- Unidad Central del
Sistema - Unidad Central de
Proceso - Unidad de Control
(CU) - Unidad Aritmética y
Lógica (ALU) - Registros
- Memoria de Acceso Aleatorio
(RAM) - Memoria ROM
- Memoria
Caché - Buses
- Arquitecturas de
Bus - Reloj
- Tarjetas de expansión
interna - Tarjetas Controladoras de
Periféricos - Tarjetas de Expansión
Controladoras del Modo de Video - Tarjetas Controladoras de
Comunicaciones - Bibliografía
El concepto
de arquitectura en el
entorno informático proporciona una descripción de la construcción y distribución física de los
componentes de la
computadora.
La arquitectura de
una computadora
explica la situación de sus componentes y permite
determinar las posibilidades de que un sistema
informático, con una determinada configuración,
pueda realizar las operaciones para
las que se va a utilizar.
Cualquier usuario que desee adquirir un sistema
informático, tanto si es una gran empresa como un
particular, debe responder a una serie de preguntas previas:
¿qué se desea realizar con el nuevo sistema
informático? ¿Cuáles son los objetivos a
conseguir? ¿Qué software será el
más adecuado para conseguir los objetivos marcados?
¿Qué impacto va a suponer en la
organización (laboral o
personal) la
introducción del nuevo sistema
informático?
Finalmente, cuando se haya respondido a estas preguntas,
el usuario tendrá una idea aproximada de los objetivos que
han de cumplir los diferentes sistemas
informáticos a evaluar.
En la actualidad es muy familiar el aspecto exterior de
una computadora o, por lo menos, de una microcomputadoraName=g8;
HotwordStyle=BookDefault; , pero se ha de advertir que, salvando
las diferencias de tamaño y la posibilidad de teleproceso
(manejo del sistema informático a grandes distancias a
través de líneas de comunicaciones
de diferentes tipos), en general, los sistemas
informáticos se dividen físicamente en la unidad
central del sistema y los periféricos que permiten conectarlo al
mundo exterior.
La Unidad Central del Sistema es un habitáculo en
forma de caja donde se sitúa el «cerebro» de
la computadora, esto es, la unidad central de proceso
(CPU),
así como los distintos componentes que van a ayudar al
sistema informático en sus operaciones habituales
(bus, memorias,
fuentes de
alimentación eléctrica,
etcétera).
La unidad central de proceso se compone de:
• Una Unidad de
Control que manejará los diferentes
componentes del sistema informático así como los
datos a
utilizar en los diferentes procesos.
• Una Unidad
Aritmético-Lógica que realizará
las diferentes operaciones de cálculo en
las que la computadora basa su funcionamiento.
• Unos Registros del
Sistema que sirven como área de trabajo
interna a la unidad central de proceso.
La unidad central de proceso se conecta a una serie
de memorias que le
sirven como soporte para el manejo de los datos y programas que se
han de utilizar mientras se encuentre operativa.
Las diferentes memorias del sistema informático
(Random Access Memory
o RAM y Read Only
Memory o ROM) son
componentes fundamentales de la computadora ya que van a ser, en
el caso de la RAM, el
área de trabajo donde el microprocesador
va a realizar las diferentes operaciones en que se van a
descomponer los procesos solicitados por el usuario, mientras que
la ROM va a servir para ayudar a la computadora a realizar las
diferentes operaciones de arranque del sistema informático
previas a que el sistema operativo
tome el control de las
diferentes tareas a realizar.
La unidad central de proceso y las memorias se conectan
entre ellas por medio del bus. El bus es un enlace de comunicaciones
que conecta todos los componentes que configuran el sistema
informático y permite la transferencia de información entre ellos. Esta
información se compone de datos y órdenes de
comandos para
manipular los datos. Existen varias tecnologías de
diseño
y construcción de buses entre las que se pueden distinguir
las arquitecturas ISA, EISA y MCA que se verán más
adelante.
Otros componentes que se conectan al bus son los
puertos de conexión de
los diferentes periféricos asociados a la unidad central
del sistema de la computadora y que van a permitir configurar el
sistema informático para una serie diferente de
operaciones funcionales que siempre han de cubrir las necesidades
del usuario.
Es evidente que la configuración de un sistema
informático ha de realizarse en función de
los objetivos operativos que vaya a cubrir la citada computadora.
Así, un sistema informático que se va a dedicar
exclusivamente a CAD/CAM (diseño asistido por computadora)
no tendrá una configuración similar a la de una
computadora que va a dedicarse a controlar los diferentes enlaces
de comunicaciones que componen una red informática.
Los diferentes periféricos que se pueden conectar
a un sistema informático se dividen en cuatro grupos
principales:
• Periféricos de Entrada de Información.
• Periféricos de Almacenamiento de
Información.
• Periféricos de Salida de Información.
• Periféricos de Comunicaciones.
La Unidad
Central del Sistema
(System Unit en inglés)
es el centro de operaciones de cualquier computadora existente en
el mercado actual.
En la unidad central del sistema se alojan los componentes y
circuitería que van a realizar las tareas fundamentales de
la computadora.
Al abrir la unidad central del sistema de una
computadora se pueden apreciar una serie de
componentes:
– Placa principal.
– Microprocesador central o unidad central de proceso
(CPU).
– Bus.
– Memoria
principal.
– Otros componentes controladores.
– Fuente de alimentación
eléctrica.
A continuación se estudiará detenidamente
cada uno de ellos.
1. Placa Principal.
Es una placa con un circuito impreso donde se conectan
los elementos básicos de la computadora: el
microprocesador, el bus y toda o parte de la memoria
principal.
En algunos lugares también aparece denominada
como placa base o placa madre.
2. Microprocesador Central o Unidad Central de Proceso
(CPU).
Es el elemento fundamental de la computadora. El
microprocesador va a ocuparse de la ejecución de las
órdenes de comandos, los cálculos
matemáticos solicitados por las referidas órdenes,
el manejo de los datos asociados a los cálculos. Otra
función importante del microprocesador va a ser el control
de los componentes del sistema informático conectados a
él y que le dan apoyo y le permiten realizar todas las
operaciones que le son solicitadas por los diferentes programas
de aplicación.
El microprocesador se va a ocupar también de
controlar y gestionar el tráfico de datos entre la unidad
central del sistema y los periféricos optimizando los
procesos a realizar por la computadora.
3. Bus.
El bus, quizá fuera mejor decir los buses ya que
existen varios con diversas funciones, es un
circuito que conecta el procesador
central con todo el resto de componentes de la
computadora.
El bus sirve para que le llegue al procesador la
información y las solicitudes de trabajo, desde el
exterior, y envíe hacia afuera los resultados del trabajo
realizado.
4. Memoria Principal.
Es la zona de trabajo donde la computadora va a
almacenar temporalmente las órdenes a ejecutar y los datos
que deberán manipular esas órdenes.
Cuanto mayor sea la cantidad de memoria existente en el
sistema informático, mayores serán las
posibilidades de trabajo de la computadora, ya que ésta
podrá manipular una cantidad superior de datos al mismo
tiempo
(siempre que el sistema operativo lo permita).
5. Componentes de Control.
Son elementos que sirven como apoyo al funcionamiento
del microprocesador central.
Fundamentalmente, son componentes especializados en
realizar determinadas operaciones, descargando al microprocesador
central de estas actividades y permitiéndole obtener una
mayor rapidez y efectividad en el manejo del conjunto del sistema
informático.
Los controladores más importantes son el
controlador de interrupciones, el generador de reloj y el
controlador de acceso directo a memoria.
Las placas de expansión interna más
importantes son las de control del subsistema de vídeo,
que manejarán las señales
que envía la CPU a la pantalla del sistema
informático y las del controlador de los discos de la
computadora que controlará el flujo de datos entre la
memoria principal y el subsistema de almacenamiento.
Estos componentes serán estudiados en el apartado
concreto de
sus tareas dentro del sistema informático.
6. Fuente de Alimentación
Eléctrica.
Las fuentes de alimentación proporcionan la
energía
eléctrica que necesita por la computadora para
funcionar. Esa energía se estabiliza para impedir que la
computadora se vea afectada por oscilaciones bruscas en el
suministro de las compañías
eléctricas.
La fuente de alimentación transforma la corriente alterna
de 220 voltios de la red ciudadana en corriente
continua y de menor voltaje, que es la que necesitan los
diferentes componentes de la computadora.
Los voltajes que proporciona la fuente de
alimentación son de 12 y 5 voltios. El primero se utiliza
para poner en funcionamiento los componentes mecánicos de
la computadora (discos, diskettes, etc.). El segundo se utiliza
en los componentes electrónicos (el microprocesador, la
memoria, el reloj, etc.).
En caso de que se abra la unidad central del sistema de
la computadora es muy importante no manipular la fuente de
alimentación; hay que tener en cuenta que, si el sistema
informático está enchufado y encendido, la fuente
de alimentación es potencialmente peligrosa. Si se
está intentando realizar alguna operación dentro de
la caja de la unidad, deben manipularse cuidadosamente los cables
que entran y salen de la caja de la fuente de alimentación
y bajo ningún concepto
intentar abrirla.
La Unidad Central de
Proceso es el lugar donde se realizan las
operaciones de cálculo y control de los componentes que
forman la totalidad del conjunto del sistema
informático.
Las CPU de las
actuales computadoras
son microprocesadores
construidos sobre un cristal de silicio semiconductor donde se
crean todos los elementos que forman un circuito
electrónico (transistores,
etc.) y las conexiones necesarias para formarlo.
El microcircuito se encapsula en una pastilla de
plástico con una serie de conexiones hacia
el exterior, en forma de patillas metálicas, que forman su
nexo de unión al resto del sistema informático.
Estas pastillas de plástico, con una multitud de patillas
de conexión metálicas, reciben el nombre de
chips.
El microprocesador central de una computadora se divide
en:
• Unidad de Control (Control Unit o CU en
inglés).
• Unidad Aritmético-Lógica
(Aritmethic Control Unit o ALU en inglés).
• Registros.
La Unidad de Control
maneja y coordina todas las operaciones del sistema
informático, dando prioridades y solicitando los servicios de
los diferentes componentes para dar soporte a la unidad
aritmético-lógica en sus operaciones
elementales.
La Unidad
Aritmético-Lógica realiza los
diferentes cálculos matemáticos y lógicos
que van a ser necesarios para la operatividad de la computadora;
debe recordarse que todo el funcionamiento del sistema de una
computadora se realiza sobre la base de una serie de operaciones
matemáticas en código
binario.
Los Registros
son una pequeña memoria interna existente en la CPU
que permiten a la ALU el manejo de las instrucciones y los datos
precisos para realizar las diferentes operaciones
elementales.
De la misma forma que la placa principal tiene un bus
para conectar la CPU con los diferentes dispositivos del sistema
informático, la unidad de control tiene un bus interno
para conectar sus componentesName=g12; HotwordStyle=BookDefault;
.
Es la parte de la unidad central de proceso que
actúa como coordinadora de todas las tareas que ha de
realizar la computadora. Asimismo, se encarga de manejar todas
las órdenes que la computadora necesita para realizar la
ejecución de las operaciones requeridas por los programas
de aplicación.
Sus funciones Básicas son:
1. Manejar todas las operaciones de acceso, lectura y
escritura a
cada una de las posiciones de la memoria principal donde se
almacenan las instrucciones necesarias para realizar un
proceso.
2. Interpretar la instrucción en
proceso.
3. Realizar las tareas que se indican en la
instrucción.
Esta unidad también se ocupa de controlar y
coordinar a las unidades implicadas en las operaciones
anteriormente mencionadas, de manera que se eviten problemas
internos que se puedan producir entre los componentes de la
computadora.
La unidad de control, finalmente, comunica entre
sí y dirige las entradas y salidas desde y hasta los
periféricos, dando el oportuno tratamiento a la
información en proceso.
Para realizar su cometido, la unidad de control necesita
manejar la siguiente información:
• El registro puntero de instrucciones.
• La instrucción a ejecutar.
• Las señales de entrada/salida.
La salida que proporcionará la unidad de control
será el conjunto de órdenes elementales que
servirán para ejecutar la orden solicitada.
Los pasos en que se divide este proceso son:
1. Extraer de la memoria principal la instrucción
a ejecutar.
2. Tras reconocer la instrucción, la unidad de
control establece la configuración de las puertas
lógicas (las interconexiones de los diferentes componentes
del circuito lógico) que se van a ver involucradas en la
operación de cálculo solicitada por la
instrucción, estableciendo el circuito que va a
resolverla.
3. Busca y extrae de la memoria principal los datos
necesarios para ejecutar la instrucción indicada en el
paso número 1.
4. Ordena a la unidad involucrada en la
resolución de la instrucción en proceso que realice
las oportunas operaciones elementales.
5. Si la operación elemental realizada ha
proporcionado nuevos datos, éstos se almacenan en la
memoria principal.
6. Se incrementa el contenido del registro puntero de
instrucciones.
Unidad Aritmética
y Lógica (ALU)
Su misión es
realizar las operaciones con los datos que recibe, siguiendo las
indicaciones dadas por la unidad de control.
El nombre de unidad aritmética y lógica se
debe a que puede realizar operaciones tanto aritméticas
como lógicas con los datos transferidos por la unidad de
control.
La unidad de control maneja las instrucciones y la
aritmética y lógica procesa los datos.
Para que la unidad de control sepa si la
información que recibe es una instrucción o dato,
es obligatorio que la primera palabra que reciba sea una
instrucción, indicando la naturaleza del
resto de la información a tratar.
Para que la unidad aritmética y lógica sea
capaz de realizar una operación aritmética, se le
deben proporcionar, de alguna manera, los siguientes
datos:
1. El código que indique la operación a
efectuar.
2. La dirección de la celda donde está
almacenado el primer sumando.
3. La dirección del segundo sumando implicado en
la operación.
4. La dirección de la celda de memoria donde se
almacenará el resultado.
Los Registros
son un medio de ayuda a las operaciones realizadas por la
unidad de control y la unidad aritmética y lógica.
Permiten almacenar información, temporalmente, para
facilitar la manipulación de los datos por parte de la
CPU.
Realizando una similitud con el resto del sistema
informático, los registros son a la CPU como la memoria
principal es a la computadora.
Los registros se dividen en tres grupos
principales:
• Registros de Propósito General.
• Registros de Segmento de Memoria.
• Registros de Instrucciones.
Seguidamente se presenta una relación completa de
los tres grupos de registros que contiene un microprocesador
típico como puede ser el Intel 80386:
Registros de Propósito General:
(AX) Registro de Datos
(DX) Registro de Datos
(CX) Registro de Datos
(BX) Registro de Datos
(BP) Registro Puntero Base
(SI) Registro Índice Fuente
(DI) Registro Índice Destino
(SP) Registro Puntero de la Pila
Registros de Segmento de Memoria:
(CS) Registro Segmento de Código
(SS) Registro Segmento de la Pila
(DS) Registro Segmento de Datos
(ES) Registro Segmento de Datos Extra
(DS) Registro Segmento de Datos Extra
(ES) Registro Segmento de Datos Extra
Registros de Instrucciones
(FL) Registro de «Flags» o también
denominado registro de estado
(IP) Registro
Puntero de Instrucción o también denominado
registro Contador de Programa
(PC)
De esta relación de registros los cuatro
más importantes son:
• El Registro Puntero de Instrucciones.
El registro puntero de instrucciones o contador de
programa indica el flujo de las instrucciones del proceso en
realización, apuntando a la dirección de memoria en
que se encuentra la instrucción a ejecutar.
Dado que las instrucciones de un programa se ejecutan de
forma secuencial, el procesador incrementará en una unidad
este registro cada vez que ejecute una instrucción, para
que apunte a la siguiente.
La información que almacena este registro se
puede modificar cuando una interrupción externa, o la
propia ejecución del proceso en curso, provoque una
alteración en la secuencia de operaciones. Esta
alteración transferirá el control del sistema
informático a otro proceso diferente al que está en
ejecución.
• El Registro Acumulador.
Es el Registro donde se almacenan los resultados
obtenidos en las operaciones realizadas por la unidad
aritmética y lógica.
Su importancia radica en las características de
la información que almacena, ya que con su contenido se
realizan todas las operaciones de cálculo que ha de
ejecutar la unidad aritmética y lógica.
• El registro de Estado.
El Registro de Estado o registro de «flags» no es un solo registro
propiamente dicho, ya que se compone de varios registros de menor
tamaño; este tamaño puede ser incluso de un solo
bit.
El registro de estado se utiliza para indicar cambios de
estados y condiciones en los otros registros existentes en el
sistema informático. Estos cambios en la situación
de los demás registros se producen debido a las
modificaciones del entorno a lo largo de la ejecución de
los procesos realizados por el sistema
informático.
• El Registro Puntero de la Pila.
Este Registro almacena la dirección de la zona de
la memoria donde está situada la parte superior de la
pila.
La Pila es una
zona de los registros de segmento de memoria que la unidad
aritmética y lógica utiliza para almacenar
temporalmente los datos que está manipulando. Cuando la
cantidad de datos a manejar es demasiado grande u otras
necesidades del proceso impiden que estos datos puedan
almacenarse en los registros creados para ello se envían a
la pila, donde se almacenan hasta que la unidad de control
recupera la información para que la procese la unidad
aritmética y lógica.
La ventaja de manejar una pila como almacén de
información es que la información que se guarda en
ella tiene que entrar y salir, obligatoriamente, por una sola
dirección de memoria. Esto permite que la unidad de
control no necesite conocer más que esa dirección
para poder manejar
los datos almacenados en la pila.
Memoria Principal
La Memoria Principal
es la zona de la unidad central de sistema que almacena la
información, en forma de programas y datos, que se va a
procesar seguidamente o va a servir de apoyo a las diferentes
operaciones que se van a efectuar por la computadora.
La posibilidad del proceso inmediato de la
información que almacena la memoria principal es su
característica fundamental, ya que, mientras que los datos
existentes en la memoria principal pueden ser procesados de
inmediato por la unidad central de proceso, la información
contenida en la memoria auxiliar (discos, cintas, etc.) no puede
ser procesada directamente por la unidad central de
proceso.
La memoria principal está conectada directamente
a los buses, que son su medio de comunicación con la unidad central de
proceso del sistema informático. La cantidad de memoria
existente en una computadora se verá limitada por la
capacidad de direccionamiento del bus; esto forma el
Mapa de Memoria.
La memoria principal está compuesta
lógicamente por una serie de celdas de bits que permiten
almacenar en cada una de ellas un bit de información en
código binario (0, 1) que será parte de un dato o
una instrucción.
Para poder identificar cada una de las celdas de la
memoria, éstas se numeran; a este número se le
llama dirección y es el medio a través del cual la
unidad de control puede manejar la información.
Las direcciones de la memoria se localizan a
través del mapa de memoria. La dirección de cada
celda de la memoria se establece por una matriz en la
que los parámetros son el número total de
direcciones y la longitud de palabra que maneja el sistema
informático. Esto supone una limitación, ya que la
computadora sólo puede manejar un número limitado
de bits de dirección en sus operaciones de
direccionamiento.
La Palabra
representa la cantidad de bits de información
manejada en paralelo por la computadora. Tamaños
típicos de palabras son 8 bits, 16 bits, 32 bits,
etc.
Una vez localizada la dirección de la celda de
memoria se podrán realizar dos operaciones: leer la
información existente en ella o bien escribir nueva
información para poder ser almacenada y posteriormente
procesada.
Para poder determinar si el sistema informático
va a leer o escribir se utiliza el registro de datos. El registro
de datos es un bit que, según el valor de la
información que contenga (0,1) indica a la unidad de
control si se va a leer o escribir en el acceso a la memoria que
se esté realizando en ese momento. En ambos casos, esta
operación se realiza a través del bus de
datos.
Cuando la unidad de control lee de la celda de memoria,
necesita que se le proporcione una dirección a la cual ir
a leer. La información existente en la celda no se
destruye.
Cuando la unidad de control escribe en la celda de
memoria, debe recibir dos informaciones: la dirección de
la memoria donde escribir y la información que se debe
escribir propiamente dicha. La información existente en la
celda de memoria previamente se destruye, ya que lo que
había escrito se sustituye por una nueva
información.
La memoria principal se divide fundamentalmente en dos
partes: Volátil
y No
Volátil.
La Memoria Volátil pierde la información
almacenada en su interior si el sistema informático que la
soporta es apagado. Esta parte de la memoria principal se conoce
como RAM (Memoria de
Acceso Aleatorio o Random Access
Memory).
La parte de la Memoria principal que No es
Volátil es la ROM
(Memoria de Sólo Lectura o Read Only Memory). Esta
memoria es de sólo lectura y la computadora no puede
escribir sobre ella. Su función principal es el arranque
del sistema informático.
Las Memorias Volátiles pueden ser
estáticas,
también llamadas RAM (Memorias de Acceso Aleatorio o
Random Access Memory), o dinámicas, denominadas en este
caso DRAM (Memorias
Dinámicas de Acceso Aleatorio o Dinamic Random Access
Memory). Más adelante se verán más
detenidamente.
Las Memorias No Volátiles se dividen en memorias
de Sólo Lectura
(ROM) y en otras que permiten la Manipulación de la Información
que contienen por diversos medios
especiales que se verán más adelante.
Existen dos modos distintos de Acceso a la
Memoria:
• Acceso por Palabras.
• Acceso por Bloques.
1. Acceso por Palabras.
También se le denomina acceso aleatorio. La
operación de acceso se realiza sobre una sola palabra de
información. Recuérdese que palabra es la cantidad
de bits que maneja el sistema informático al mismo
tiempo.
Este tipo de acceso únicamente se utiliza con
memorias estáticas (RAM) ya que el tiempo de acceso
empleado es siempre el mismo.
2. Acceso por Bloques.
Es el modo de acceso utilizado en las memorias
dinámicas. Consiste en empaquetar en un bloque un conjunto
de datos al que se añade una cabecera para identificarlo.
El acceso se realizará a la cabecera del bloque y una vez
en ella se accederá a la información que
contiene.
El acceso en las memorias dinámicas se realiza
por bloques, debido a que tardan más tiempo que las
estáticas en acceder a una zona de la memoria. La ventaja
es que una vez que acceden a la zona donde se sitúa el
bloque son muy rápidas en acceder a la información
existente.
Generalmente, la memoria que posee una computadora
recién adquirida no es la máxima que el bus puede
direccionar, por lo que la memoria principal puede ampliarse
incrementando el número de unidades de memoria conectadas.
Conviene recordar que las placas de memoria son un factor
fundamental en el costo total de
adquisición del sistema informático.
Debe tenerse en cuenta que si la cantidad de memoria
principal del sistema informático no es muy grande el
procesador se verá restringido en su potencia por la
limitada capacidad de manipulación y acceso a los
datos.
Las Tecnologías para fabricar memorias
se caracterizan por:
• Coste.
• Tiempo de acceso.
• Capacidad de almacenamiento.
La Optimización se consigue con una
gran capacidad de almacenamiento, un tiempo de acceso muy corto y
un costo pequeño.
Las memorias se dividen físicamente
en:
1. Soporte de Almacenamiento de la
Información.
Generalmente son de naturaleza magnética.
Está compuesto por pequeños dipolos que pueden
tomar dos estados en los que la información toma un valor
en cada uno de ellos. Cada estado se obtiene por medio de la
aplicación de una señal eléctrica exterior
generada por el elemento de lectura y escritura.
2. Elemento de Escritura y Lectura.
Este dispositivo introducirá y obtendrá la
información de la memoria.
Para Escribir
el dispositivo produce una corriente
eléctrica local que provoca un cambio estable
en el campo
magnético de la celda de memoria.
Para Leer el
dispositivo determinará el campo magnético de la
celda de memoria y sabrá cual es el valor
existente.
3. Mecanismo de Direccionamiento.
Pueden ser de dos tipos dependiendo de que las memorias
sean estáticas o dinámicas.
En las Memorias
Estáticas el direccionamiento es un cableado
directo a la celda de memoria.
En las Memorias
Dinámicas se utiliza una información
de control almacenada con los datos que configuran el circuito
para direccionar la lectura o
escritura al lugar donde se almacena la
información.
La memoria se divide en varias capas o niveles con una
estructura
cuya forma puede recordarnos a una estructura
piramidal.
Nombre | Tamaño | Tiempo de Acceso |
Registros | Hasta 200 Bytes | Menos de 10 |
Memoria Caché | Hasta 512 Bbytes | Entre 10 y 30 |
Memoria Principal | Más de 1 | Entre 30 y 100 |
El vértice de la pirámide sería una
pequeña cantidad de memoria, los registros, que se caracterizan por una
capacidad de almacenamiento de información muy
pequeña, pero que poseen la ventaja de tener un tiempo de
acceso muy reducido, inferior a los 10 nanosegundos.
La base de nuestra hipotética pirámide es
la memoria principal,
donde existe una mayor cantidad de espacio (puede llegar hasta 1
gigabyte, esto es, mil millones de bytes), pero que tiene la
desventaja de que el tiempo de acceso es muy superior, lo que la
convierte en mucho más lenta que los registros.
Entre ambas se situaría una zona de memoria que
se llama memoria
caché. La memoria caché es una zona
especial de memoria que sirve para optimizar los tiempos de
acceso a la memoria RAM por
métodos
estadísticos.
Memoria de Acceso
Aleatorio (RAM)
Las Memorias de Acceso
Aleatorio (RAM: Random Access Memory) son memorias
construidas sobre semiconductores
donde la información se almacena en celdas de memoria que
pueden adquirir uno cualquiera de los dos valores del
código binario.
Las memorias de acceso aleatorio son memorias en la que
se puede leer y escribir información. Permite el acceso a
cualquier información que contenga con la misma velocidad.
Esto significa que se puede acceder aleatoriamente a cualquier
información almacenada sin que se afecte la eficiencia del
acceso. Contrasta con las memorias secuenciales, por ejemplo una
cinta magnética, donde la facilidad de acceso a una
información depende del lugar de la cinta donde
esté almacenada.
Las tecnologías de memorias RAM se basan
en Celdas de Memoria.
La memoria RAM es volátil, esto es, cuando se corta la
alimentación eléctrica se pierde toda la
información que estuviera almacenada en este tipo de
memoria. La
comunicación de la RAM con la CPU se realiza a
través del Bus de
Direcciones y el Bus de
Datos.
La memoria RAM se utiliza tanto para almacenar
temporalmente programas y datos como para guardar los resultados
intermedios que se están manipulando durante un
proceso.
Una celda de memoria concreta de la RAM se puede
referenciar con una dirección de Segmento de Memoria
y un valor determinado dentro de ese segmento llamado
«desplazamiento».
La RAM está dividida en segmentos de memoria para
facilitar su manejo por la unidad de control. Los segmentos de
memoria tienen un tamaño múltiplo de 16, de 0 a F
en Hexadecimal. El rango total varía desde 0000 hasta un
valor Hexadecimal que depende de la cantidad de semiconductores
de memoria RAM con la que se haya configurado el sistema de la
computadora.
Los segmentos de memoria se agrupan en diferentes
Áreas de Trabajo que
permiten delimitar las diversas funciones que se realizan en la
memoria.
Las áreas de la memoria son:
• Memoria Convencional.
• Memoria Extendida.
La Memoria
Convencional viene delimitada por la capacidad de
direccionamiento de memoria de la CPU de la computadora y la
capacidad de manejo de memoria que sea capaz de realizar el
sistema operativo que gestiona el sistema
informático.
Se puede ver un ejemplo en el microprocesador Intel 8088
que constituía la CPU de los primeros Personal Computer de
IBM; este microprocesador era capaz de direccionar un
máximo de 1 megabyte de memoria, por ello, las primeras
versiones del sistema operativo que lo gestionaba no necesitaban
manejar más de 640 kilobytes para poder realizar su
trabajo.
En la actualidad, las unidades centrales de proceso,
como el microprocesador 80486, pueden llegar a manejar hasta 4
gigabytes de memoria, por lo que los sistemas
operativos como OS/2 o WINDOWS han
previsto esta posibilidad, pudiendo manejar esa cantidad de
memoria.
La Memoria Convencional se Divide en:
• Memoria Baja.
• Memoria Alta.
La Memoria Baja
es el área de memoria del sistema. Ocupa las
primeras direcciones de la memoria convencional y está
ocupada por las tablas de los vectores de
las interrupciones, las rutinas de la ROM-BIOS y la parte
residente del sistema operativo.
La Memoria
Alta, también se denomina área de
memoria del usuario, es la zona en la que se sitúan los
códigos de los programas ejecutables y los datos que
éstos manejan en las diferentes aplicaciones que la
computadora ejecuta.
Puede ocurrir que la memoria convencional, es decir, la
memoria que existe en la configuración de la computadora
no sea suficiente para poder realizar ciertas operaciones en ese
sistema informático; para poder solventar ese problema se
utiliza la memoria extendida.
La Memoria Extendida
se utiliza en computadoras que poseen una CPU que puede
direccionar una gran cantidad de memoria, más de 1
megabyte, asociada a sistemas
operativos que permiten gestionarla correctamente, es decir,
los sistemas operativos multitareas o multiusuarios como UNIX, WINDOWS,
sistemas operativos LAN,
etc.
Estos sistemas operativos permiten instalar el
código de los programas de aplicaciones y los datos que
éstos manejan fuera del área de la memoria
convencional denominada área de memoria del usuario,
pudiendo, por tanto, realizar más de un proceso al mismo
tiempo o permitiendo trabajar a varios usuarios a la vez en la
misma computadora, como en una red de área
local.
Sin embargo, puede ocurrir que la memoria extendida no
tenga el tamaño suficiente para que todos los procesos o
todos los usuarios puedan realizar sus tareas al mismo tiempo;
una solución que se utiliza para resolver este problema es
una simulación
de la memoria de trabajo llamada Memoria Virtual.
Esta memoria
virtual consiste en que cuando el sistema informático
intenta utilizar más memoria de trabajo que la que
realmente existe, el gestor de la memoria salva una parte de la
información que existe en la memoria, en el disco duro del
sistema informático.
La parte de la memoria salvada en el disco se
llama página;
esta página de memoria almacenada queda disponible en la
memoria de trabajo para ser utilizada por el sistema
informático. Cuando la computadora necesite utilizar la
información almacenada en la página guardada en el
disco del sistema informático volverá a repetir el
proceso salvando otra página de memoria en el disco y
recuperando la que estaba almacenada en él.
La Memoria Virtual
tiene Ventajas e Inconvenientes.
Entre las Ventajas
merece la pena destacar que nos permite utilizar una gran
cantidad de software, al mismo tiempo dentro del sistema
informático, que de otra forma no se podría
utilizar al no tener suficiente memoria y que nos permite
utilizar mejor los recursos del
sistema informático.
El principal Inconveniente que conlleva la memoria
virtual es que si existe una excesiva cantidad de páginas
se ralentiza considerablemente la velocidad de proceso del
sistema informático al tener que acceder constantemente al
disco, pudiendo, por ello, causar colapsos en los diferentes
procesos.
Un tipo diferente de ampliación de la memoria de
trabajo es la denominada Memoria
Expandida. Este tipo de memoria utiliza una serie de
bancos de
memoria en forma de circuitos
integrados que se añaden a la circuitería
básica de la computadora.
El estándar de memoria expandida lo instituyeron
Lotus, Intel y Microsoft, por
lo que en algunos lugares puede aparecer como memoria
LIM.
La memoria expandida utilizaba una zona de la memoria
convencional para crear un mapa de la cantidad de memoria
expandida que se añade al sistema informático. El
mapa permitirá que, cuando un programa de
aplicación lo solicite, el gestor de la memoria expandida
distribuya por las diferentes páginas en que se dividen
los bancos de memoria los datos que la aplicación no puede
manejar en la memoria convencional.
Como los tipos de memorias vistos anteriormente,
la Memoria Expandida
tiene también ventajas e inconvenientes.
La principal Ventaja
es que al no realizar accesos al disco del sistema
informático es mucho más rápida que la
memoria virtual, pero el Inconveniente con que se encuentra la
memoria expandida es que como los que tienen que solicitar su
utilización son los propios programas de
aplicación, en este tipo de memorias sólo se pueden
almacenar datos, debiéndose colocar el código de
los programas de aplicación en la memoria
convencional.
Existen dos tipos de memorias RAM:
• RAM Estáticas.
Son memorias RAM convencionales que mantienen la
información almacenada en ellas permanentemente, mientras
se mantenga la alimentación eléctrica.
• RAM Dinámicas (DRAM).
La diferencia fundamental entre este tipo de memorias y
las memorias RAM estáticas es que debido a que la celda de
memoria donde almacenan la información tiende a
descargarse, por tanto a perder la información almacenada
en ella, se ha de producir un «refresco», esto es,
una regrabación de la información almacenada cada
pocos milisegundos para que no se pierdan los datos
almacenados.
La ventaja con respecto a las memorias RAM
convencionales es su bajo costo para tamaños de memorias
medios y grandes.
Un tipo específico de memorias DRAM son las VRAM
(Vídeo RAM). Este tipo de memorias está
diseñadas específicamentepara almacenar los datos
de vídeo de los sistemas informáticos. Estas
memorias son especialmente útiles para manejar subsistemas
de vídeo, ya que su necesidad de refresco constante
permite un manejo más sencillo de las cambiantes
señales de vídeo.
La ROM (Read
Only Memory) es una «Memoria
Sólo de Lectura». En ella sólo
se puede leer la información que contiene, no es posible
modificarla. En este tipo de memoria se acostumbra a guardar las
instrucciones de arranque y el funcionamiento coordinado de la
computadora.
Físicamente, las memorias ROM son cápsulas
de cristales de silicio. La información que contienen se
graba de una forma especial por sus fabricantes o empresas muy
especializadas.
Las memorias de este tipo, al contrario que las RAM, no
son volátiles, pero se pueden deteriorar a causa de campos
magnéticos demasiado potentes.
La comunicación con el procesador se realiza, al
igual que en las memorias RAM, a través de los buses de
direcciones y datos.
Al existir sólo la posibilidad de lectura, la
señal de control, que en la RAM se utilizaba para indicar
si se iba a leer o escribir, sólo va a intervenir para
autorizar la utilización de la memoria
ROM.
Además de las ROM, en las que sólo puede
grabar información el fabricante de la memoria, existen
otros tipos de memorias no volátiles que se pueden
modificar de diversas formas y son de una flexibilidad y potencia
de uso mayor que las simples ROM. La utilización de este
tipo de memorias permite a los usuarios configurar computadoras
dedicadas a tareas concretas, modificando simplemente la programación de los bancos de memoria del
sistema informático. Estas memorias son:
• PROM (Programable Read Only Memory o Memoria
Programable Sólo de Lectura).
Las memorias PROM son memorias sólo de lectura
que, a diferencia de las ROM, no vienen programadas desde la
fábrica donde se construyen, sino que es el propio usuario
el que graba, permanentemente, con medios especiales la
información que más le interesa.
• EPROM (Erasable-Programable Read Only Memory o
Memoria Borrable y Programable Sólo de
Lectura).
Las EPROM tienen la ventaja, con respecto a las otras
memorias ROM, de que pueden ser reutilizables ya que, aunque la
información que se almacena en ellas permanece
permanentemente grabada, ésta se puede borrar y volver a
grabar mediante procesos especiales, como puede ser el
mantenerlas durante treinta minutos bajo una fuente de rayos
ultravioletas para borrarlas.
• EEPROM (Electrically Erasable-Programable Read
Only Memory o Memoria Borrable y Programable
Eléctricamente Sólo de Lectura).
Las EEPROM aumentan, más si cabe, su ventaja con
respecto a los anteriores tipos de memorias, ya que la
información que se almacena en ellas se puede manipular
con energía eléctrica y no es necesaria la
utilización de rayos ultravioletas.
La Memoria
Caché es una zona especial de la memoria
principal que se construye con una tecnología de acceso
mucho más rápida que la memoria RAM convencional.
La velocidad de la caché con respecto a la memoria RAM
convencional es del orden de 5 a 10 veces superior.
A medida que los microprocesadores fueron
haciéndose más y más rápidos
comenzó a producirse una disfunción con la
velocidad de acceso a la memoria de trabajo que se conectaba a
ellos en el sistema informático.
Cada vez que el microprocesador del sistema
informático accede a la memoria RAM para leer o escribir
información tiene que esperar hasta que la memoria RAM
está lista para recibir o enviar los datos. Para realizar
estas operaciones de lectura y escritura más
rápidamente se utiliza un subsistema de memoria intermedia entre el
microprocesador y la memoria RAM convencional que es la
denominada memoria caché.
El funcionamiento de la memoria caché se basa en
que al cargar una información en la memoria principal
(sean instrucciones o datos) ésta se carga en zonas
adyacentes de la memoria. El controlador especial situado dentro
del subsistema de la memoria caché será el que
determine dinámicamente qué posiciones de la
memoria RAM convencional pueden ser utilizadas con más
frecuencia por la aplicación que está
ejecutándose en ese momento y traslada la
información almacenada en ellas a la memoria
caché.
La siguiente vez que el microprocesador necesite acceder
a la memoria RAM convencional existirá una gran probabilidad de
que la información que necesita encontrar se encuentre en
las direcciones de memoria adyacentes a las ya utilizadas. Como
estas direcciones de memorias adyacentes ya se encuentran
almacenadas en la memoria caché, el tiempo de acceso a la
información disminuye en gran medida.
La utilización de algoritmos
estadísticos de acceso a los datos permiten una gestión
mucho más racional del manejo de la memoria RAM
convencional, disminuyendo los tiempos de acceso a la memoria
convencional y acercando ese tiempo de acceso al de la propia
caché.
La memoria caché carga en su área de
memoria propia el segmento de la memoria principal contiguo al
que se está procesando. Debido a que,
estadísticamente, existe una gran probabilidad de que la
siguiente área de memoria que necesite la
aplicación que está corriendo en ese momento sea la
que se encuentra en el área de la caché, se
optimiza el tiempo de acceso a la memoria, ya que debe recordarse
que el acceso a la memoria caché es mucho más
rápido que el acceso a la memoria RAM
convencional.
El tamaño de las memorias caché más
habituales oscila entre los 8 y los 64 kbytes.
El Bus es la
vía a través de la que se van a transmitir y
recibir todas las comunicaciones, tanto internas como externas,
del sistema informático.
El bus es solamente un Dispositivo de Transferencia de
Información entre los componentes conectados
a él, no almacena información alguna en
ningún momento.
Los datos, en forma de señal eléctrica,
sólo permanecen en el bus el tiempo que necesitan en
recorrer la distancia entre los dos componentes implicados en la
transferencia.
En una unidad central de sistema típica el bus se
subdivide en tres buses o grupos de líneas.
• Bus de Direcciones.
• Bus de Datos.
• Bus de Control.
Bus de Direcciones
Es un canal de comunicaciones constituido por
líneas que apuntan a la dirección de memoria que
ocupa o va a ocupar la información a tratar.
Una vez direccionada la posición, la
información, almacenada en la memoria hasta ese momento,
pasará a la CPU a través del bus de
datos.
Para determinar la cantidad de memoria directamente
accesible por la CPU, hay que tener en cuenta el número de
líneas que integran el bus de direcciones, ya que cuanto
mayor sea el número de líneas, mayor será la
cantidad de direcciones y, por tanto, de memoria a manejar por el
sistema informático.
Bus de Datos
El bus de datos es el medio por el que se transmite la
instrucción o dato apuntado por el bus de
direcciones.
Es usado para realizar el intercambio de instrucciones y
datos tanto internamente, entre los diferentes componentes del
sistema informático, como externamente, entre el sistema
informático y los diferentes subsistemas
periféricos que se encuentran en el exterior.
Una de las características principales de una
computadora es el número de bits que puede transferir el
bus de datos (16, 32, 64, etc.). Cuanto mayor sea este
número, mayor será la cantidad de
información que se puede manejar al mismo
tiempo.
Bus de Control
Es un número variable de líneas a
través de las que se controlan las unidades
complementarias.
El número de líneas de control
dependerá directamente de la cantidad que pueda soportar
el tipo de CPU utilizada y de su capacidad de direccionamiento de
información.
Dependiendo del diseño y la tecnología que
se utilice para construir el bus de una microcomputadora se
pueden distinguir tres arquitecturas diferentes:
• Arquitectura ISA.
• Arquitectura MCA.
• Arquitectura EISA.
• Arquitectura ISA.
• Arquitectura ISA
La Arquitectura ISA
(Industry Standard Architecture en inglés) es la
arquitectura con que se construyó el bus de los
microcomputadores AT de IBM.
Esta arquitectura se adoptó por todos los
fabricantes de microcomputadoras compatibles y, en general,
está basada en el modelo de tres
buses explicado anteriormente. Su tecnología es antigua,
ya que se diseñó a principios de la
década de los 80, lo que provoca una gran lentitud, debido
a su velocidad de 8 megaherzios y una anchura de sólo 16
bits.
• Arquitectura MCA.
La Arquitectura MCA
(MicroChannel Architecture en inglés) tuvo su origen
en una línea de microcomputadoras fabricadas por IBM, las
PS/2 (PS significa Personal System).
Las PS/2 fueron unas microcomputadoras en las que, en
sus modelos de
mayor rango, se sustituyó el bus tradicional de las
computadoras personales por un canal de comunicaciones llamado
MicroChannel.
El MicroChannel no es compatible, ni en su diseño
ni en las señales de control, con la tecnología de
bus tradicional, si bien su misión de transferencia de
direcciones de memoria y datos es similar en ambos casos. Las
ventajas de MicroChannel son una mayor velocidad, 10 megaherzios,
una anchura de 32 bits, la posibilidad de autoinstalación
y una mejor gestión de los recursos conectados al canal
gracias a un control denominado busmaster.
• Arquitectura EISA.
La Arquitectura EISA
(Extended Industry Standard Architecture en inglés)
surge como una mejora del estándar ISA por parte de un
grupo de
empresas fabricantes de microcomputadoras compatibles. La
velocidad del bus aumenta, así como la posibilidad de
manejo de datos, llegándose a los 32 bits en paralelo;
asimismo posee autoinstalación y control de
bus.
La unión del aumento de la velocidad interna del
bus y los 32 bits trabajando en paralelo permite a esta
arquitectura una capacidad de manejo y transferencia de datos
desconocida hasta ese momento, pudiendo llegar hasta los 33
megabytes por segundo.
La gran ventaja de la arquitectura EISA es que es
totalmente compatible con ISA, esto es, una tarjeta de
expansión ISA funciona si se la inserta en una ranura
EISA. Evidentemente, no va a poder utilizar totalmente la
potencia del nuevo estándar, funcionando a menor
velocidad, pero funcionando al fin y al cabo.
En la actualidad no existe una arquitectura que tenga el
suficiente peso específico como para desbancar totalmente
al resto, si bien, poco a poco, la arquitectura ISA puede ir
desapareciendo de las configuraciones de los sistemas
informáticos dando paso a las otras dos
arquitecturas.
El reloj de
una computadora se utiliza para dos funciones
principales:
1. Para sincronizar las diversas operaciones
que realizan los diferentes subcomponentes del sistema
informático.
2. Para saber la hora.
El reloj físicamente es un circuito integrado que
emite una cantidad de pulsos por segundo, de manera constante. Al
número de pulsos que emite el reloj cada segundo se
llama Frecuencia del
Reloj.
La frecuencia del reloj se mide en Ciclos por Segundo, también
llamados Hertzios,
siendo cada ciclo un pulso del reloj. Como la frecuencia del
reloj es de varios millones de pulsos por segundo se expresa
habitualmente en Megaherzios.
El reloj marca la
velocidad de proceso de la computadora generando una señal
periódica que es utilizada por todos los componentes del
sistema informático para sincronizar y coordinar las
actividades operativas, evitando el que un componente maneje unos
datos incorrectamente o que la velocidad de transmisión de
datos entre dos componentes sea distinta.
Cuanto mayor sea la frecuencia del reloj mayor
será la velocidad de proceso de la computadora y
podrá realizar mayor cantidad de instrucciones elementales
en un segundo.
El rango de frecuencia de los microprocesadores oscila
entre los 4,77 megaherzios del primer PC diseñado por IBM
y los 200 megaherzios de las actuales computadoras basadas en los
chips Intel Pentium.
Las Tarjetas de
Expansión están diseñadas y
dedicadas a actividades específicas, como pueden ser las
de controlar la salida de vídeo de la computadora,
gráficas, comunicaciones, etc.
Las tarjetas de
expansión no forman parte de la unidad central de proceso,
pero están conectadas directamente a ésta a
través del bus, generalmente dentro de la propia caja de
la unidad central del sistema, y controladas por la CPU en todas
sus operaciones.
Las tarjetas de expansión complementan y ayudan a
la placa base y, por tanto, al microprocesador central
descargándole de tareas que retardarían los
procesos de la CPU, añadiendo al mismo tiempo una serie de
posibilidades operativas que no estaban previstas en los primeros
modelos de computadoras.
A lo largo de la historia del desarrollo de
las computadoras se han ido aprovechando diseños
técnicos anteriores para crear subcomponentes de sistemas
informáticos de complejidad superior; un ejemplo puede ser
el microprocesador 8086 que sirvió como microprocesador
principal para una serie de sistemas informáticos, como
fueron los PS/2 de IBM. En la actualidad puede emplearse como
microprocesador de tarjetas gráficas dedicadas a controlar
los subsistemas de vídeo.
Las tarjetas de expansión cumplen una importante
cantidad de cometidos que van desde controlar actividades del
proceso general del sistema informático (subsistema de
vídeo, subsistema de almacenamiento masivo de
información en los diferentes discos de la computadora,
etc.) hasta permitir una serie de tareas para las que los
diseñadores del sistema informático no han previsto
facilidades o que debido a su costo sólo se entregan como
opcionales.
Tarjetas
Controladoras de Periféricos
Las Tarjetas de
Expansión Controladoras de Periféricos
son placas que contienen circuitos
lógicos y que se conectan al bus de datos para recibir la
información que la CPU envía hacia los
periféricos almacenándola en Buffers, esto es, una serie de
Memorias Intermedias que
actúan como amortiguadoras de los flujos de datos que se
transmiten en el interior del sistema informático y
descargan al procesador principal del control del tráfico
de señales y datos entre el procesador y los
periféricos exteriores.
Las tarjetas de expansión controladoras de
periféricos más importantes son:
• Las Tarjetas de Expansión
Controladoras del Modo de
Vídeo.
• Las Tarjetas de Expansión
Controladoras de Entrada/Salida de
Datos.
• Las Tarjetas de Expansión
Controladoras de
Comunicaciones.
Tarjetas de
Expansión Controladoras del Modo de Video
Este tipo de tarjetas de expansión son
también llamadas Tarjetas
Gráficas. Las tarjetas gráficas van a
proporcionar diferentes clases de calidad en la
información que el sistema informático va a poder
mostrar en su pantalla.
La información que la computadora va a
representar en su pantalla se encuentra en una zona de la memoria
RAM que alimenta periódicamente al cañón de
electrones, a través de la tarjeta controladora del modo
gráfico, de los datos necesarios para representar la
información almacenada en la pantalla del sistema
informático.
La pantalla de la computadora se refresca, esto es,
modifica el dibujo que
aparece en ella con una periodicidad de entre 50 y 80 veces por
segundo. El dibujo que aparece en la pantalla del sistema
informático es el almacenado en la memoria de vídeo
de la computadora y que la tarjeta gráfica recibe para
manejar los datos y enviarlos hacia la pantalla del sistema
informático.
Cuando la tarjeta de vídeo envía la
información almacenada en la memoria hacia la pantalla de
la computadora, estos datos pasan por un convertidor
digital/analógico para convertirse en una señal
eléctrica compatible con la necesaria para que el
componente de generación de imágenes
de la pantalla del sistema informático
(cañón de rayos, LCD, etc.) forme la imagen en la
pantalla de la computadora.
Existen diferencias entre los distintos tipos de
tarjetas gráficas entre las que caben destacar:
1. Modo de Trabajo.
Es como se va a manejar la información que se va
a representar en la pantalla del sistema
informático.
Los modos principales de trabajo son:
• Modo Texto: Se
maneja la información en forma de texto, si bien
algunos de estos caracteres pueden utilizarse para realizar
dibujos
sencillos.
• Modo Gráfico:
Es más completo que el anterior ya que a la posibilidad
del manejo de caracteres se une la de la creación de
dibujos complejos.
2. Utilización del Color.
Algunas tarjetas de vídeo pueden manejar una
serie de parámetros, en forma de código binario,
que permiten la utilización del color en las pantallas de
los sistemas informáticos que estén preparadas para
ello. La utilización, o no, del color permite realizar la
siguiente diferenciación:
• Monocromas: Utilizan
sólo un color que resalta sobre el fondo de la pantalla de
la computadora.
• Policromas: Utilizan
la serie de tres colores
fundamentales (rojo, azul y verde) para obtener las diferentes
mezclas de
colores y tonos que se van a representar en la pantalla del
sistema informático.
3. Resolución Gráfica.
Es una matriz formada por la cantidad total de
líneas de información y el número de puntos
en que se puede dividir cada una de las líneas. Esta
matriz es la información que la tarjeta gráfica
envía hacia la pantalla de la computadora.
A continuación van a estudiarse los tipos de
tarjetas gráficas más conocidas:
Tarjeta Gráfica Hércules.
Las tarjetas gráficas Hércules son
tarjetas de vídeo que trabajan en modo gráfico en
sistemas informáticos cuya configuración incluye
pantallas monocromas.
Fueron diseñadas por Hercules Corp. para poder
crear gráficos en las pantallas monocromas de las
primeras computadoras personales debido a que la tarjeta de
vídeo que incluían estos sistemas
informáticos, el Adaptador Monocromo de IBM, sólo
podía trabajar en modo texto.
Debido a que Hercules Corp. era una empresa
independiente, IBM nunca consideró a la tarjeta de
vídeo creada por ella como un estándar, aunque
sí lo fue de hecho.
Este modelo de tarjeta de vídeo posee una
resolución gráfica de 720 puntos por 348
líneas.
Tarjeta Gráfica CGA.
La tarjeta gráfica CGA (Color Graphics
Adapter-Adaptador de Gráficos Color) fue diseñada
para introducir el color en el mundo de la
microinformática.
Las tarjetas gráficas CGA trabajan en los modos
texto y gráfico, pudiendo conectarse a ellas pantallas de
computadora monocromas y de color.
El problema que presentan las CGA es que su
resolución gráfica es muy pobre en
comparación con el resto de las tarjetas gráficas
del mercado, siendo de 640 puntos por 240 líneas en modo
monocromo y de 320 puntos por 200 líneas trabajando con
cuatro colores.
Tarjeta Gráfica EGA.
La EGA
(Enhanced Graphics
Adapter-Adaptador
Mejorado de Gráficos) es una tarjeta de
vídeo que trabaja en modo gráfico y mejora en gran
medida las prestaciones
de la CGA. Esta tarjeta gráfica trabaja con pantallas de
computadora monocromas o de color.
La resolución de la tarjeta gráfica EGA es
de 640 puntos por 350 líneas y maneja hasta 16 colores al
mismo tiempo.
Tarjeta Gráfica MCGA.
Esta Tarjeta Gráfica (Microchannel Graphics Adapter –
Adaptador Gráfico
Microchannel) fue diseñada por IBM para
trabajar en sus microcomputadoras del tipo PS/2.
La MCGA
tenía una resolución máxima de 640
puntos por 400 líneas en modo monocromo,
reduciéndose a medida que se aumentaba el número de
colores con que se trabajaba.
Tarjeta Gráfica VGA.
La Tarjeta Gráfica VGA (Video
Graphics Adapter – Adaptador Vídeo de Gráficos)
se diseñó, como la anterior, para los sistemas
informáticos PS/2 de IBM. La diferencia entre ambas
tarjetas gráficas es que si la anterior se instaló
en los sistemas informáticos menos potentes, la VGA se
instaló en los sistemas informáticos más
potentes de la gama PS/2, debido a su mejor
resolución.
Al contrario que la MCGA, la tarjeta gráfica VGA
sí tuvo un modelo compatible con el bus habitual de los
sistemas PC y gracias a su calidad de diseño y
fabricación ha llegado a convertirse en un estándar
dentro del mercado microinformático.
La resolución de esta tarjeta gráfica
tiene dos modos distintos:
• La resolución en modo texto es de 720
puntos por 400 líneas manejando los dos colores del
monocromo.
• La resolución en modo gráfico es de
640 puntos por 480 líneas y maneja 16 colores.
Tarjeta Gráfica SVGA.
La tarjeta gráfica SVGA (Super
Video Graphics
Adapte – Super
Adaptador Vídeo de Gráficos) es un
diseño de reciente creación. Ha sido introducida en
el mercado como una tarjeta gráfica VGA, ampliada y
mejorada, que rápidamente está consiguiendo una
importante cuota de instalación en las configuraciones de
los nuevos sistemas informáticos.
La posibilidad de manejo por la propia tarjeta
gráfica de un megabyte de memoria DRAM, que puede
ampliarse hasta los dos megabytes, supone una importante potencia
gráfica que da, a los sistemas microinformáticos,
posibilidades de manejo de gráficos que antes sólo
podían realizar las estaciones de trabajo o las
minicomputadoras.
La resolución de esta tarjeta gráfica es
muy alta, llegando a los 1.280 puntos por 1.024
líneas.
Tarjetas Controladoras de Entrada y
Salida de Datos
La función principal de estos dispositivos es
adaptar la información procesada por la unidad central de
proceso, canalizando las transferencias de información
entre la computadora y los dispositivos
periféricos exteriores.
Con las tarjetas controladoras de entrada y salida de
datos se consigue:
- Independencia funcional entre la unidad central de
proceso y los periféricos asociados a ella. Las tarjetas
controladoras evitan la lentitud de los procesos debido a la
diferencia de velocidad entre la CPU y los
periféricos. - Adaptación de diversos tipos de
periféricos al sistema informático,
independientemente de que la operatividad entre ellos y la
computadora no sea compatible. - Pueden servir de traductoras entre el modo digital de
la computadora y el analógico del de otros medios por
los que se pueden establecer enlaces entre sistemas
informáticos.
Tarjetas Controladoras
de Comunicaciones
Las Tarjetas
Controladoras de comunicaciones son unidades que
permiten la conexión de una computadora central,
denominada sistema central o servidor, con una
serie de computadoras menos potentes que utilizan parte de los
recursos del servidor para aumentar su operatividad.
La conexión se produce a través de una
serie de Enlaces que
unen todas las computadoras entre sí formando una
Red de
Comunicaciones.
Si los sistemas informáticos que constituyen esta
red de comunicaciones se encuentra en una zona no muy extensa, no
mayor que un edificio, la red se denomina Red de Área Local
(LAN – Local Area
Network).
Si la red de comunicaciones tiene una extensión
mayor y se utilizan los servicios de las compañías
telefónicas para enlazar las diferentes computadoras que
componen la red, ésta se denomina Red de Área Extensa
(WAN-Wide Area
Network).
Las tarjetas controladoras de comunicaciones más
comunes son las tarjetas de conexión a redes de área local.
Este tipo de tarjetas de comunicaciones se estudiarán
más adelante en un apartado específico dedicado a
ella; sin embargo, se puede adelantar aquí que las
tarjetas controladoras de comunicaciones se dividen en dos grupos
principales:
• Tarjetas de conexión a redes locales
(LAN).
• Tarjetas de expansión módem (para
redes de comunicaciones extensas).
Las tarjetas de conexión a redes LAN son
tarjetas de expansión que proporcionan una
Conexión y una
Dirección que permiten
identificar al usuario en el interior de la red,
posibilitándole el poder enviar y recibir
información al sistema informático.
La conexión que proporcionan las tarjetas de
conexión a redes de área local es a un cable coaxial
muy similar al utilizado para conectar una televisión
comercial a su antena exterior. La velocidad que este medio
permite dentro de la red de comunicaciones es, sin embargo,
inferior a la que poseen los sistemas informáticos
conectados a ella, rondando unos pocos megaherzios.
Las tarjetas de expansión módem modulan la
señal digital existente dentro de la unidad central del
sistema de la computadora y la transforman convirtiéndola
en analógica.
Esta señal analógica se superpone a otra
señal llamada portadora, que es la que viaja por el cable
telefónico, sobre la que va a poder atravesar las
líneas telefónicas hasta un punto remoto donde otro
módem volverá a convertir la señal en
digital para que pueda ser utilizada por otra
computadora.
Las velocidades de transmisión que proporcionan
este tipo de tarjetas de expansión módem oscilan
entre los 1.200 y los 28.800 bits por segundo.
Enciclopedia de Informática y
Computación
Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta 2004
Francisco Javier Ayala
Martinez
Edad: 18 Años