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 microcomputadora, 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 componentes.
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 de estado.
•
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 Máximo | Tiempo de Acceso |
| Registros | Hasta 200 Bytes | Menos de 10 Nanosegundos |
| Memoria Caché | Hasta 512 Bbytes | Entre 10 y 30 Nanosegundos |
| Memoria Principal | Más de 1 Gigabyte | Entre 30 y 100 Nanosegundos |
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.
BIBLIOGRAFÍA
Enciclopedia
de Informática y Computación
Biblioteca de Consulta
Microsoft Encarta 2004