El concepto de arquitectura en el entorno informático
proporciona una descripción de
la construcción y distribución física de
los componentes de lacomputadora.
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 diferentessistemas 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 dealimentación 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
redinformática.
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 cálculosmatemáticos 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 códigobinario.
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.
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
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 supotencia 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.
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 losvectores 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 oempresas 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.
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.
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 lasprestaciones 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:
1. 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.
2. Adaptación de diversos tipos de periféricos al sistema informático,
independientemente de que la operatividad entre ellos y la computadora no sea
compatible.
3. 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.
Las Tarjetas Controladoras de comunicaciones son unidades que permiten
la conexión de una computadora central, denominada sistema central oservidor, 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 televisióncomercial 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.
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