• Tarjetas MCGA (Multi Color Graphics Array): esta tarjeta tiene una resolución máxima de 640 puntos por 480 líneas con dos colores (con más colores si se trabaja con resoluciones inferiores). Emulan a las de resolución inferior, y su paleta (conjunto de colores entre los que se puede elegir) es de 262.144 colores.
• Tarjetas VGA (Vídeo Graphics Array): disponibles en el mercado como tarjetas independientes. Emulan a las EGA y a las CGA. Tienen una resolución máxima de 640 puntos (pixels) horizontales por 480 puntos verticales, con 16 colores de una paleta de 262.144 colores. En el Modo de Texto de DOS, la resolución VGA es de 720 por 400. Se configuran automáticamente incorporando una extensión de memoria.
• Tarjetas Súper VGA: estas tarjetas tienen una resolución de 800 puntos por 600 líneas ó 1024 por 768 (a veces llamado informalmente VGA extendido), con 16 y 256 colores simultáneos.
• Tarjetas 8514/A y XGA: establecidas por IBM en 1987 y 1990 respectivamente con una resolución de 1024 por 768. Algunos incluso llegan a 1280 puntos por 1024 líneas. Mientras más resolución tenga el adaptador, más nítida será la imagen en pantalla.

1. Impresoras Matriciales: a pesar de la competencia, el mercado de los microcomputadores está dominado, por una variedad de impresoras: la matricial. Estas unidades ofrecen una calidad de impresión razonable y una gran variedad de tipos de escritura (que pueden modificarse por software); además algunas permiten producir caracteres gráficos y funcionar con espaciado proporcional. Estas impresoras son relativamente rápidas (típicamente entre 50 y 200 caracteres por segundo CPS) y su costo no es excesivo.

1. Electrónica de La Impresora: la electrónica de las impresoras matriciales es necesariamente compleja. Tanto que, de hecho, es una aplicación ideal para resolverla con un microprocesador. En la siguiente figura se da el diagrama simplificado de una circuitería típica de impresora. Esta disposición emplea dos procesadores: uno maestro que ejecuta el programa principal de control (incluyendo la inicialización del sistema, las ayudas de autoimpresión, la generación de petición de datos y el control del cabezal de impresión), y uno esclavo, que controla la posición y velocidad del motor del carro en el que va el cabezal.

 



El programa de control y el juego de caracteres van en unas ROM. Como la salida de corriente del CPU es limitada, se emplean Driver de corriente alta (amplificadores de corriente) y conmutadores con transistores de potencia para la interfase de los selenoides de excitación de los punzones o agujas del cabezal y los motores de pasos del carro y de salto de línea. Se utilizan interruptores para configurar las distintas opciones, pero su función puede hacerse también bajo el control del software del microcomputador.

2. Mecánica de La Impresora: el mecanismo de la impresora consta generalmente de los siguientes componentes principales:

Detalle del Mecanismo de Impresión por Agujas y Am- Diagrama de Impulsos de una Impresora de Agujas

pliación de una Bobina

1. Impresoras Láser: incorporan un controlador especial propio del periférico que no depende del ordenador. Por lo general, el controlador interno de la impresora es un pequeño micro especializado en transformar los códigos de los caracteres que envía el CPU en la combinación de puntos que lo componen y gestionar la operación de impresión una vez que el CPU ha transferido la información a la memoria de la impresora.

Las Impresoras Láser son las más rápidas, muy silenciosas, e imprimen una página casi simultáneamente y con una buena resolución.

Son lo más avanzado en tecnología de impresión para microcomputadores. Están dotadas de un microprocesador interno que controla la actuación de un pequeño rayo láser sobre el tambor de un mecanismo de fotocopiadora.

El tambor retiene polvo especial de tinta (tóner) en las zonas iluminadas por el láser y la deposita sobre un papel, en el que se fija por una combinación de presión y calor (xerografía), conformando los caracteres deseados.

Son impresoras de página completa. La información de la página completa debe estar en la impresora para que su microprocesador pueda procesarla de una vez.

El láser permite resoluciones elevadas de 300 CPI, por lo que para componer una página gráfica ha de disponer de una cantidad de memoria interna del orden de 1.5 Mbytes.

Los tipos de letras adicionales pueden introducirse mediante cartuchos, o bien los puntos que componen los caracteres pueden cargarse en la memoria interna (enviados desde el CPU). El proceso de carga de tipos de letras se llama «download».

La impresora puede estar dotada de un intérprete del lenguaje PostScript, con el que se pueden describir gráficos de vectores y tipos de letras escalables, muy fácilmente.

El lenguaje incluye la capacidad de descripción del formato de la página de una manera muy precisa y flexible, por ejemplo, los tipos de letras describen mediante vectores, con lo que es factible la obtención del carácter en cualquier tamaño.

El PostScript es también independiente de la resolución gráfica de la impresora, con lo que los documentos se pueden enviar directamente a una linotipia (máquina de impresión que alcanza resoluciones entre 1200 y 2400 dpi, según el modelo).

La excelente calidad de impresión la hace apropiada en particular para aplicaciones de autoedición. En la figura puede verse el mecanismo de impresión de éstas máquinas.



1. Características de las Impresoras Láser:
1. Velocidad de Impresión: en formato texto una velocidad tipo es de 15 páginas/minuto.
0. Capacidad de la Memoria de la Impresora: es fundamental para la impresión de gráficos en alta resolución, sobre todo en impresoras de color. Suelen comercializarse con 1 Mbytes de memoria estándar, con posibilidad de ampliación que en algunos modelos alcanza los 10 MBytes.
0. Tipos de Escritura: para aplicaciones de autoedición y diseño es muy interesante disponer de varios tipos fijos de escritura y otros tantos tipos escalables.
0. Repertorio de Caracteres: dependiendo de la tipografía y del alfabeto, estas máquinas presentan un gran repertorio de tablas de caracteres (30 juegos de caracteres como mínimo).
0. Paridad: para configurar programas de aplicación es necesario conocer las características de transmisión de datos de la impresora. Trabajando tanto en transmisión serie, con paridad par o impar, como en transmisión paralelo con protocolos normalizados.
0. Otras Características:

1. La Circuitería de lectura/escritura ya montada siempre en la misma tarjeta de circuito impreso que es la de control, y unidad para producir o aceptar niveles de señales compatibles.
2. Manilla de la compuerta de seguridad.
3. Resorte de Retroceso.
4. Pestillo de enclavamiento de cierre.
5. Carril de Transporte de las cabezas.



1. Funcionamiento de una Unidad de Disco Flexible: cuando se introduce un disquette en la unidad y se empuja hasta el fondo, se vence la resistencia del resorte de retroceso accionándose el pestillo de enclavamiento de cierre, quedando así atrapado entre las cabezas de lectura/escritura de las dos caras.

Si por cualquier causa esta operación no se realiza correctamente, existe un dispositivo que no permite la rotación del eje, protegiendo las cabezas y el disquette de cualquier imprevisto.

Al girar la manilla de la compuerta de seguridad, el disquette queda fijado al motor de accionamiento del eje a través de un anillo de sujeción que lo enclava por medio de su agujero central, centrándolo con precisión en una posición muy concreta.

Si las operaciones anteriores se han realizado correctamente, la tarjeta controladora mediante la lectura automática de las FAT (Tabla de Ubicación de Ficheros del Disquette), posiciona la cabeza correspondiente en la pista y el sector adecuado, mediante un movimiento conjunto de rotación del eje del disco y el movimiento conjunto de rotación del eje del disco y el movimiento radial de las cabezas por el accionamiento de arrastre del monitor de posicionamiento.

Una vez posicionada y detenida la cabeza sobre la pista y el sector determinado, la tarjeta controladora transfiere las señales de lectura/escritura.

En la operación de lectura, las variaciones de campo magnético creado entre el entrehierro de la superficie del disco y las cabezas son lo suficiente para que se introduzcan impulsos eléctricos, positivos y negativos, que por medio de la circuitería adecuada se digitalizarán en ceros y unos para transferirse a la memoria.

En la operación de escritura, la bobina de las cabezas se polariza en uno u otro sentido, orientando las partículas magnéticas de la superficie del disquette en un determinado sentido u otro según la grabación sea de ceros o unos.

Cuando se extrae un disquette mediante el giro de la manilla, se abre la compuerta de seguridad y el anillo de sujeción se separa del orificio central, liberando al disquete del motor de accionamiento. Simultáneamente, el resorte de retroceso que estaba aprisionado queda suelto, empujando al disco para expulsarlo de la unidad, facilitando de ésta manera su extracción.

0. Principales Unidades de Disco Flexible: a continuación resumimos los principales:
1. Unidades de Disco de 8 Pulgadas: fueron los precursores de los minifloppys de 5,25 pulgadas. Los discos se alojan en una cubierta protectora de cartulina, son intercambiables y ofrecen capacidades comprendidas entre los 400 KB y 1 MB.
0. Unidad de Disco de 5,25 Pulgadas: igualmente se alojan en una cubierta protectora de cartulina, y típicamente sus capacidades son de 360KB y 1.2 MB.
0. Unidades de Disco de 3,5 Pulgadas: utilizan discos microfloppys o compactos de 3,5 pulgadas, el disco sigue siendo desmontable, pero suele ir en un cartucho de plástico rígido, en vez de un sobre de cartulina. Su capacidad puede ser de 720KB, de 1,44 MB y de 2,88 MB.
1. Partes de una Tarjeta Controladora de Disco Flexible:

1. Procedimientos de Grabación: el contenido de los bits (unos y ceros) que se han de transferir al soporte, pueden codificarse de varios modos. El objetivo de la codificación es doble: por un lado, se pretende que su recuperación sea segura (tasa de fallos bajo); por otro, que la densidad de almacenamiento sea lo más alta posible.

Se han ideado varios procedimientos de codificación, que han ido evolucionando con el tiempo a medida que los soportes y las cabezas de lectura/escritura se mejoraban, el procedimiento básico es el de codificación en FM (Frecuencia Modulada). Después se han modificado para aumentar la cantidad de bits almacenados en un mismo tramo de pistas. De las modificaciones han resultado los métodos MFM (Frecuencia Modulada Modificada) y M2FM (una variación del MFM).



El método FM y sus derivados se basan en la grabación de pulsos en el interior de una «celda de bit». Esta «celda» comienza por un pulso de reloj al que sigue el contenido del bit. La celda tiene longitud fija, y el resultado de ésta estrategia es que los unos y ceros se graban con pulsos de distinta longitud en el disco (transiciones S-N ó N-S). Aparentemente se codifican los unos con pulsos cortos y los ceros con pulsos largos. De ahí el nombre de FM para éste procedimiento.

El método MFM es una modificación del procedimiento anterior en el que no se graba el reloj en todos los casos, sino solamente en aquellos en los que el contenido del bit de datos sea cero (0). Las diferencias respecto al método FM pueden resumirse así: el número de transiciones magnéticas en el disco se reduce a la mitad de las del método FM, lo que produce un aumento de la densidad de bits almacenados en el disco. Este código recibe el nombre de doble densidad.

GRC o Grabación en Grupos Codificados es otro procedimiento de grabación de los datos en discos. Los bits de datos se separan en grupos de 4 (nibbles) y se codifican en 5 bits de tal modo que no haya nunca más de dos ceros consecutivos. El procedimiento es mejor que el MFM, aunque requiere una electrónica algo más compleja, y da lugar a incompatibilidades con el anterior.

0. Discos Duros (Hard Disk) y sus Tarjetas Controladoras: los discos duros almacenan un gran volumen de información que en casos de grandes sistemas alcanzan los 32 T Bytes (Tera Bytes = 10 bytes). No hay diferencias conceptuales entre unidades de discos y las de discos flexibles.

Existen también discos removibles (disk pack), que son un tipo de híbrido que combina las características de los discos duros (de gran capacidad de almacenamiento) y los diskettes flexibles, que son intercambiables. Los discos duros son siempre fijos, es decir, no se pueden ni insertar ni extraer. Se instalan en el interior del microcomputador, según la siguiente figura.

Los discos duros están fabricados con una aleación de aluminio, recubierta con una capa magnética.



1. Elementos que Componen los Discos Duros: los sistemas de discos duros se componen físicamente de dos elementos: La Caja del Sistema y su Tarjeta Controladora. Sus componentes son:

1. Unidad de Discos: está centrada en un sistema de rotación soportado por un eje común al que se unen solidariamente el número invariable de discos que componen cada unidad, acorde con la capacidad del sistema.

En grandes sistemas esta unidad es posible encontrarla configurada con 8 discos de 1 GBytes (Giga Bytes = 10 bytes), mientras que en microcomputadores la forman uno o dos discos de 120 ó 180 M bytes (Mega Bytes = 10 bytes).

2. Material de Soporte Magnético: está elaborado con una aleación de aluminio recubierta superficialmente con una capa de material magnético.

El material debe tener un coeficiente de razonamiento muy bajo y una gran resistencia al calor.

3. Cabezas de Lectura/Escritura: la unidad de lectura/escritura es la más delicada del sistema. Está compuesta por varios cabezales unidos entre sí mecánica y electrónicamente.

Las superficies magnéticas de los discos vuelan a una gran velocidad entre las cabezas, posicionadas con mucha precisión a distancias muy pequeñas (del orden de micras), sin llegar a tocarlas.

Las cabezas están dotadas de unos planos especiales que les permiten levantar el vuelo producido por la velocidad con la que el aire es arrastrado por el giro del disco, unas diez veces más rápido que en las unidades de disco flexible. El vuelo de las cabezas se detiene cuando se desconecta la unidad, con lo que éstas aterrizan sobre el soporte en una zona especial de aparcamiento (Diskpark).

4. Motor de Rotación de la Unidad: es un motor de corriente continua que acciona el eje de los discos duros, que es de una velocidad controlada muy precisa. En grandes sistemas las velocidades de éstos motores son muy particulares. En microcomputadores la velocidad de rotación suele ser de 3600 rpm; para ello se dispone en la controladora de un sistema de regulación de velocidad.
5. Motor de Posicionamiento de las Cabezas: su misión es mover las cabezas d lectura/escritura en sentido radial y posicionarse con gran precisión sobre sectores concretos de los cilindros de los discos duros.

El motor eléctrico es de los denominados pasos a paso, con un gran número de pasos por revolución, que le proporcionan una gran precisión.

Todo el conjunto de cabezas y discos viene protegido en una carcasa de aleación robusta, sellada herméticamente para impedir la introducción de partículas de polvo y suciedad existentes en el ambiente que pudieran ser causa de errores.

6. Tarjetas Controladoras: viene instalada en la parte inferior del sistema o se fabrica independientemente del conjunto de los discos duros. Se conecta a la fuente de alimentación y al CPU. La misión de la circuitería de la tarjeta es la de controlar:

1. Características de los Sistemas de Discos Duros:

1. Cilindro: el cilindro es una pila tridimensional de pistas verticales situadas en distintos platos. El número de cilindros de una unidad corresponde al número de distintas posiciones a las que se puede mover las cabezas de lectura/escritura.
2. Sector: la unidad básica de almacenamiento en los discos duros. En la mayoría de los discos duros modernos los sectores son de 512 bytes cada uno, cuatro sectores constituyen una agrupación y hay de 17 a 34 sectores en una pista, aunque algunas unidades nuevas tienen un número diferente de sectores.
3. Agrupación (Cluster): un grupo de sectores; la unidad de almacenaje más pequeña que DOS reconoce. En la mayoría de los Discos Duros más modernos, cuatro sectores de 512 bytes forman una agrupación, y una o más agrupación forman una pista.
4. Pista (Track): es la trayectoria circular que la cabeza de lectura/escritura traza sobre la superficie giratoria de un plato. La pista se compone de una o más agrupaciones (Cluster).
5. Capacidad de Almacenamiento: una característica importante que debe considerarse es la capacidad. Ya nadie fabrica unidades de 10 Mbytes, y las de 20 MBytes se han convertido en productos especializados, miniaturas, diseñados para las aplicaciones de computadoras portátiles y más pequeñas. Las unidades de tamaño completo de 5,25 pulgadas con 20 MBytes son tan obsoletas como los discos de sistema DOS 2.0.

La unidad más pequeña que se consigue es de 40 MBytes y para la mayoría de los usuarios de escritorio, el tamaño apropiado es de 100 MBytes. Esto le da un rango suficiente como para tener 30 MBytes de aplicaciones (por ejemplo, media docena de aplicaciones de Windows, cada una de 4 a 6 MBytes), más otros 30 MBytes para los archivos de datos, y otros 30 MBytes para expansión.

Las unidades con tamaños para servidor comienzan donde se detienen las de un solo usuario. Se tendrá al menos 100 MBytes, pero para trabajos serios se tendrá más. El tamaño más popular hoy en día es 330 MBytes. Para sistemas más grandes, la variedad de discos de 600 MBytes y más grande aumenta continuamente, y las unidades de más de 1 MBytes están disponibles.

6. Tiempo Medio de Acceso (Seek Time): es un parámetro importante de la unidad. Es el tiempo medio que tardan las cabezas en posicionarse entre pistas escogidas al azar desde que reciben la orden de lectura/escritura. Dependen del sistema actuador de la cabeza, así como del diámetro del disco y la velocidad de giro.

Las velocidades de almacenaje masivo han ido creciendo con los años. Pero parece que los tiempos de acceso promedios de los discos duros de los microcomputadores han llegado a un nivel estable. La mayoría de los mejores discos duros de hoy en día tienen un tiempo de acceso promedio de 15 ms., de acuerdo con Seagate, eso es todo lo que necesita. La sobrecarga del sistema en las transferencias es tal que aunque tenga un disco más rápido no tendrá una respuesta más rápida del sistema.

Los discos nuevos son rápidos. Si bien no encuentra la información mucho más rápido, si lo están pasando hacia el microcomputador, a un paso cada vez mayor. Las razones de transferencia de datos siguen subiendo por varias razones, incluyendo el giro más rápido, interfases más rápidas y el caché interno. La primera y la última también ayudan a mejorar los tiempos de acceso efectivos, sin tener que acelerar el movimiento real de la cabeza.

Los discos duros siempre han rotado sus platos a una velocidad casi universal de 3600 rpm. Las unidades de disco usan motores de C. D. (Corriente Continua) con servo control que podían eficientemente a cualquier velocidad. Sin embargo, el sistema de disco duro se diseñó basado en ésta velocidad, fijando a la velocidad de 3600 rpm tanto como la razón a la que se leía la información del disco como la densidad de almacenamiento. Tanto las interfaces ST506 como la ESDI (Enchanced Small Device Interface: Interface Mejorada para Dispositivos Pequeños) están, en realidad, fijadas a la razón de 3600 rpm.

No sucede lo mismo con las interfaces de nivel más alto, como IDE (Electrónica Integrada en el Disco) y SCSI (Interfaces para Sistemas de Computadores Pequeños). Estas procesan la información tal y como viene del disco y pueden aceptarla a cualquier razón que el diseñador de la unidad escoja. El diseñador tiene un par de razones poderosas para escoger razones más altas de giro. Mientras mayor sea ésta, menor es el período de espera promedio. (El tiempo que le lleva al disco girar hasta que llegue a la posición radial para leer la información que quiere. Como promedio, la espera es el tiempo que le lleva al disco dar una media vuelta: 8,33 ms a 3600 rpm). Además, puede leerse la información del disco más rápidamente a una densidad de almacenamiento dada, porque el giro más rápido concentra más transmisiones de flujo bajo la cabeza de lectura/escritura en un período dado.

Por supuesto los discos no pueden girar a una velocidad infinita, a velocidades realmente altas, se corre el riesgo de que se partan por la fuerza centrífuga. Pero un incremento modesto de velocidad puede tolerarse. De hecho la velocidad de 4500 rpm se está convirtiendo en un nuevo estándar (resultando en un tiempo de espera promedio de 6,7 ms).

7. Máximo Número de Discos por Tarjeta Controladora: dependen de la tecnología de fabricación, del sistema operativo y de la arquitectura del sistema como referencia, las interfaces ST506 y ESDI en el entorno de microcomputadores permite la conexión de sólo dos unidades de disco duro por tarjeta controladora. Se configuran mediante microinterruptores que lo adaptan al sistema. La interface SCSI puede permitir la conexión hasta de 7 unidades de disco duros.
8. Velocidad de Transferencia: viene marcada por la frecuencia de transferencia, un dato por cada impulso de reloj. Está relacionada directamente con la densidad de grabación del disco y con la velocidad de rotación correspondiente, suponiendo que cada pista del disco contiene el mismo número de sectores. La razón de transferencia se mide típicamente en megabytes por segundo, megabits por segundo o megaherzios. Con discos duros SCSI se pueden alcanzar una velocidad de transferencia hasta de 5 MB por segundo.
9. Intercalado (Interlive): cuando una cabeza lee un determinado sector, pasa los datos a la controladora y vuelve a otro sector que se supone pertenece al mismo fichero. Si el tiempo entre lectura y lectura es mayor que el tiempo que tarda el disco en girar, se puede perder datos de ese fichero y originarse un error en su ejecución.

Para evitar estos errores se creó el intercalado, que consiste en alterar los sectores que antes eran consecutivos, dando el tiempo al disco para procesar toda la información leída en cada sector, mejorando también el tiempo de acceso a los datos.

10. Caché de Disco Duro: constituye otra opción incorporada por algunos fabricantes a los discos duros. Consiste en almacenar los sectores más leídos en una memoria RAM dedicada para este fin.