Básicamente las Estaciones de Trabajo están conformadas con los siguientes dispositivos:

• CPU: La unidad central de procesamiento (Central Processing Unit) combinada con la unidad de punto flotante (FPU) resultan ser el cerebro del computador. La velocidad del CPU está determinada por su diseño y por su velocidad de reloj, es decir, el tiempo que le toma al computador ejecutar la instrucción más simple. Dos estaciones de trabajo pueden tener el mismo CPU pero diferentes velocidad de reloj.
• RAM: La unidad de almacenamiento aleatorio (Random Access Memory ) es la memoria electrónica del computador. Su nombre se debe a que cada bit de información puede ser accedido de manera aleatoria a diferencia de los discos y cintas donde el acceso a la información es secuencial. Generalmente una Estación de Trabajo requiere de 16 megabytes (16MB) de memoria RAM para hacer el mínimo trabajo con un ambiente X. Un uso intensivo de aplicaciones gráficas por varios usuarios al mismo tiempo, por supuesto requerirá de memoria RAM mucho mayor.
• Disco Duro: Esta es la unidad de almacenamiento permanente del computador. Es aquí donde se encuentra las unidad lógica del sistema llamada Sistema de Archivos (file systems). En UNIX es posible agrupar varios discos duros para hacer un sistema de archivos más grande que la de un único disco duro: La velocidad de acceso para un estos dispositivos está íntimamente ligada al tiempo que le toma a los ´´cabezales'' moverse de lugar, este tiempo está por el orden de los 15 milisegundos.
• Consola: la consola es la concha de comunicación central del sistema. En este terminal se muestran los mensajes de error o de advertencia mientras transcurren los procesos
• Terminal: Los terminales permiten la comunicación con el computador únicamente en modo texto. Actualmente muchos terminales ASCII han sido reemplazados por emuladores de terminal que funcionan en P.C. y por terminales X.
• System Bus: Un bus es un canal de comunicación utilizado para transmitir información rápidamente entre las diferentes partes del computador. El System Bus es el canal de datos entre el CPU y los adaptadores. Los adaptadores son las tarjetas que contienen los dispositivos electrónicos que controlan ciertas actividades tales como la conexión a la red o el procesamiento gráfico.
• SCSI Bus: El SCSI o scuzzy bus ha llegado a ser el estándar más popular para la conexión de discos duros y unidades de cinta en las estaciones de trabajo. El SCSI requiere que cada dispositivo tenga su propio controlador inteligente de manera tal que el dispositivo y la estación de trabajo puedan comunicarse en un lenguaje de alto nivel. Esto permite agregar un dispositivo de manufactura diferente a la del computador sin ningún tipo de conflicto, el sistema al arrancar en modo instalación reconocerá el nuevo dispositivo y efectuará todo el trabajo de instalación automáticamente. Los nuevos SCSI tienen velocidades de transmisión de datos del orden de los 10 MB/s.
• Cache: El cache es una memoria pequeña y rápida llamada en ocasiones el buffer de alta velocidad (high-speed buffer), la intención de esta memoria es mantener las instrucciones y datos de la memoria RAM en su paso hacia el CPU. Si el cache es utilizado de forma apropiada se puede aumentar el rendimiento de los programas de cálculo pesado.
• Puertos: Los puertos son los medios de comunicación del sistema con los periféricos. En MS-Windows existen los puertos COMM (para conectar el ratón) y los puertos LPT (para las impresoras, etc). En UNIX los puertos pueden ser utilizados también para conectar programas entre si y son identificados con números y no con siglas.
• Adaptador de Red: Un adaptador de red permite conectar la Estación de Trabajo con otras computadoras o otras redes de computadoras. Generalmente las redes de computadoras utilizan como adaptador de red el ethernet, un adaptador de alta velocidad para redes de área local (LAN) Estas redes de comunicación utilizan programas de conexión (protocolos) del tipo TCP/IP. La gran colección de redes ethernet se le conoce con el nombre de INTERNET.
• Unidades de Cinta: Son unidades de almacenamiento magnético que pueden llegar a guardar grandes cantidades de información. Existen en el mercado desde los más comunes floppy disk o disquetes hasta los cartuchos de cinta de 8-mm capaces de almacenar 2 GB datos.

Todos ellos se comunican entre sí por medio de buses y ejecutan sus funciones específicas sincronizados por un reloj.

El ordenador posee un funcionamiento síncrono gobernado por un reloj, de tal manera que el tratamiento de la información se realiza con arreglo a una secuencia ordenada de operaciones en el tiempo.

El reloj genera los impulsos eléctricos que permiten sincronizar las operaciones, esto es, marca el principio, la duración y el final de cada operación. El número de impulsos generados se mide en Megahertzios (MHz) que indica el número de millones de pulsos generados por el reloj en un segundo.

La frecuencia de reloj determina la velocidad en la transferencia de un dato entre dos dispositivos conectados al mismo bus (por ejemplo, lectura de una palabra de memoria por parte de la UCP). Para la transferencia completa de un dato pueden ser necesarios varios ciclos de reloj, en cada uno de los cuales son ejecutadas las operaciones más elementales que conforman dicha transferencia.

El incremento de la velocidad de proceso en las estaciones de trabajo se ha conseguido gracias a:

• La utilización de los últimos avances tecnológicos. Con el empleo de la tecnología VLSI (Very Large Scale Integration, Integración a Escala Muy Grande) disminuyen los costes asociados a todos los circuitos electrónicos.
• La mejora de la arquitectura interna: la incorporación de múltiples procesadores y buses de alta capacidad incrementan la potencia de cálculo.

La longitud de la palabra de datos determina la cantidad de información que es capaz de procesar simultáneamente la unidad central de proceso en cada pulso de reloj. Se mide en bits. A mayor longitud de palabra mayor complejidad y circuitería necesaria en la UCP, pero mayor potencia de proceso.

La unidad aritmética y lógica, llamada también unidad de cálculo, es la encargada de efectuar el conjunto de operaciones con las que está dotado el ordenador. Se compone de registros y de un conjunto de circuitos lógicos responsables de realizar las operaciones lógicas y aritméticas prefijadas desde la etapa de diseño del ordenador.

La unidad de control es la encargada de gobernar el funcionamiento del ordenador.

La UC tiene como responsabilidad recibir e interpretar cada instrucción a ejecutar por el ordenador, para posteriormente transformarla en una serie de microinstrucciones a muy bajo nivel, particulares para cada arquitectura de ordenador.

La UC dispone de la circuitería necesaria para leer la dirección de memoria que contiene la instrucción a ejecutar, localizar dicha instrucción y escribirla en un registro destinado para tal fin en la UC (registro de instrucción). Posteriormente otro elemento de la unidad de Control (Decodificador) transforma la información de este registro en una información más amplia e inteligible para el secuenciador.

El secuenciador analiza e interpreta la salida del decodificador, y en función de esta información ejecuta un microprograma contenido en la memoria de control, que produce las microinstrucciones necesarias para que se ejecute la instrucción.

Esta forma de ejecutar las instrucciones (por firmware) es propia de las UC programadas que son las más extendidas. Existen otro tipo de UC, llamadas UC cableadas donde las instrucciones están implementadas por hardware.

Al finalizar la ejecución de la instrucción en curso, el registro contador de programa contiene información sobre la dirección de memoria en que se encuentra la siguiente instrucción que debe ejecutarse. Por tanto, una vez finalizada la ejecución de una instrucción, la circuitería de la UC lee de este registro contador de programa la dirección de la instrucción siguiente para su ejecución, volviendo nuevamente a comenzar el ciclo.

Si la instrucción es compleja, generará muchas microinstrucciones y algunas de ellas necesitarán varios ciclos de reloj para completarse. Como la ejecución de la instrucción se dará por terminada cuando se hayan ejecutado todas las microinstrucciones, esta instrucción compleja necesitará varios ciclos de reloj para su finalización.

• Matricial

• Multiproceso

• En multiproceso asimétrico, cada tipo de tarea es direccionada a un procesador dedicado únicamente a ellas (por ejemplo, procesadores de entrada-salida, de aplicaciones...). En este caso, el administrador del sistema debe definir qué tipo de tareas se ejecutan en cada uno de los procesadores.

• Con multiproceso simétrico, las tareas de usuario y del sistema se reparten equitativamente entre todos los procesadores, y existe un procesador que actúa como planificador de tareas o scheduler. Es decir, cada procesador puede ejecutar cualquier tipo de tarea y todos tienen la misma capacidad. Además, en multiproceso simétrico una tarea puede ser desplazada de un procesador a otro en función de las variaciones en la carga de trabajo. De este modo se evita que un procesador esté sobrecargado mientras otro permanece ocioso; en definitiva, mejora el rendimiento y permite escalar la estación de trabajo con procesadores adicionales, memoria u otros subsistemas.

• La escalabilidad permite aumentar el número de procesadores, mejorando el rendimiento de la estación y asegurando una compatibilidad absoluta para todas las aplicaciones que se desarrollen sobre esta plataforma en el futuro. La escalabilidad determina, en definitiva, la capacidad de crecimiento de la estación de trabajo.

• La configurabilidad permite ajustar el rendimiento de la estación a las necesidades de las aplicaciones de usuario a través de su actualización.

• Segmentación (pipe-line)

• SISD (Single Instruction Single Data, Flujo único de instrucciones-Flujo único de datos)

• SIMD (Single Instruction Multiple Data, Flujo único de instrucciones-Flujo múltiple de datos)

• MISD (Multiple Instruction Single Data, Flujo múltiple de instrucciones-Flujo único de datos)

• MIMD (Multiple Instruction Multiple Data, Flujo múltiple de instrucciones-Flujo múltiple de datos)

La arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer) se caracteriza por disponer de un grupo muy amplio de instrucciones muy complejas y potentes. Es más antigua que la arquitectura RISC y por tanto su diseño está marcado por la tecnología existente en los años 60.

En las primeras arquitecturas los ordenadores tendían a aumentar su potencia a base de ampliar su repertorio de instrucciones y de añadir instrucciones más potentes. El hecho de que el tiempo de ejecución de una instrucción fuera de varios ciclos de reloj no representaba un problema puesto que las velocidades de la memoria de control eran muy superiores a las velocidades de la memoria principal. Así, aunque el proceso de las microinstrucciones se completase en un ciclo de reloj, no se podría continuar con el proceso de la siguiente instrucción inmediatamente, ya que estaría alojada en la memoria principal, de velocidad mucho más lenta que la memoria de control.

En los años 70, las mejoras tecnológicas permitieron tener velocidades en la memoria principal similares a la memoria de control, lo que hizo posible trabajar con instrucciones simples (que se completan en un ciclo de reloj) y por tanto acelerar considerablemente la ejecución de instrucciones (nada más terminar la ejecución de todas las microinstrucciones se empieza con la ejecución de la siguiente instrucción).

Esta arquitectura, denominada RISC (Reduced Instruction Set Computer), se caracteriza por poseer un juego de instrucciones lo más reducido posible con un porcentaje alto de ellas que se completan en un ciclo de reloj. Si hubiese que ejecutar alguna instrucción compleja, necesitaría más de un ciclo de reloj, pero hay que insistir que la mayor parte de ellas se pueden realizar a partir de operaciones fundamentales. Por otra parte, es una constatación estadística que la potencia práctica de un ordenador reside en un conjunto pequeño de su repertorio de instrucciones, con lo cual si se reduce dicho repertorio se sigue conservando la potencia del ordenador, y disminuye la complejidad del diseño y el coste. Esto fue inspirado en el principio de Pareto: "El 80 % de los problemas puede resolverse con el 20 % del esfuerzo".

Para ejecutar una tarea se necesitan más instrucciones en RISC que en CISC, ya que en RISC las instrucciones son más elementales. Pero el hecho de tener actualmente unos mecanismos rápidos de acceso a memoria, buses de alta velocidad y compiladores especializados en estas arquitecturas, hace que los ordenadores RISC obtengan en general unos mejores rendimientos.

Ahora bien, algunas de las formas tradicionales de medir el rendimiento, como es el número de MIPS, no son adecuadas para comparar el rendimiento de máquinas CISC y RISC. Esto se debe a que los MIPS dan la cantidad de millones de instrucciones por segundo que desarrolla una máquina, pero no tienen en cuenta la potencia de esas instrucciones. Por el propio diseño de la arquitectura RISC, estas máquinas tienden a desarrollar más MIPS que las CISC.

Para la evaluación del rendimiento de las estaciones de trabajo se utilizan las pruebas de rendimiento a priori, también conocidas como benchmarks.

Estas son unas medidas que efectúa la industria para comparar factores de rendimiento y relaciones rendimiento/precio de diferentes modelos de estaciones de trabajo. No obstante, estas evaluaciones no son siempre directamente comparables y en ocasiones ofrecen poca información, porque las configuraciones con las que se realizan las evaluaciones no son expuestas con claridad.

A continuación, se relacionan las pruebas de rendimiento más ampliamente aceptadas, clasificadas según el entorno de trabajo en el que son aplicables:

• Entornos de programación y cálculo científico-técnico:

Las estaciones de trabajo están experimentando un espectacular incremento en cuanto a prestaciones. Entre sus características figuran estructuras propietarias de bus ultrarrápido, y tecnología de disco tolerante a fallos como las matrices de discos redundantes (RAID). La memoria se sitúa entre 128 Mb y 1 Gb. Incluyen facilidades de administración del equipo lógico que permiten la monitorización remota de todos los componentes esenciales (memoria, espacio en disco, etc.). Muchas de ellas incorporan también protección ante cortes de fluido eléctrico y de bajadas de tensión.

Hoy en día la mayoría de las estaciones de trabajo se basan en tecnologías RISC, aunque todavía se encuentran instaladas numerosas estaciones de trabajo basadas en tecnología CISC y existen algunos fabricantes que todavía ofrecen productos basados en esta última arquitectura. No obstante, el futuro parece dirigirse hacia arquitecturas RISC. Esta tecnología es la que en este momento ofrece mejores relaciones rendimiento/precio, planes de diseño más cortos, mayor grado de fiabilidad y mayor potencia de proceso con menores costes.

Las principales líneas de evolución de las estaciones de trabajo son:

• Empleo de la tecnología ULSI (Ultra Large Scale Integration) lo que disminuye los costes asociados a los circuitos electrónicos.
• Mejora de la portabilidad e interoperabilidad del equipo lógico mediante el soporte de interfaces estándares (POSIX) y de protocolos (TCP/IP, ISO/OSI).
• Redundancia de componentes para conseguir sistemas tolerantes a fallos que aumentan la disponibilidad.
• Gestión de memoria basada en caché, combinando chips de distintas potencias y velocidades.
• Mejoras en las prestaciones de las arquitecturas multiproceso y proceso paralelo.

El próximo futuro de las estaciones de trabajo y su éxito dependerán del número de aplicaciones que puedan soportar en diferentes entornos: técnicos, científicos, comerciales, comunicaciones, educación, financiero, administración, medicina, .... En este sentido, todos los proveedores de equipos lógicos están preocupados por adaptar desarrollos, concebidos inicialmente para el mercado de los PCs, a plataformas RISC, más propias de las estaciones de trabajo. Este dato permite augurar que las inversiones que se realicen en este tipo de tecnologías quedarán aseguradas durante varios años.

Las estaciones de trabajo también podrían introducirse en el mercado de los PCs conforme vayan ganando la batalla de los costes, ofreciendo facilidades de red que permiten compartir discos, impresoras, etc.

Lo mismo parece suceder en el entorno de los servidores, donde el incremento en la potencia de proceso los convertiría en el ordenador ideal para situarlo como servidor de grupos de trabajo, con una potencia de cálculo próxima a la de los miniordenadores y con unos costes que es posible ajustar mucho más respecto a las necesidades de proceso y de cálculo, precisamente debido a sus características de escalabilidad.

Una importante característica que predice el éxito de las estaciones de trabajo es su diseño conforme a los estándares lo que asegura, por un lado, el aprovechamiento de las inversiones realizadas por los usuarios, y por otro, la interoperabilidad con productos de otros fabricantes.

En este mismo sentido se está trabajando en el desarrollo de plataformas que aseguren la portabilidad de aplicaciones ya compiladas, desde una estación antigua a una más moderna sin necesidad de ninguna modificación sobre el código (compatibilidad a nivel binario).

Dentro de las líneas de actuación destaca la estrategia de Sistemas Abiertos de la Administración del Estado. Las administraciones europeas, tanto las comunitarias como las nacionales, vienen impulsando desde hace años la implantación de Sistemas Abiertos. Las razones fundamentales son:

• Las arquitecturas abiertas soportan toda la gama de potencias.
• Los costes en las tecnologías abiertas disminuyen más rápidamente que en las propietarias.
• Las nuevas prioridades de la política comunitaria obligan a reestructurar la mayoría de los Sistemas de Información ya existentes. Además los sistemas existentes están distribuidos en plataformas diferentes, y el hecho de disponer de una única plataforma constituye una ventaja evidente.

Las Estaciones de Trabajo (workstations) son computadores pequeños en tamaño y costo que pueden ser utilizados por cierta cantidad de usuarios simultáneamente. Generalmente tienen UNIX como Sistema Operativo y disponen de una buena capacidad gráfica. Aunque la velocidad de cálculo, tamaño y componentes cambian constantemente, las ideas básicas son las mismas.

Los diferentes tipos de Estaciones de Trabajo que se encuentran en el mercado funcionan bajo versiones UNIX que pueden cambiar según el tipo de máquina, podemos mencionar entre las versiones más comunes las siguientes:

• Linux: disponible para la familia x86, las estaciones Alpha de Digital, estaciones SPARC...
• SunOS: disponible para la familia 68K así como para la familia SPARC de estaciones de trabajo SUN
• Solaris: disponible para la familia SPARC de SUN
• Ultrix: disponible para la familia VAX de Digital
• AIX: disponible para la familia de estaciones de trabajo de IBM y Power P.C.
• IRIX: disponible para la familia de estaciones de trabajo de Silicon Graphics

Por la naturaleza multi-usuario de los sistemas bajo UNIX, nunca se debe apagar una estación de trabajo, incluyendo el caso en que la máquina sea un P.C. con Linux, ya que al apagarla sin razón se cancelan procesos que pueden tener días ejecutandose, perder los últimos cambios e ir degenerando algunos dispositivos, como por ejemplo, los discos duros.

Nota: muchas de éstas están extintas

• 3Station
• Alienware
• Apollo Computer
• Amiga 3000UX
• Apple Computer
• Atari Transputer Workstation
• Core Hardware Systems
• Computervision
• Datamax UV-1
• Dell
• Digital Equipment Corporation
• Hewlett Packard
• IBM
• Intergraph
• Lilith
• MIPS Magnum
• NeXT
• Silicon Graphics
• Sony NEWS
• Sun Microsystems
• Torch Computers
• Unisys ICON
• Xerox Star

• Las arquitecturas abiertas soportan toda la gama de potencias.
• Los costes en las tecnologías abiertas disminuyen más rápidamente que en las propietarias.
• Las nuevas prioridades de la política comunitaria obligan a reestructurar la mayoría de los Sistemas de Información ya existentes. Además los sistemas existentes están distribuidos en plataformas diferentes, y el hecho de disponer de una única plataforma constituye una ventaja evidente.

http://www.monografias.com/trabajos15/las-redes/las-redes.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Estaci%C3%B3n_de_trabajo

http://html.rincondelvago.com/estaciones-de-trabajo.html

http://www.cecalc.ula.ve/bioinformatica/UNIX/node41.html

http://www.cecalc.ula.ve/bioinformatica/UNIX/node40.html

Estudiante en la Universidad de Caldas.