA, Photo CD, Video-CD,
CD-I, CD-plus, y CD-DA.

Discos y unidades
PD

Los discos PD (Phase change/Dual) se basan en la
tecnología de cambio de fase tratada, pero las pistas
generadas son concéntricas, como en los discos
magnéticos (en los CD-WR se tiene una sola pista en
espiral) Las unidades PD también pueden leer discos con
espiral (CD-ROM, CD-R, CD-RW), de donde proviene la
denominación "dual". Por tal motivo aparecen con la
denominación PD/CD-ROM

DVD-ROM

 Los DVD-ROM (Digital Versatil Disk) de "simple
capa" tienen el mismo tamaño que un CD-ROM de 680 MB, y se
basan en la misma tecnología de grabación y lectura
que éstos, pero pueden almacenar 4,7 GB de datos (7 veces
más), video o audio. Típicamente pueden transferir
unos 1,3 MB/seg para computación (como un
CDx1O).

Esto se ha logrado:

• Disminuyendo a la mitad la longitud de los "pits" en
  relación a un CD-ROM
• Llevando al doble que un CD-ROM el número de
  vueltas por pulgada radial de la espiral (un CD-ROM presenta
  16000 vueltas por pulgada radial).
• Usando un haz láser de color azul, de menor
  longitud de onda que el rojo, a- fin de poder sensar "pits" de
  menor longitud.

El DVD estándar que se comercializará en
el mercado es fruto
del acuerdo entre Phillips – Sony y Toshiba. Este DVD puede
almacenar 2 hs de video de calidad, con títulos y sonido.
Asimismo, los 4,7 GB permiten guardar 135 minutos de films
(duración típica de una película de cine) en
reemplazo de una cinta de video. Esto es así, dado que con
compresión MPEG2 se requiere, para transferir imagen,
sonido y títulos, cerca de 0,5 MB/seg. Si efectuamos: 135
min x 60 seg/min x 0,5 MB/seg., resulta un valor cercano a 4,7
GB.

Los DVD-ROM de "doble capa" presentan (figura 3) una
capa semi-transparente reflectiva con oro (que puede guardar 3,8
GB), la cual se encuentra debajo de la capa reflectora (4,7 GB)
metalizada con plata. Sumando ambas capacidades resultan en total
8,5 GB.

Para leer la capa semi-transparente el haz láser
es enfocado en ella con baja potencia, mientras que la lectura de
la capa reflectiva se realiza enfocando en ésta el haz,
ahora con mayor potencia, para que atraviese la capa
semi-transparente al incidir, y cuando se refleja.

También se están fabricando DVD-ROM de
"simple capa" y "doble cara", para ser leídos en ambas
caras, con lo cual se logra 4,7 GB x 2 = 9,4 GB; y DVD-ROM de
"doble capa" y "doble cara", de 8,5 x 2 = 17 GB. Estos CD
están muy expuestos a las rayaduras, por ser más
finas las capas protectoras transparentes

DVD-RAM

Un DVD-RAM es análogo a un CD-RW re-escribible
antes descripto, pero tiene mayor capacidad, merced al empleo de un
láser de menor longitud de onda que los usados.

Debido a las limitaciones de fabricación masiva
de láseres azules de potencia de corta longitud de onda,
la capacidad de los DVD-RAM es de 2,6 GB
frente a los 4,7 GB de los DVD-ROM.

Potencialmente, los DVD-RAM pueden ser
competidores de las cintas magnéticas para "backups" si el
costo por byte
almacenado lo justifica.

Las tecnologías de grabación
(escritura) a desarrollar son:

• Por moldeado durante la fabricación, mediante
  un molde de níquel (CD-ROM y DVD ROM),
• Por la acción de un haz láser (CD-R y
  CD-RW, también llamado CD-E),
• Por la acción de un haz láser en
  conjunción con un campo magnético (discos
  magneto-ópticos – MO).

Son aplicaciones comunes de los discos ópticos:
las bases de datos en
CD ROM para bibliotecas de datos invariables (enciclopedias,
distribución de software, manuales de
software, demos, etc.), y para servidores de
archivos en una red local, así como
el uso de CD-R (grabables por el usuario) para backups, y las
bibliotecas de Imágenes.

Algunas características importantes de los discos
ópticos:

• Son medios
  removibles con capacidad para almacenar masivamente datos en
  pequeños espacios.
• Son portables (removibles de la unidad) y seguros en
  la conservación de datos.
• Tienen bajo costo por byte almacenado.
• Los CD-ROM se producen masivamente
• Los CD son más seguros en la
  conservación de datos que los discos magnéticos
  debido a que la capa que los almacena es inmune los campos
  magnéticos caseros, y están protegidos de la
  corrosión ambiental, etc.

Jaz (Iomega) – 1 GB ó 2
GB

Las cifras de velocidad del Jaz son absolutamente
alucinantes, casi indistinguibles de las de un disco duro
moderno: poco más de 5 MB/s y menos de 15 ms. La
razón de esto es fácil de explicar: cada cartucho
Jaz es internamente, a casi todos los efectos, un disco duro al
que sólo le falta el elemento lector-grabador, que se
encuentra en la unidad.

 Por ello, atesora las ventajas de los discos duros:
gran capacidad a bajo precio y
velocidad, junto con sus inconvenientes: información
sensible a campos magnéticos, durabilidad limitada en el
tiempo, relativa fragilidad. De cualquier forma, y sin llegar a
la extrema resistencia de
los discos Zip, podemos calificar este soporte de duro y fiable,
aunque la información nunca estará tan a salvo como
si estuviera guardada en un soporte óptico o
magneto-óptico.

Aplicaciones

Almacenamiento masivo de datos que deben guardarse y
recuperarse con la mayor velocidad posible, lo cual lo hace ideal
para la edición de vídeo digital (casi una hora en
formato MPEG); en general, sirve para lo mismo que los discos duros,
pero con la ventaja de su portabilidad y fácil
almacenaje.

En cuanto a defectos y críticas, aparte de que
los datos no duren "para siempre", sólo tiene un
inconveniente: el precio. La
unidad lectora-grabadora de 1 GB vale una respetable cantidad de
dinero, unos
$650.000, y los discos unos $180.000 c/u.

Zip (Iomega)
– 100 MB

Las unidades Zip se caracterizan externamente por ser de
un color azul oscuro, al igual que los disquetes habituales (los
hay de todos los colores). Estos
discos son dispositivos magnéticos un poco mayores que los
clásicos disquetes de 3,5 pulgadas, aunque mucho
más robustos y fiables, con una capacidad sin
compresión de 100 MB una vez formateados.

 Su capacidad los hace inapropiados para hacer
copias de seguridad del
disco duro completo, aunque perfectos para archivar todos los
archivos referentes a un mismo tema o proyecto en un
único disco. Su velocidad de transferencia de datos no
resulta comparable a la de un disco duro actual, aunque son
decenas de veces más rápidos que una disquetera
tradicional (alrededor de 1 MB/s).

Existen en diversos formatos, tanto internos como
externos. Los internos pueden tener interfaz IDE, como la de un
disco duro o CD-ROM, o bien SCSI; ambas son bastante
rápidas, la SCSI un poco más, aunque su precio es
también superior.

Las versiones externas aparecen con interfaz SCSI (con
un rendimiento idéntico a la versión interna) o
bien conectable al puerto
paralelo, sin tener que prescindir de la impresora
conectada a éste. El modelo para
puerto
paralelo pone el acento en la portabilidad absoluta entre
ordenadores (Sólo se necesita que tengan el puerto Lpt1)
aunque su velocidad es la más reducida de las tres
versiones. Muy resistente, puede ser el acompañante ideal
de un portátil.

Ha tenido gran aceptación, siendo el
estándar en su segmento, pese a no poder prescindir de la
disquetera de 3,5" con la que no son en absoluto compatibles,
aunque sus ventajas puede que suplan este inconveniente. Muchas
de las primeras unidades Zip sufrían el denominado "mal
del click", que consistía en un defecto en la unidad
lectora-grabadora que, tras hacer unos ruiditos o "clicks",
destrozaba el disco introducido; afortunadamente, este defecto
está corregido en las unidades actuales. En todo caso, los
discos son bastante resistentes, pero evidentemente no llegan a
durar lo que un CD-ROM.

Impresoras

EL Proceso de
Impresión

La salida por monitor no
perdura indefinidamente, ni es portable. En cambio, una impresora
permite obtener en un soporte de papel una
"hardcopy": copia visualizable, perdurable y transportable de
información procesada por un computador, en
forma de texto o
gráficos.

Para realizar un proceso de impresión, las
impresoras
constan de tres subsistemas:

• Circuitos de preparación y control de
  impresión (por lo general un microprocesador
  dedicado).
• Transporte de papel.
• Mecanismo de impresión sobre el
  papel.

Los datos a imprimir pueden estar (ver monitores)
bajo la forma de:

1. Archivos de texto
3. Objetos definidos matemáticamente
4. Mapa de bits

En líneas generales, el proceso de una
impresión es como sigue. Ella es ordenada en un programa
en alto nivel (Pascal, Basic, C,
etc.) mediante una orden tipo "PRINT". Al ser traducido dicho
programa a código de máquina (por el compilador),
dicha orden se convierte (mediante una instrucción INT 17
en una PC) en un llamado a una subrutina del sistema operativo o
de la ROM BIOS.

I. Cuando se ejecuta
este programa en código de máquina, tiene lugar la
fase de preparación de la operación de salida que
implica una impresión. Suponiendo que se imprimirá
en modo texto, la subrutina llamada por INT 17 preparará
en ASCII la lista de
caracteres a imprimir, y los dejará en una zona de
memoria. Conforme a una de las formas de imprimir, mediante una
instrucción OUT escribirá el registro de
status de la interfaz de la impresora, de modo que un bit
específico del mismo tome el valor 1, para habilitar que
la interfaz pueda interrumpir toda vez que su port de datos
esté vacío.

II. Sigue la fase de
sincronismo: ahora, cada vez que se le puede enviar
información a imprimir al port de datos de la interfaz, se
activa la línea IRQ que sale de ella.

III. La señal
IRQ activada llama a una subrutina, (y luego IRQ se desactiva),
para que mediante sucesivos AIM pase de memoria al port de datos
citado una cierta cantidad de datos a imprimir según sea
la capacidad del buffer de la impresora, cumplimentándose
así la fase de transferencia.

 IV. La
electrónica de la impresora va pasando del port de datos a
su memoria buffer los datos que van llegando para ser impresos,
realizando la escritura en el papel, lo cual configura la fase de
escritura. Cuando termina de escribir el contenido del buffer, se
activa otra vez la línea IRQ, repitiéndose las
fases III y IV, hasta que se termina de imprimir toda la
información que estaba en la zona de memoria. Una vez
realizado esto, la subrutina llamada por IRQ inhibirá la
activación de esta línea.

La fase de sincronismo la UCP debe ejecutar
instrucciones para leer el port de status, a fin de sensar
mediante un bit del mismo, si la electrónica de la
impresora está lista para enviarle un nuevo byte. De
ser

así en la fase de transferencia por AIM llega un
byte de memoria al port de datos, encargándose la
electrónica de pasarlo al buffer y luego imprimirlo (fase
de escritura).

En este caso la línea IRQ se usa para a una
subrutina que avise por pantalla si hay algún
problema.

Las impresoras que
trataremos: de matriz de
agujas, de chorro de tinta, de tipo láser y de
transferencia térmica, forman texto o gráficos
mediante patrones de puntos de tinta, al igual que en la pantalla
de un monitor la
imagen se forma por puntos (píxeles).

En impresores de tecnologías anteriores como la
de "margarita" o la impresora de línea con martillos, los
caracteres se forman como en una máquina de escribir:
impactando un carácter
entero contra una cinta, la cual pasa su tinta al
papel.

Formas de Conectar una
Impresora a una PC

La forma más corriente y veloz es la
conexión paralelo, mediante el conocido conector tipo 'D'
de 25 patas. Este vincula eléctricamente el manojo de
cables que sale de la impresora, con las correspondientes
líneas que van a los circuitos del
port de datos, así como al port de estado, y a los ports
de comandos,
ubicados en la interfaz "port paralelo". Esta interfaz puede
estar en la plaqueta "multifunción", o en la
"motherboard".

Las patas que se describen a continuación,
conectan líneas con las siguientes
funciones:

"Datos": ocho líneas dedicadas a
enviar 8 bits de datos juntos, en paralelo. En correspondencia
existen otras tantas 8 líneas de "puesta a tierra".

"Strobe": por ella el sistema avisa que
terminó de enviar los datos a imprimir.

"Acknowledge": por ella la impresora
avisa que está lista para recibir más
datos.

"Busy":
por ella la impresora indica que está ocupada.

"Paper
Out": por ella pasa la indicación de
falta de papel.

"Error": por ella la impresora indica
cualquier tipo de falla que tenga.

"Selectin": indica impresora "en
línea", para ser controlada por el computadora.

"Select": indica que el sistema
está controlando la impresora (luz encendida en
ésta).

"Init":
para que una aplicación dé una indicación a
la impresora, antes de enviar datos.

La conexión paralela también se conoce
como "Centronics", por la empresa de
impresoras que la generó. La conexión serie, supone
un solo cable para enviar los datos a imprimir, bit a bit, desde
el port serie (COMM 1 en una PC) a la impresora, conforme el
protocolo
RS232-C.

Se usa para imprimir lentamente a distancia (hasta unos
15 mts. de la
computadora), debido a que la conexión en paralelo
sólo permite distancias de hasta 3 ó 4 mts. por la
interferencia eléctrica entre líneas.

Tipos de Impresoras que son las más Usadas
Actualmente

La impresión monocromática (de un color:
negro en general) o en color, pueden ser realizadas por distintos
tipos de impresoras, siendo de uso más corriente las
siguientes:

Monocromáticas:

• De matriz de
  agujas.
• De chorro de tinta.
• Láser y tecnologías
  semejantes.

Color:

• De chorro de tinta.
• Láser y tecnologías
  semejantes.
• De transferencia térmica.

Todas estas impresoras son gráficas, dado que con mayor o menor
calidad y velocidad pueden imprimir gráficos, y por lo
tanto también texto.

Cómo Opera una Impresora de Impacto
por Matriz de Agujas

La impresora de matriz de agujas (figura 2.74) recibe
este nombre por que su cabezal móvil de impresión
contiene una matriz de agujas móviles en conductos del
mismo (figura 2.75), dispuestas en una columna (de 9 agujas por
ejemplo) o más columnas.

 Es una impresora por impacto: si una aguja es
impulsada hacia afuera del cabezal por un mecanismo basado en un
electroimán (figura 2.75.b) impacta una cinta entintada, y
luego retrocede a su posición de reposo merced a un
resorte. La cinta -sobre la zona de papel a imprimir- al ser
impactada por una aguja transfiere un punto de su tinta al papel.
Así, una aguja de 0,2 mm de diámetro genera un
punto de 0,25 rnm de diámetro. Si bien las agujas en el
frente del cabezal están paralelas y muy próximas,
se van separando y curvando hacia la parte posterior del cabezal,
terminando en piezas plásticas como porciones de una
pizza, que forman un círculo. De esta forma el cabezal
puede alojar cada electroimán que impulsa cada
aguja.

Más en detalle cada aguja termina en una pieza
plástica de forma de sector circular, que tiene adosada un
imán cilíndrico. Este imán puede desplazarse
dentro de un arrollamiento de alambre que lo rodea, si se hace
circular por éste una corriente
eléctrica, la cual produce en sus extremos dos polos
magnéticos que atraen al imán. Entonces, el
desplazamiento del imán hará que la pieza
plástica citada pivote, impulsando la aguja hacia la
cinta, a la par que se contrae un resorte que rodea la aguja Al
cesar la circulación de corriente, el imán deja de
estar atrapado por el arrollamiento, por lo que el resorte
recupera su posición normal, y su estiramiento hace que la
aguja vuelva a su posición de reposo.

El funcionamiento de la impresora es manejado por un
microprocesador (que ejecuta un programa que está en ROM
de la impresora) que forma parte de la misma. También en
ROM están contenidas las matrices de
puntos que conforman cada carácter a imprimir, y en
distintos tipos (Roman, Sans Serif, etc).

Esta forma de almacenar cada letra mediante un mapa o
matriz de unos y ceros, que definen una matriz de puntos
(representados por los unos) prestablecidos se conoce como tipos
de letra fuentes "bit
map". Cada letra se caracteriza por una matriz particular, que es
única para cada estilo de letra y
tamaño.

Muchas impresoras presentan además una RAM para
definir matrices de
otras tipografías no incorporadas.

La operatoria en modo texto es la siguiente. Desde
memoria llegarán al port de la impresora, byte por byte,
caracteres codificados en ASCII para ser
impresos, y un código acerca del tipo y estilo de cada
carácter. Cada uno será transferido a través
del cable de conexionado. al buffer RAM de la impresora (de 8
KB), donde se almacenarán. Según la fuente y el
código
ASCII de cada carácter a imprimir, el microprocesador
de la impresora localiza en la ROM la matriz de puntos que le
corresponde.

Luego este procesador
-también ejecutando programas que están en ROM-
determina:

• Los caracteres (matrices de puntos) que
  entrarán en el renglón (línea) a
  imprimir,
• El movimiento óptimo del cabezal de
  impresión (a derecha o izquierda, en función de
  la posición donde este se halla en cada
  momento),
• Qué agujas se deben disparar en cada
  posición del cabezal, para imprimir la línea
  vertical de puntos que forma la matriz de un caracter en el
  papel.

Cuando se imprime una línea, el cabezal es
acelerado hasta alcanzar una cierta velocidad, y desplazado en
forma rectilíneo hacia derecha o izquierda, enfrentando al
papel para formar líneas de puntos verticales en
éste. Entre ambos se mueve lentamente la cinta
entintada.

Cada 0,2 mm (o menos, según la resolución,
en correspondencia con cada milisegundo, o menos) del recorrido
del cabezal se disparan sobre la cinta las agujas que
correspondan según la porción del carácter
que se está imprimiendo. En el espacio entre dos
caracteres no se dispara ninguna aguja.

De esta forma, el cabezal va imprimiendo columnas de
puntos, que van formando una línea de caracteres, o puntos
que forman parte de un dibujo o
letras (en modo gráfico). Luego de imprimir una
línea, el mecanismo de arrastre del papel hace que
éste se desplace verticalmente.

Las impresoras de matriz de agujas son especialmente
útiles para imprimir varias copias usando papel
carbónico y papel con perforaciones laterales para ser
arrastrado con seguridad,
pudiendo adquiriese con carro ancho. Estas posibilidades y su
bajo costo, las hace indispensables para ciertos usos
comerciales. Asimismo, el costo por página es muy bajo,
siendo de larga vida útil (entre 3 y 6
años).

El hecho de ser impresoras por impacto, las hace
ruidosas, inconveniente mejorado últimamente. Otra
desventaja que tienen es su baja velocidad: una página por
minuto (ppm) en modo texto y hasta 3 en borrador
("draft").

Una resolución típica puede ser 120×72 dpi
(dot per inch, o sea puntos por pulgada). Ella implica que en
sentido horizontal y vertical se tiene 120 y 70 puntos por
pulgada, respectivamente.

Los 120 dpi se deben a que el cabezal se dispara cada
1/120 de pulgada (unos 0,15 mm) en su movimiento horizontal.
También puede elegirse 60 dpi y 240 dpi. Con 240 dpi, dada
la velocidad de disparo requerida, una misma aguja (por su
inercia mecánica) podría no dispararse dos
veces sucesivas. En tal caso, primero se imprimen las columnas
pares que componen un renglón, y en una segunda pasada,
las impares, desfasando el cabezal 1/240 de pulgada.

Los 70 dpi de resolución vertical suponen que
entre dos agujas existe una separación de 1/70 de pulgada
(0,35 mm). Este valor puede mejorarse con técnicas
semejantes a las descriptas para la resolución horizontal
También la resolución depende del diámetro
de las agujas, para obtener puntos más
pequeños.

Los gráficos no salen muy bien y tardan mucho en
estas impresoras. Esto último se debe a que en modo
gráfico se le debe enviar al buffer de la impresora los
bytes que indican qué agujas deben dispararse en cada
posición del cabezal. En cambio cuando se imprime texto,
sólo debe enviarse a dicho buffer el código
ASCII de los caracteres a imprimir, siendo que en la ROM del
microprocesador dedicado (de la impresora) está tabulado
qué agujas se deben disparar para formar cada uno de esos
caracteres.

Cómo Operan las
Impresoras de Chorro de Tinta de un Color

Estas impresoras, (en inglés
"ink-jet") como las de matriz de agujas reciben en su memoria
buffer el texto a imprimir, procedente de memoria principal
-vía la interfaz paralelo- y para cada carácter a
imprimir el micro procesador de las
impresoras determina en su memoria ROM la
matriz de puntos a imprimir correspondiente a la misma. Difieren
de las de matriz de agujas en la forma en que imprime el cabezal,
siendo ambas bastante análogas en la mayoría de los
restantes aspectos funcionales (figura 2.77) Presentan un cabezal
(figura 2.78) con una matriz de orificios, que son las bocas de
un conjunto de pequeños "cañones" de tinta. La boca
de cada uno dispara una diminuta gota de tinta contra el papel,
cuando así lo ordena el microprocesador de la impresora, a
través de cables conductores de una cinta plana. Cada boca
es la salida de un microconducto formador de burbujas y gotas de
tinta al que llega tinta líquida. En lugar que una aguja
golpee una cinta para que transfiera al papel un punto de su
tinta, cada punto es producido por una pequeña gotita de
tinta al impactar contra el papel, disparada desde un
microconducto. Entonces, cada vez que el cabezal debe imprimir
puntos de tinta que forman parte de la matriz de puntos de una
letra, los microconductos correspondientes a dichos puntos
disparan una gotita de tinta.

 En un tipo de cabezal ("Bubble-jet") esto
último se consigue por el calor que generan resistencias
ubicadas al fondo de los microconductos (figura 2.79.a). Para tal
fin, el microprocesador ordena enviar un corto pulso
eléctrico a las resistencias
de los microconductos que deben disparar una gota. Esto hace
calentar brevemente a la temperatura de ebullición, la
tinta de cada uno de esos microconductos, con lo cual en el fondo
de ellos se genera una burbuja de vapor de tinta (figura 2.79.b).
Esta al crecer en volumen presiona la tinta contenida en el
conducto, y desaloja por la boca del mismo (en un milisegundo) un
volumen igual de tinta, que forma una gota (figura
2.79.c).

Por lo tanto, la presión de
la burbuja generada por calor produce un efecto
"cañón", para disparar una gota hacia el papel
(figura 2.79.d), que está cercano a los orificios del
cabezal. Cada gota al incrustarse sobre el papel forma un punto
de tinta, sin necesidad de cinta entintada. Al enfriarse luego
las resistencias calentadas, desaparecen las burbujas por ellas
generadas, produciéndose un efecto de succión de la
tinta existente en el depósito del cartucho, para reponer
la tinta gastada. Cuando se acaba la tinta del cartucho,
éste se descarta, pudiendo también
recargarse.

Un segundo tipo de impresora a chorro de tinta
("DeskJet"), en lugar de resistores usa cristales
piezo-eléctricos para que los microconductos del cabezal
disparen sobre el papel sus correspondientes gotas de tinta. No
se genera calor, sino que se aprovecha la deformación que
sufren ciertos cristales cuando se les aplica un voltaje. Cada
microconducto tiene adosado un cristal que al deformarse -por
aplicarse un voltaje ordenado por el microprocesador- produce un
efecto de bombeo sobre el microconducto, obligando que se dispare
una gota. Es un efecto similar al que ocurre cuando apretamos un
gotero.

Otro tipo de impresora usa cartuchos que a temperatura
ambiente
contienen tinta sólida. Esta por medio de resistores se
funde (cambio de fase) y pasa al microconducto. Luego, de la
forma vista, se produce una gota. Mientras la gota se dirige
hacia el papel se va solidificando de forma que al impactarlo no
es absorbida por el papel. Así no se produce un cierto
efecto "papel secante", como sucede con la tinta líquida,
que depende del tipo de papel usado.

Existen impresoras que disparan continuamente por todos
los microconductos gotas de tinta, a razón de unas 50.000
por segundo. Un subsistema desvía las gotas que no deben
impactar el papel cargándolas electrostáticamente,
las cuales por acción de un campo
eléctrico vuelven al depósito de tinta del
cabezal. Las impresoras de chorro de tinta forman puntos de menor
diámetro que las de matriz de agujas. En el presente
alcanzan a resoluciones de 600 dpi y más. Pueden imprimir
varias ppm en texto, y según la complejidad y grisados de
un dibujo, puede
tardar varios minutos por página. El cartucho dura unas
500 páginas, y el precio por página es algo mayor
que en una impresora láser.

Cómo Operan las
Impresoras de un Color de Página Completa
Electrostáticas, con Impresión Láser o
Semejante

La impresión electrostática se basa en la electricidad
estática para llevar a cabo el siguiente
proceso, que luego se trata más en detalle, sintetizado en
la figura 2.80 (que esquematiza una impresora láser
estándar con cartucho descartable):

• Primero, a medida que un tambor fotosensible gira,
  sobre su superficie se forma la imagen a imprimir como puntos
  electropositivos, merced a la acción de un haz de luz
  láser, u otra forma de luz puntual.
• Estos puntos electropositivos atraen
  partículas de tóner electronegativas, apareciendo
  así sobre la superficie de dicho tambor la imagen a
  imprimir conformada por puntos negros de tóner negativo
  adheridos.
• El papel a imprimir es cargado con carga positiva, y
  pasa junto al tambor a medida que éste gira. Así
  atrae los puntos con tóner electronegativo adheridos al
  tambor, pasando la imagen del tambor al papel. Después,
  el tóner adherido al papel debe ser fundido por calor,
  para que quede fijado al papel.

Este proceso se conoce como "impresión
láser", aunque también se emplean otros medios para
producir el mismo efecto que un haz de luz láser, usando
diodos luminosos
(LED) o con cristal líquido (LCS).

Mientras que las impresoras de matriz de agujas o de
chorro de tinta imprimen sobre el papel de a una línea por
vez, a medida que el cabezal recorre cada una, las impresoras
electrostáticas generan (típicamente luego de tres
vueltas del tambor) una página completa.

Las impresoras láser se basan en el sistema de
impresión de las fotocopiadoras homónimas. En
éstas, a partir de la imagen en papel a fotocopiar
iluminada por una potente lámpara, se forma una imagen
electrostática en la superficie
fotosensible (de selenio o material conductor
foto-orgánico) de un tambor. Ello se debe a que la
superficie del tambor convierte la imagen óptica -generada
por la luz reflejada por la imagen a copiar, que incide enfocada
sobre el tambor- en su equivalente electrostático, al cual
se adhiere el tóner, por estar constituido por
partículas de carga eléctrica contraria a la de
dicha imagen electrostática.

En una impresora láser no se tiene, como en una
fotocopiadora, una imagen original en papel, sino que ésta
existe como una matriz ordenada de unos y ceros a imprimir, en
la memoria de
la impresora. Si se imprime en blanco y negro, un uno hace que el
microprocesador que gobierna la impresora encienda el haz
láser que barre la superficie del tambor. Al incidir el
haz en un punto de dicha superficie, este pasa a ser un punto con
carga positiva, sobre el que se adherirán
partículas de tóner negativo. Los ceros no
encienden el haz, resultando puntos sobre los que no se
adherirá el tóner, que luego serán puntos
blancos en el papel.

Se describirá una impresora láser,
representativa de las actuales con cartucho descartable. Este
contiene elementos que se degradan por el uso, como el tambor
fotosensible, otros rodillos a describir, o que se gastan, como
el tóner. El proceso de impresión láser en
blanco y negro, sin grisados, básicamente es como se
indica a continuación (figura 2.80 con detalles en las
figuras indicadas):

I. El haz láser
crea una imagen electrostática invisible en la superficie
del tambor:

El haz láser generado -encendido o apagado por
el microprocesador de la impresora- está dirigido
siempre en una dirección fija, hacia un espejo giratorio
de dos caras planas. Mientras gira la cara sobre la que
está incidiendo el haz láser, va cambiando el
ángulo de incidencia del haz sobre la misma.

En correspondencia también varía
constantemente el ángulo con que dicho haz se refleja en
dirección a la superficie del tambor, donde siempre
está enfoca do merced a un sistema de lentes (no
dibujado).

De esta forma se consigue que el haz reflejado por
dicha cara, barra una línea horizontal (generatriz) de
esa superficie, de izquierda a derecha, pasando a través
de una abertura del cartucho descartable.

A medida que recorre esa línea del tambor, el
haz se enciende o apaga (hasta 600 veces en una pulgada si la
resolución es 600 dpi), en concordancia con los unos y
ceros de la memoria
de la impresora que codifican una línea de la imagen a
imprimir. En la superficie del tambor, los puntos de la
línea barrida por el haz láser que fueron tocados
por éste se convierten en pequeñas zonas con
cargas eléctricas positivas, dada la fotosensitividad de
la superficie. Los puntos no tocados mantendrán una
carga negativa que les fue proporcionada anteriormente, cuando
todos los puntos de esta línea de la superficie del
tambor tomaron contacto con un rodillo de goma conductora de
electricidad
negativa.

Luego que en sincronismo con el giro de la cara citada
del espejo, el haz láser reflejado barrió toda la
línea del tambor, el haz incidirá en la otra cara
del espejo giratorio, y el microprocesador hará girar un
pequeño ángulo al tambor, deteniéndose
brevemente éste mientras dura otro barrido. De la forma
descripta -encendiéndose para generar puntos positivos-
el haz láser barrerá otra línea horizontal
del tambor, separada 1/600 de pulgada de la que barrió
antes (si la resolución de la impresora es de 600
dpi).

Por lo tanto, con cada cambio de cara del espejo sobre
la que incide el haz, éste barre una línea
distinta de la imagen que de esta forma va dibujando, a la par
que el tambor detiene su giro mientras ello ocurre Así
de seguido se repite este proceso de barrido de líneas
(600 por pulgada), por medio del cual en cada línea de
la superficie del tambor resultan puntos electropositivos donde
impactó el láser, formando estas líneas
una porción de la imagen a imprimir (en esta etapa
electrostática, y por lo tanto invisible), según
el correspondiente patrón de unos y ceros guardado en la
memoria de la impresora. En la figura 2.81 aparecen esas cargas
puntuales positivas formando letras, rodeadas de cargas
negativas pre-existentes.

II. El tóner se
adhiere a la imagen electrostática creada en la superficie
del tambor, "revelándola":

Un rodillo denominado "revelador" (figura 2.82),
oficia de "puerta giratoria" de la cavidad que contiene el
tóner, para que éste pueda ser extraído de
la misma, transportado por la superficie de ese
rodillo.

La composición del tóner es una mezcla
de partículas negras de resina plástica y
partículas de hierro. El
rodillo "revelador" tiene un núcleo magnético.
Así mientras gira atrae hacia su superficie
partículas de hierro del
tóner de la cavidad, las cuales arrastran a las
partículas plásticas, que quedan electronegativas
al tocar la superficie de aluminio del rodillo, por estar ella
cargada negativamente. Con el giro del tambor, las sucesivas
líneas antes barridas por el haz láser se van
acercando al rodillo "revelador", con partículas
negativas de tóner libre en su superficie, y cercano a
la superficie del tambor. A medida que dichas líneas van
pasando frente a este rodillo, dichas partículas
negativas de tóner saltan hacia la superficie del
tambor, atraídas por los puntos positivos de ella,
formándose así sobre esta superficie
cilíndrica una imagen "revelada" (esto es, visible si se
observara el tambor) con las partículas de tóner
adheridas a la imagen electrostática, "latente", antes
formada con los puntos que tocó el haz láser. Las
cargas negativas de la superficie del tambor rechazan a las
partículas de tóner.

A esta altura del giro del tambor, el sistema de
arrastre del papel hace que éste pase por otro rodillo
de goma conductora con carga positiva quedando electropositiva
la cara del papel que no se escribe. Luego el papel pasa junto
a la porción de la superficie del tambor donde se
formó la imagen "revelada" citada, tomando contacto con
ella y acompañando su giro. Así el tambor le
transfiere al papel (electropositivo) la imagen latente que
formó, pasándole la mayor parte de las
partículas de tóner (negativas) que tiene
adheridas electrostáticamente a su superficie.
Después el papel debe tomar contacto con una varilla
metálica, para que las cargas positivas pasen a masa,
quedando neutra la superficie del papel que pasó por
dicha varilla.

III. Fijación por
calor del tóner al papel:

Posteriormente, el papel en su movimiento de arrastre es
sometido a presión y calor (unos 150º C), entre dos
rodillos, para fundir el tóner y así fijarlo, en su
camino hacia la bandeja de salida. El rodillo o elemento que
transfiere el calor al papel está recubierto por una capa
de teflón.

IV. Borrado de la
superficie del tambor de la imagen electrostática antes
generada:

La superficie del tambor que ya transfirió el
tóner pasa por debajo de un fleje paralelo
próximo a ella, que elimina las partículas de
tener que no fueron transferidas al papel; y luego -completando
la vuelta- dicha superficie pasa otra vez por el rodillo de
goma conductora de electricidad negativa citado en 1. Este
rodillo, en una acción de borrado electrostático,
elimina los puntos con carga positiva (generados antes por el
láser) que sirvieron para adherir el tóner,
quedando esa superficie homogéneamente negativa. De esta
forma rechaza cualquier partícula de tóner
(también negativo) que pudiera quedar adherida, y
prepara la superficie para llevar a cabo el proceso detallado
en el punto 1.

Otra tecnología de impresión no usa
láser, sino que éste es reemplazado por una fila
de diodos
emisores de luz (LEDs). A fin de lograr en cada línea
barrido una resolución como ser de 300 puntos por
pulgada (dpi) existe una línea de LEDs consecutivos
paralela al tambor, que apunta al mismo, a razón de 300
por pulgada Para cada línea generatriz del tambor que
quede frente a estos diodos, aquellos diodos que deben iluminar
puntos en dicha generatriz son encendidos por el
microprocesador. De este modo se produce el mismo efecto que
con un haz láser, siendo que los puntos que fueron
brevemente iluminados por los LEDs son convertidos -por ser la
superficie fotosensible- en puntos con carga positiva. Luego de
iluminar puntos luminosos en una generatriz de la superficie
del tambor, este girará a una nueva posición, y
el conjunto de LEDs iluminarán puntos de la nueva
generatriz que está frente a ellos, y así de
seguido.

 La tecnología de semiconductores
(diodos) con cristal líquido (LCS) es semejante a la
descripta con LEDs. Cada LCS presenta un cristal que puede ser
transparente u opaco según el valor de una señal
eléctrica que le llega al diodo. Esta señal es
ordenada por el microprocesador, dejando así cada cristal
pasar o no la luz proveniente de una lámpara
halógena que ilumina todos los cristales. La luz que dejan
pasar por sus cristales los diodos activados, incide en forma de
puntos en la generatriz del tambor que está frente a ellos
en ese momento.

Resta mencionar la tecnología de impresión
por emisión de electrones, también llamada
"deposición de iones", de gran velocidad de
impresión por insumir pocos pasos. En este tipo de
impresoras de página, las funciones del haz
láser son realizadas por haces de electrones generados en
un "cartucho de emisión de estado sólido", que
opera con altas tensiones y frecuencias. No se usa ningún
tipo de luz para formar la imagen electrostática. La
superficie del tambor es de material dieléctrico
(aislante), bajo del cual el cilindro es de aluminio anodizado.
El tóner (en este caso con carga positiva) se adhiere
sobre la superficie con dieléctrico del tambor, en los
puntos cargados negativamente.

Otra diferencia en relación con el proceso
láser descripto, es que en esta técnica el
tóner adherido al papel se fija a él mediante un
rodillo de gran presión, ahorrando energía
eléctrica para derretirlo. También requiere
menos mantenimiento
que la tecnología láser.

Una impresora láser con resolución de 300
dpi presenta puntos con tamaño de 0,08 mm. Para trabajos
frecuentes que mezclan textos y gráficos son convenientes
las impresoras con 600 dpi. Existen impresoras láser con
resolución entre 1.200 a 3.600 dpi, con tamaño de
puntos de 0,01 a 0,005 mm que generan imágenes casi
fotográficas, por lo que se denominan "formadoras de
imagen".

Para aplicaciones de gran volumen de impresión,
existen modelos que
imprimen más de 20.000 líneas por minuto (lpm),
superando a las veloces "impresoras de línea",
típicas de la tercer generación de computadoras,
amen de tener mejor calidad tipográfica.

Las impresoras láser para red, son compartidas por un
grupo de computadoras que forman una red local. Algunas
pueden imprimir hasta 32 páginas por minuto
(ppm).

Respecto a la velocidad de impresión, si para una
impresora láser se indica un cierto número de
páginas por minuto, se refiere más bien a la
velocidad máxima con que puede dar salida al papel La
primer página si es compleja puede tardar varios minutos
en imprimirse. La velocidad real debe medirse desde que se dio la
orden de impresión de una página, hasta que ella
aparece en la bandeja de salida. Depende del tamaño de la
superficie a imprimir, de la complejidad del gráfico, y del software
utilizado.

Cómo se Generan los Tonos de Grises en una
Impresión

Según se describió, una impresora de un
color sólo imprime puntos negros, sin ningún matiz,
siendo la tinta o el tóner de ese color. Las personas
pueden diferenciar unos 256 tonos de gris diferentes. Para
simularlos se aprovecha el hecho de que nuestra vista tiende a
combinar formaciones de puntos pequeños negros y blancos
(que no estén demasiado cercanos) percibiendo un color
gris resultante. Variando la relación de puntos negros
sobre el fondo blanco del papel, se simulan matices de grises
para nuestros ojos.

Esto es, la vista promedia el valor cromático de
puntos muy cercanos, cuando el tamaño el conjunto es del
orden del que puede distinguir la agudeza visual de un
observador.

Esta técnica se denomina "dithering". Una zona de
"superpuntos" grises para el ojo, regularmente espaciados, se
verá como un cierto tono de gris.

El hecho de perder resolución en gráficos
no es tan grave, pues dado que nuestros ojos discriminan
tonalidades, un gráfico con 16 tonos de gris y 75 dpi se
verá mejor que el mismo con 300 dpi pero sin grises. En
cambio la resolución importa para textos.

La cantidad de tonos de gris disponibles constituye la
"profundidad de imagen".

En las artes gráficas, la cantidad de puntos grises por
pulgada se designa cantidad de "líneas por pulgada" (lpp).
En el ejemplo anterior, dado que con dithering la vista ve puntos
grises, la resolución real de 75 dpi implicaría 75
lpp.

Cómo se
Forman los Colores en una
Impresión

Al tratar los monitores
color, se vio que cada pixel tenía un color resultante de
combinar los colores básicos de tres puntos luminosos de
fósforo: uno rojo, otro verde y el tercero azul. En la
impresión de colores sobre papel, y en general, el color
que vemos en los objetos iluminados, sin luz propia, se tiene
físicamente una situación distinta. En este caso,
sobre un objeto o superficie incide luz blanca (solar o
artificial, que es una mezcla de distintos colores, que podemos
ver cuando se forma un "arco iris"), y el color que vemos es la
luz que resulta luego de haber sido absorbido, restado, (por la
estructura química de la
superficie) el color complementario a dicho color. Por ejemplo,
un auto rojo tiene ese color, por que de todos los colores de la
luz blanca que incide sobre él, su pintura
absorbe el color complementario del rojo, que es el cian (color
celeste/esmeralda). Entonces, la luz reflejada que llega a
nuestros ojos carece de cian, y la vemos "roja".

Los pares de colores complementarios más usados
son: rojo-cian, azul-amarillo y verde-magenta. En las impresoras
y en las artes gráficas el color se genera de esta forma.
Se usan como colores básicos para formar cualquier otro
color el cian, el amarillo y el magenta (complementarios del
rojo, azul y verde). Estos mezclados puros deberían dar
negro, pero resulta un color café
(por no ser puros) por lo que se agrega un negro "K", para lograr
este color.

 Los cuatro colores (CYMK) se usan para absorber
colores complementarios a los que se desea visualizar.
Así, cuando mezclamos pintura
amarilla con cian (en la práctica usamos azul impuro) se
obtiene verde. Ello se debe a que la luz blanca que incide sobre
la mezcla se le sustrae la componente azul, complementaria del
mismo, y la componente roja, complementaria del cian. Por ser
absorbidos el azul y el rojo, sólo se refleja la
componente verde, color que vemos al mezclar amarillo y cian
(azul impuro).

Lo anterior ejemplifica la denominación mezclas
"sustractivas", para obtener colores. El triángulo de la
figura 2.85 sistematiza lo dicho para síntesis
sustractivas, siendo que mezclando colores de vértices
resulta el color indicado entre ellos. Así, cian y
amarillo dan verde, etc. Asimismo, el color de un vértice
es complementario con el del lado del triángulo opuesto al
mismo, como puede verificarse.

Conforme a lo anterior, una impresora color debe tener
cuatro tintas, identificables como CYMK.

Cuando tiene que generar un color que no sea alguno de
estos, combina los mismos en forma adecuada. Dado que sólo
imprime puntos, mediante un método semejante al visto para
producir grisados genera "superpuntos" del color deseado, que
contienen formaciones de puntos elementales con colores
básicos del grupo CYMK. Como la vista a la distancia
tiende a fundir los colores de estos puntos en un solo color, un
superpunto puede verse de un cierto color. Un conjunto de
superpuntos regularmente espaciados se ven como una zona de un
color determinado. Al igual que en la generación de
grisados, la formación de superpuntos se hace a costa de
la resolución

No es fácil predecir cómo se verá
el color en una página una vez que se imprima,
especialmente si se toma como base la imagen a imprimir que se ve
en un monitor, dado que éste en general muestra una gama
de colores más amplia que la producida por una impresora,
y los colores son diferentes en saturación y brillo.
Existen métodos sofisticados, que usan calorímetros
para aproximar los colores que se ven en ambos.

Funcionamiento
de las Impresoras de Chorro de tinta y Láser
Color

En las impresoras color de chorro de tinta, para
expulsar gotas de tinta por los orificios del cabezal
descartable, se emplean las tecnologías por calor y bombeo
piezo-eléctrico, descriptas. El cabezal provee tintas con
los colores CYMK, y resultan más complejos sus
movimientos.

 Estas impresoras son lentas, y los colores pueden
decolorarse con el tiempo. Por su relativo bajo costo son
adecuadas para impresiones semiprofesionales. Brindan una
aceptable calidad de color, lo cual no es factible con las
impresoras con matriz de agujas que usan cinta de varios
colores.

El principio de funcionamiento visto para
impresión monocroma también se conserva en las
impresoras láser color. Los cuatro colores (CYMK) de
tóner están contenidos en el cartucho. Un procedimiento de
impresión requiere una secuencia de cuatro vueltas del
tambor (o correa de transferencia) para imprimir una
página, a razón de una por color. En cada vuelta,
el haz láser (o un sistema de efectos equivalentes)
"dibuja" los puntos del cilindro que deben atraer las
partículas de tóner con uno de esos cuatro colores.
El tóner de otro color adherido en vueltas anteriores se
mantiene en la superficie del cilindro. En la cuarta vuelta
también tiene lugar el proceso de fijación de los
colores de tóner al papel.

Resulta así una velocidad de impresión
cuatro veces mas lenta que una láser monocromática,
amen de que las impresiones en color son aún bastantes
más costosas en equipo e insumos, y más sensibles a
la humedad. Se obtienen imágenes brillantes y duraderas.
No requieren papeles especiales.

Cómo Opera una Impresora Color por
Transferencia Térmica

En las impresoras térmicas el cabezal es fijo, y
ocupa el ancho del papel a imprimir (figura 2.86).

Al igual que las de matriz de agujas, los puntos que
entintan el papel son producidos por elementos puntuales (una
sola fila), pero no actúan por impacto, sino por calor,
derritiendo puntos de una cera sólida que recubre una
"supercinta" multicolor descartable. Ella cubre todo el ancho del
papel, y se mueve junto con éste. Los colores CYMK sobre
la "supercinta" forman franjas como las dibujadas. Entonces,
suponiendo que por debajo del cabezal pase la franja amarilla, de
todas la fila de resistores de semiconductores
sólo aquellos que deben imprimir un punto de ese color
serán calentados por un impulso eléctrico producido
por el microprocesador que controla la impresión. Esto lo
hace de acuerdo a los unos y ceros que representan la imagen a
imprimir almacenados en el buffer de la impresora. Un rodillo de
impresión aprieta el papel contra la "supercinta"
calentada por las agujas del cabezal, de modo que puntos de cera
derretida pasen al papel. Luego la cinta avanza una franja, hacia
la cian, y el papel retrocede, para ponerse nuevamente con la
línea antes impresa (con puntos amarillos) sobre los
resistores del cabezal.

Ahora otra vez se repite el proceso anterior, para
imprimir aquellos puntos que deben aportar color cyan. Del mismo
modo se imprimen los puntos correspondientes a las dos franjas
restantes: magenta y negro, completándose así el
proceso de impresión de una línea de puntos en
color.

La cantidad de resistores por pulgada que presenta la
línea de agujas del cabezal, determina la
resolución de la impresora. Si ésta es sólo
de 300 dpi permite imprimir buenas imágenes
pictóricas, pero los textos no son de calidad.

Otra impresora activada por calor es la de
difusión de tinta, en la cual el colorante de la
supercinta se difunde sobre el papel, produciendo colores
más densos a mayor temperatura. Así es posible
generar 256 colores en los puntos impresos.

Las impresoras descriptas tienen aspectos comunes con
las conocidas impresoras térmicas. Estas usan papel
termosensible, que se oscurece en puntos con el calor al pasar
por el cabezal fijo de puntos calentados.

Velocidad

La velocidad de una impresora se suele medir con dos
parámetros:

• ppm: páginas por minuto que es capaz de
  imprimir;
• cps: caracteres (letras) por segundo que es
  capaz de imprimir.

Actualmente se usa casi exclusivamente el valor de ppm,
mientras que el de cps se reserva para las pocas impresoras
matriciales que aún se fabrican. De cualquier modo, los
fabricantes siempre calculan ambos parámetros de forma
totalmente engañosa; por ejemplo, cuando se dice que una
impresora de tinta llega a 7 páginas por minuto no se nos
advierte de que son páginas con como mucho un 5% de
superficie impresa, en la calidad más baja, sin
gráficos y descontando el tiempo de cálculo
del ordenador.

Y aún así resulta prácticamente
imposible conseguir dicha cifra; en realidad, rara vez se
consiguen más de 3 ppm de texto con una impresora de
tinta, si bien con una láser es más fácil
acercarse a las cifras teóricas que indica el
fabricante.

 Resolución

Probablemente sea el parámetro que mejor define a
una impresora. La resolución es la mejor o peor calidad de
imagen que se puede obtener con la impresora, medida en
número de puntos individuales que es capaz de dibujar una
impresora.

Para ver el gráfico seleccione la
opción "Descargar" del menú superior

Se habla generalmente de ppp, puntos por pulgada
(cuadrada) que imprime una impresora. Así, cuando hablamos
de una impresora con resolución de "600×300 ppp" nos
estamos refiriendo a que en cada línea horizontal de una
pulgada de largo (2,54 cm) puede situar 600 puntos individuales,
mientras que en vertical llega hasta los 300 puntos. Si
sólo aparece una cifra ("600 ppp", por ejemplo) suele
significar que la resolución horizontal es igual que la
vertical.

De cualquier modo, no todo es "tirar puntos" sobre el
papel. Dos impresoras de la misma resolución
teórica pueden dar resultados muy dispares, ya que
también influye el tamaño de esos puntos y la
precisión a la hora de colocarlos sobre el papel. De nada
sirve colocar 360.000 puntos en una pulgada cuadrada si
están puestos unos sobre otros emborronando la
imagen.

 El Buffer de Memoria

Es una pequeña cantidad de memoria que tienen
todas las impresoras modernas para almacenar parte de la
información que les va proporcionando el
ordenador.

De esta forma el ordenador, sensiblemente más
rápido que la impresora, no tiene que estar
esperándola continuamente y puede pasar antes a otras
tareas mientras termina la impresora su trabajo. Evidentemente,
cuanto mayor sea el buffer más rápido y
cómodo será el proceso de impresión, por lo
que algunas impresoras llegan a tener hasta 256 Kb de buffer (en
impresoras muy profesionales, incluso varios MB).

 La Interfaz o Conector

Las impresoras se conectan al PC casi exclusivamente
mediante el puerto paralelo, que en muchos sistemas
operativos se denomina LPT1 (LPT2 en el caso del segundo puerto
paralelo, si existiera más de uno). Como el puerto
paralelo original no era demasiado rápido, en la
actualidad se utilizan puertos más avanzados como el
ECP o el EPP, que son más rápidos y
añaden bidireccionalidad a la
comunicación (es decir, que la impresora puede
"hablarle" al PC, lo que antiguamente era imposible) al tiempo
que mantienen la compatibilidad con el antiguo estándar.
El método de trabajo del puerto paralelo (estándar,
ECP, EPP…) se suele seleccionar en la BIOS del
ordenador.

 Físicamente, el conector para puerto
paralelo presenta este aspecto en el extremo del cable que se
conecta al ordenador, con 25 pines en 2 hileras, mientras que en
el extremo que se conecta a la impresora suele tener 36 pines
planos y unas abrazaderas.

El cable para conectar ambos dispositivos se suele
denominar cable paralelo Centronics; para bidireccionalidad se
debe usar cables específicos, más avanzados y de
mayor calidad.

Otras formas menos comunes de conectar una impresora es
mediante el puerto serie (el que utilizan los
módems externos y muchos ratones; resulta bastante lento),
mediante un conector USB (rápido y sencillo, aunque
con pocas ventajas frente al puerto paralelo), mediante un
dispositivo de infrarrojos (muy útil en el caso de
portátiles) o directamente conectados a una red (y
no a un ordenador conectado a la misma) en el caso de grandes
impresoras para grupos.

Plotters

Se trata de unos aparatos destinados a la
impresión de planos para proyectos de
arquitectura o
ingeniería, por lo que trabajan con enormes
formatos, DIN-A1 (59,4×84 cm) o superiores.

 Antiguamente consistían en una serie de
plumillas móviles de diferentes grosores y colores que se
movían por la hoja reproduciendo el plano en
cuestión, lo que era bastante incómodo por el
mantenimiento
de las plumillas y podía ser impreciso al dibujar
elementos tales como grandes círculos. En la actualidad
casi todos tienen mecanismos de inyección de tinta,
facilitando mucho el mantenimiento, que se reduce a cambiar los
cartuchos; son auténticas impresoras de tinta, sólo
que el papel es mucho más ancho y suele venir en rollos de
decenas de metros.

 Impresoras para
Fotos

Constituyen una categoría de reciente
aparición; usan métodos avanzados como la
sublimación o las ceras o tintas sólidas,
que garantizan una pureza de color excepcional, si bien con un
coste relativamente elevado en cuanto a consumibles y una
velocidad baja.

La calidad de estas impresoras suele ser tal, que muchas
veces el resultado es indistinguible de una copia
fotográfica tradicional, incluso usando resoluciones
relativamente bajas como 200 ppp. Sin embargo, son más
bien caras y los formatos de impresión no suelen exceder
el clásico 10×15 cm, ya que cuando lo hacen los precios suben
vertiginosamente y nos encontramos ante impresoras más
apropiadas para pruebas de
imprenta y autoedición.

 Impresoras de gran formato

Resulta un calificativo tan bueno como cualquier otro
para definir a las impresoras, casi exclusivamente de tinta, que
imprimen en formatos hasta el A2 (42×59,4 cm). Son impresoras que
aúnan las ventajas de las impresoras de tinta en cuanto a
velocidad, color y resolución aceptables junto a un precio
bastante ajustado, menos de 150.000 pts, lo que es una
pequeña fracción del precio de un
plotter.

Se utilizan para realizar carteles o pósters,
pequeños planos o pruebas de
planos grandes, así como cualquier tarea para la que sea
apropiada una impresora de tinta de menor formato: cartas, informes,
gráficos… Hasta hace poco sólo existían un
par de modelos, ahora
las hay de Epson, Canon, HP…

 Impresoras para grupos

Son impresoras de gran capacidad, preparadas para
funcionar en una red incluso sin depender de un ordenador de la
misma. Suelen ser impresoras láser, en ocasiones con
soporte para color, con bandejas para 500 hojas o más,
velocidades de más de 12 ppm (reales!!) y memoria por
encima de 6 MB. Últimamente se tiende a que tengan
funciones de
fotocopiadora o capacidad para realizar pequeñas tiradas
sin necesidad de emplear una fotocopiadora, e incluso clasifican
y encuadernan.

Monitores

La mejor forma de adquirir la información es a
través de la vista, lo que hace que el monitor sea uno de
los periféricos de salida más
usual.

Qué es un Píxel

Es la mínima unidad representable en un monitor.
Cada píxel en la pantalla se pinta, o mejor dicho se
enciende, con un determinado color para formar la imagen. De esta
forma, cuanto más cantidad de píxeles puedan ser
representados en una pantalla, mayor resolución
habrá. Es decir, cada uno de los puntos será
más pequeño y habrá más al mismo
tiempo en la pantalla para conformar la imagen. Cada píxel
se representa en la memoria de video con un número. Dicho
número es la representación numérica de un
color especifico, que puede ser de 8, 16 o más bits.
Cuanto más grande sea la cantidad de bits necesarios para
representar un píxel, más variedad de colores
podrán unirse en la misma imagen. De esta manera se puede
determinar la cantidad de memoria de video necesaria para una
cierta definición y con una cierta cantidad de
colores.

Tipos de
Monitores

Monitores color: Las pantallas de estos monitores
están formadas internamente por tres capas de material de
fósforo, una por cada color básico (rojo, verde y
azul). También consta de tres cañones de
electrones, e, igual que las capas de fósforo, hay uno por
cada color.

Para formar un color en pantalla que no sea ninguno de
los colores básicos, se combinan las intensidades de los
haces de electrones de los tres colores
básicos.

Monitores monocromáticos: Muestra por
pantalla un solo color: negro sobre blanco o ámbar, o
verde sobre negro. Uno de estos monitores con una
resolución equivalente a la de un monitor color, si es de
buena calidad, generalmente es más nítido y
más legible.

Monitores de Cristal Líquido

Funcionamiento:

 Los cristales líquidos son sustancias
transparentes con cualidades propias de líquidos y de
sólidos. Al igual que los sólidos, una luz que
atraviesa un cristal líquido sigue el alineamiento de las
moléculas, pero al igual que los líquidos,
aplicando una carga eléctrica a estos cristales, se
produce un cambio en la alineación de las
moléculas, y por tanto en el modo en que la luz pasa a
través de ellas. Una pantalla LCD está formada por
dos filtros polarizantes con filas de cristales líquidos
alineados perpendicularmente entre sí, de modo que al
aplicar o dejar de aplicar una corriente eléctrica a los
filtros, se consigue que la luz pase o no pase a través de
ellos, según el segundo filtro bloquee o no el paso de la
luz que ha atravesado el primero.

El color se consigue añadiendo 3 filtros
adicionales de color (uno rojo, uno verde, uno azul). Sin
embargo, para la reproducción de varias tonalidades de
color, se deben aplicar diferentes niveles de brillo intermedios
entre luz y no-luz, lo cual se consigue con variaciones en el
voltaje que se aplica a los filtros. En esto último, hay
un parecido con los monitores CRT, que más adelante
veremos.

Características

Resolución:
La resolución
máxima de una pantalla LCD viene dada por el número
de celdas de cristal líquido.

Tamaño:
A
diferencia de los monitores CRT, se debe tener en cuenta que la
medida diagonal de una pantalla LCD equivale al área de
visión. Es decir, el tamaño diagonal de la pantalla
LCD equivale a un monitor CRT de tamaño
superior.

Monitores con Tubos de Rayos
Catódicos.

 Las señales digitales del entorno son
recibidas por el adaptador de VGA, que a veces esta incluido en
el mother de la PC. El adaptador lleva las señales a
través de un circuito llamado convertidor analógico
digital (DAC). Generalmente, el circuito de DAC está
contenido dentro de un chip especial que realmente contiene tres
DAC, uno para cada uno de los colores básicos utilizados
en la visualización: rojo, azul y verde. Los circuitos DAC
comparan los valores
digitales enviados por la PC en una tabla que contiene los
niveles de voltaje coincidentes con los tres colores
básicos necesarios para crear el color de un único
pixel. El adaptador envía señales a los tres
cañones de electrones localizados detrás del tubo
de rayos catódicos del monitor (CRT). Cada
cañón de electrones expulsa una corriente de
electrones, una cantidad por cada uno de los tres colores
básicos. Como ya mencionamos, la intensidad de cada
corriente es controlada por las señales del
adaptador.

 El adaptador también envía
señales a un mecanismo en el cuello del CRT que enfoca y
dirige los rayos de electrones. Parte del mecanismo es un
componente, formado por material magnético y bobinas, que
abraza el cuello del tubo de rayos catódicos, que sirve
para mandar la desviación de los haces de electrones,
llamado yugo de desvío magnético. Las
señales enviadas al yugo de ayuda determinan la
resolución del monitor (la cantidad de píxeles
horizontal y verticalmente) y la frecuencia de refresco del
monitor, que es la frecuencia con que la imagen de la pantalla
será redibujada.

 La imagen esta formada por una multitud de puntos
de pantalla, uno o varios puntos de pantalla forman un punto de
imagen (píxel), una imagen se constituye en la pantalla
del monitor por la activación selectiva de una multitud de
puntos de imagen.

Los rayos pasan a través de los agujeros en una
placa de metal llamada máscara de sombra o mascara
perforada.
El propósito de la máscara es mantener los rayos de
electrones alineados con sus blancos en el interior de la
pantalla de CRT. El punto de CRT es la medición de como cierran los agujeros unos
a otros; cuanto más cerca estén los agujeros,
más pequeño es el punto. Los agujeros de la
mencionada máscara miden menos de 0,4 milímetros de
diámetro.

El electrón golpea el revestimiento de
fósforo dentro de la pantalla. (El fósforo es un
material que se ilumina cuando es golpeado por electrones). Son
utilizados tres materiales de
fósforo diferentes, uno para cada color básico. El
fósforo se ilumina más cuanto mayor sea el
número de electrones emitido. Si cada punto verde, rojo o
azul es golpeado por haces de electrones igualmente intensos, el
resultado es un punto de luz blanca. Para lograr diferentes
colores, la intensidad de cada uno de los haces es variada.
Después de que cada haz deje un punto de fósforo,
este continúa iluminado brevemente, a causa de una
condición llamada persistencia. Para que una imagen
permanezca estable, el fósforo debe de ser reactivado
repitiendo la localización de los haces de electrones.
Después de que los haces hagan un barrido horizontal de la
pantalla, las corrientes de electrones son apagadas cuando el
cañón de electrones enfoca las trayectorias de los
haces en el borde inferior izquierdo de la pantalla en un punto
exactamente debajo de la línea de barrido anterior, este
proceso es llamado refresco de pantalla.
Los barridos a través de la superficie de la pantalla se
realizan desde la esquina superior izquierda de la pantalla a la
esquina inferior derecha. Un barrido completo de la pantalla es
llamado campo. La pantalla es normalmente redibujada, o
refrescada, cerca de unas 60 veces por segundo, haciéndolo
imperceptible para el ojo humano.

El Refresco de
Pantalla

El refresco es el número de veces que se dibuja
la pantalla por segundo. Evidentemente, cuanto mayor sea la
cantidad de veces que se refresque, menos se nos cansará
la vista y trabajaremos más cómodos y con menos
problemas visuales. La velocidad de refresco se mide en hertzios
(Hz. 1/segundo), así que 70 Hz significa que la pantalla
se dibuja cada 1/70 de segundo, o 70 veces por segundo. Para
trabajar cómodamente necesitaremos esos 70 Hz. Para
trabajar ergonómicamente, o sea, con el mínimo de
fatiga visual, 80 Hz o más. El mínimo son 60 Hz;
por debajo de esta cifra los ojos sufren demasiado, y unos
minutos bastan para empezar a sentir escozor o incluso un
pequeño dolor de cabeza. Antiguamente se usaba una
técnica denominada entrelazado, que consiste en que la
pantalla se dibuja en dos pasadas, primero las líneas
impares y luego las pares, por lo que 70 Hz. entrelazados
equivale a poco más de 35 sin entrelazar, lo que cansa la
vista increíblemente.

La frecuencia máxima de refresco del monitor se
ve limitada por la resolución del monitor. Esta
última decide el número de líneas o filas de
la máscara de la pantalla y el resultado que se obtiene
del número de filas de un monitor y de su frecuencia de
exploración vertical (o barrido, o refresco) es la
frecuencia de exploración horizontal; esto es el
número de veces por segundo que el haz de electrones debe
desplazarse de izquierda a derecha de la pantalla. Por
consiguiente, un monitor con una resolución de 480
líneas y una frecuencia de exploración vertical de
70Hz presenta una frecuencia de exploración horizontal de
480 x 70, o 33,6 kHz. En este caso, el haz de electrones debe
explorar 33600 líneas por segundo.

Quien proporciona estos refrescos es la tarjeta
gráfica, pero quien debe presentarlos es el monitor. Si
ponemos un refresco de pantalla que el monitor no soporta
podríamos dañarlo, por lo que debemos conocer sus
capacidades a fondo. También hay que tener claro que la
tarjeta de video
debe ser capaz de proporcionar una cierta cantidad de refrescos
por segundo, ya que de no ser así, de nada nos
servirá que el monitor los soporte.

Resolución

Se denomina resolución de pantalla a la cantidad
de píxeles que se pueden ubicar en un determinado modo de
pantalla. Estos píxeles están a su vez distribuidos
entre el total de horizontales y el de verticales. Todos los
monitores pueden trabajar con múltiples modos, pero
dependiendo del tamaño del monitor, unos nos serán
más útiles que otros. Un monitor cuya
resolución máxima sea de 1024×768 píxeles
puede representar hasta 768 líneas horizontales de 1024
píxeles cada una, probablemente además de otras
resoluciones inferiores, como 640×480 u 800×600. Cuanto mayor sea
la resolución de un monitor, mejor será la calidad
de la imagen en pantalla, y mayor será la calidad (y por
consiguiente el precio) del monitor. La resolución debe
ser apropiada además al tamaño del monitor; es
normal que un monitor de 14" ó 15" no ofrezca 1280×1024
píxeles, mientras que es el mínimo exigible a uno
de 17" o superior. Hay que decir que aunque se disponga de un
monitor que trabaje a una resolución de 1024×768
píxeles, si la tarjeta gráfica instalada es VGA
(640×480) la resolución de nuestro sistema será
esta última.

Tamaño

El tamaño de los monitores CRT se mide en
pulgadas, al igual que los televisores. Hay que tener en cuenta
que lo que se mide es la longitud de la diagonal, y que
además estamos hablando de tamaño de tubo, ya que
el tamaño aprovechable siempre es menor.

Radiación

El monitor es un dispositivo que pone en riesgo la
visión del usuario. Los monitores producen radiación
electromagnética no ionizante (EMR). Hay un ancho de banda
de frecuencia que oscila entre la baja frecuencia extrema (ELF) y
la muy baja frecuencia, que ha producido un debate a
escala mundial de
los altos tiempos de exposición
a dichas emisiones por parte de los usuarios. Los monitores que
ostentan las siglas MPRII cumplen con las normas de radiación
toleradas fuera de los ámbitos de
discusión.

Foco y Convergencia

De ellos depende la fatiga visual y la calidad del texto
y de las imágenes. El foco se refiere especialmente a la
definición que hay entre lo claro y lo oscuro. La
convergencia es lo mismo que el foco, pero se refiere a la
definición de los colores del tubo. La convergencia
deberá ser ajustada cuando los haces de electrones
disparados por los cañones no estén alineados
correctamente.

El modo
Entrelazado

Cualquier monitor VGA a color del modelo
estándar puede operar con la resolución más
baja (480 líneas) de un adaptador VGA a una frecuencia de
refresco de pantalla de 70 Hz. Sin embargo, tal operación
resulta del todo imposible con una mayor resolución. Por
este motivo, la mayoría de las tarjetas VGA
utilizan frecuencias de exploración vertical más
bajas con resoluciones más elevadas, con lo cuál el
monitor dispone de más tiempo para construir dichas
líneas de más. El inconveniente de este
método es que a menudo provoca un notable parpadeo, sobre
todo en aquellas imágenes con grandes zonas de brillo
intenso. El modo Interlaced (entrelazado) es un método
para que el adaptador de gráficos reduzca dicho parpadeo
hasta el punto de conseguir una calidad de imagen
mínimamente aceptable. En este modo, en lugar de
transmitir todos los pixeles en serie, el controlador de video se
saltea las líneas pares de la pantalla. De esta forma, el
monitor solo tiene que explorar la mitad de los pixeles de la
pantalla en cada pasada vertical. La recomposición de
pantalla siguiente se limitará por consiguiente a la otra
mitad de los pixeles de la pantalla. Por así decirlo, el
controlado de video alterna la transmisión de dos
imágenes al monitor, y cada una de estas imágenes
contiene tan sólo la mitad de la información de
pantalla. El monitor puede operar fácilmente con las
medias pantallas, incluso a 70 Hz. porque tan sólo se
exploran la mitad de líneas cada vez, y esto es así
también cuándo toda la pantalla dispone de
más líneas.

Tamaño
de Punto (dot pitch)

Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen,
midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resulta
fundamental a grandes resoluciones. En ocasiones es diferente en
vertical que en horizontal, o se trata de un valor medio,
dependiendo de la disposición particular de los puntos de
color en la pantalla, así como del tipo de rejilla
empleada para dirigir los haces de electrones.

Lo mínimo exigible en este momento es que
sea de 0,28 mm, no debiéndose admitir nada superior
como no sea en monitores de gran formato para presentaciones,
donde la resolución no es tan importante como el
tamaño de la imagen.

Para CAD o en general usos a alta resolución debe
ser menor de 0,28 mm, idealmente de 0,25 mm (o menos). De
todas formas, el mero hecho de ser inferior a 0,28 mm ya indica
una gran preocupación del fabricante por la calidad del
monitor. Como ejemplo cabe destacar los monitores Sony, los
afamados Triniton, que pasan por ser lo mejor del mercado (y
probablemente lo sean, con perdón de Nokia y Eizo) y
tienen todos un dot pitch máximo de 0,25 mm.

 Multimedia

Algunos monitores llevan acoplados altavoces, e incluso
micrófono y/o cámaras de vídeo. Esto resulta
interesante cuando se trata de un monitor de 15" ó 17"
cuyo uso vaya a ser doméstico, para juegos o
videoconferencia.

Sin embargo, no nos engañemos: un monitor es para
ver, no para oír. Ni la calidad de sonido de dichos
altavoces es la mejor posible, ni su disposición la
más adecuada, ni es mayor la calidad de un monitor con
dichos aditamentos. Si lo que quiere (y debería quererlo)
es un buen monitor, primero mire la calidad de imagen y luego
estos extras; tenga en cuenta que unos altavoces de calidad media
y potencia apabullante no valen más de 10.000 pts, y
podrá colocarlos donde quiera.

Autor:

Héctor Venti

Estudiante de Ing. Informática,
Universidad
Abierta Interamericana; (UAI)
Buenos Aires,
Argentina.