-La mayoría de los programas están almacenados en disco, constituyendo archivos "ejecutables". Cuando se necesita un programa, una copia de éste pasa a memoria principal, para ser ejecutado.
-Generalmente pasa de disco a memoria una copia del archivo de datos que procesará un programa. Los resultados obtenidos van de memoria a disco, formando parte de dicho archivo o de otro.
-El disco sirve también para simular una "memoria virtual", de mucha mayor capacidad que la memoria principal existente.
Comúnmente, los disquetes son usados para copias de resguardo ("backup"), y para transportar archivos de programas o de datos.
Los discos rígidos y disquetes son medios de almacenamiento externos. Para ser leídos o escritos deben insertarse en el periférico "unidad de disco"' ("disk drive") que para los disquetes se denomina "disquetera".
Todas las pistas de un disquete guardan la misma cantidad de bits y tienen igual número de sectores, por lo que en las pistas más internas los bits están más "apretados" que en las de mayor radio, o sea que en las internas se tiene una mayor densidad de bits grabados por pulgada de pista (bits per inch = bpi). No ocurre lo mismo en los discos rígidos actuales.
La densidad depende del tipo de material magnetizable de las caras, del ancho del entrehierro de las cabezas, y de la técnica de codificación de bits empleada para grabar (MFM, RLL, o ARLL). Una pista grabada en un viejo disquete de 5 ¼" con dos caras ("sides") y doble densidad (indicado 2S/2D), puede tener por pista 9 sectores de 512 Bytes. O sea que se tendrá 512 x 9 = 4608 Bytes/pista. Además de la cantidad de sectores por pista, en el cálculo de la capacidad de un disco interviene el número total de pistas (cilindros) que tiene en cada cara. Para el disquete este número es 40 pistas por cara. Entonces, la capacidad de almacenamiento por cara será 4608 x 40 = 184.320 Bytes. Puesto que se usan las dos caras, la capacidad total de estos disquetes era de 184.320 x 2 = 368.640 Bytes = 360 KB. El número de pistas (cilindros) por cara depende de la cantidad de pistas ("tracks") que puedan grabarse por pulgada ("tracks per inch" = tpi") o centímetro, medidas en sentido radial.
Por lo tanto, en el cálculo de la capacidad total de almacenamiento de un disco magnético intervienen:
-De la densidad lineal de cada pista (indicada en bpi), la cual determina el número de sectores de una determinada longitud que existirán por pista. Para el DOS esta longitud debe ser de 512 bytes.
-De la densidad radial de pistas (indicada en tpi), que define el total de pistas (cilindros) por cara.
Son corrientes los disquetes de 5 ¼" en los que el material magnético admite en cada pista el doble de bits por inch que los de] tipo 2S/2D citados. En éstos, una pista puede tener 15 sectores de 512 Bytes, o sea 15 x 5l2 = 7.680 Bytes por pista. Además poseen el doble de densidad radial de pistas: 96 tpi, resultando concretamente 80 pistas por cara. Se conocen como 2S/HD, o sea dos caras y alta densidad ("high density"). Resulta así 7680 x 80 = 614.400 Bytes por cara, y para las dos caras un total de:
614.400 x 2 = 1.228.800 Bytes = 1,2 Megabytes (MB)'
Estos son los disquetes de 5 ¼" que ya casi no se usan.
Los disquetes de 3 ½" contienen cobalto en el material magnético. Los primeros fueron del tipo 2DD (dos caras y doble densidad), con 9 sectores/pista, o sea 512x9 = 4608 Bytes/pista. Tenían 135 tpi, por lo cual son posibles 80 pistas/cara.
Entonces resultaban: 4608 x 80 = 368.640 Bytes por cara; y en total 368.640 x 2 = 737.280 Bytes = 720 KB.
En 3 ½" se popularizaron los del tipo 2HD, de alta densidad, también de 135 tpi, (80 pistas) pero de 18 sectores por pista. La capacidad total será el doble que el anterior: 18 x 512 x 80 x 2 = 1.474560 Bytes = 1,44 MB.
Igual método de cálculo se aplica a discos rígidos. Así, un rígido de 8 platos, con 1024 pistas (cilindros) por cara, y 63 sectores (de 512 Bytes) por pista, tendrá una capacidad por cara de 63 x 512 x 1.024 = 33.030.144 Como tiene 8 platos = 16 caras, la capacidad neta total será: 33.030.144 x 16 = 520 MB.
Generalizando, la capacidad neta de un disco o disquete puede calcularse como:
Capacidad = Sectores por pista x Tamaño sector (Bytes ) x Pistas (cilindros) por cara x Nro de caras.
No es aconsejable forzar la capacidad máxima que admite cada tipo de disquete, so pena de que a mediano plazo pueda comenzar a perder datos almacenados.
Debe tenerse presente, que la capacidad que aparece indicada en discos rígidos es "bruta", no ocupable totalmente con archivos. Se pierde en promedio del orden de un 20%, puesto que en cada sector se deben escribir bits con el número que lo identifica, junto con información de control, amen de los bits de final e inicio que se usan para separar los sectores contiguos entre sí. Vale decir, que dicha capacidad se refiere a un disco "virgen", sin formatear.
Durante una operación de E/S, el controlador de la unidad de disco o de la disquetera debe recibir tres números: el del cilindro que contiene la pista donde está ese sector, el de la cabeza (head) que accede a esa pista, y el número del sector dentro de la pista. Dichos números en inglés conforman un CHS.
En cada unidad existe una cabeza de lectura/escritura para cada cara de un disco. El controlador ordenará activar para escritura/lectura sólo la cabeza de la cara indicada, y dará la orden de posicionarla sobre el cilindro (pista) seleccionado, siendo que todas las cabezas avanzan al unísono.
Al comienzo de cada sector de un disco están escritos dichos tres números de CHS, formando un número compuesto, que es su "dirección", necesario para localizarlo, direccionarlo, como quiera decirse. Por este motivo se dice que un disco o disquete son dispositivos de memoria auxiliar direccionables.
Para acceder a un sector que está en una cara de un disco, primero el cabezal debe trasladarse hasta el cilindro que contiene la pista donde se encuentra dicho sector, y luego debe esperarse que al girar el disco ese sector quede debajo de la cabeza. Por lo tanto, deben tener lugar dos tiempos:
El brazo con la cabeza correspondiente a esa cara se sitúa en pocos milisegundos (tiempo "seek", de posicionamiento) directamente sobre el cilindro seleccionado, o sea sobre la pista del cilindro correspondiente a esa cara. Se considera un valor promedio para este tiempo.
Una vez que la cabeza se posicionó sobre dicha pista, los sectores de ésta desfilarán debajo de esa cabeza. Cada uno es leído hasta encontrar aquél cuyo número coincida con el enviado a la controladora, en cuyo caso su campo de datos será escrito o leído.
El tiempo que dura esta búsqueda secuencial es el tiempo de latencia o demora rotacional (en promedio es el tiempo de media vuelta). Si el sector buscado estaba en la posición señalada con "X" cuando la cabeza llegó a la pista indicada, este tiempo es el que tarda en llegar hasta la cabeza, para comenzar a ser leído.
La suma de estos dos tiempos promedio conforma el tiempo de acceso, o sea es el tiempo que transcurre desde que la controladora ordena al cabezal posicionarse sobre un cilindro, hasta que la cabeza indicada accede al sector buscado. La duración de este tiempo sólo depende del tipo de unidad de disco que se trate:
T acceso = t promedio posicionamiento + t promedio latencia
En un disquete este tiempo será del orden de (70 + 100) mseg. = 170 mseg.
En un disco rígido es mucho menor: hoy es común tener 10 mseg de seek, y 7 mseg de latencia (a 4500 r.p.m.) en total 17 mseg. Existen discos que esos totales son menores.
Los fabricantes especifican el tiempo de posicionamiento en vez del promedio total. También suelen "fabricar" un tiempo de acceso que pondera la mejora electrónica obtenida por la acción de un caché de disco, cuando se ordena leer una sucesión de sectores ubicados en una misma pista o cilindro, y suponen en forma optimista que esto ocurrirá en el 40% de los accesos ordenados.
Suponiendo una lectura, una vez que el sector requerido está frente a la cabeza activada -luego de transcurrir los tiempos de posicionamiento y de latencia- ella debe leer bit por bit dicho sector, pasando estos bits en serie hacia la electrónica, y luego hacia la interfaz del disco o disquete. El destino final de los bits que conforman el campo de datos de un sector, es la zona de memoria principal (buffer) reservada para esos datos. A esta zona esos bits leídos llegan en paralelo (de 16 ó 32 por vez) a través del bus que une la interfaz con la memoria principal.
Sea un disco de 32 sectores por pista, que gira a 3.600 r.p.m. = 60 r.p.seg. 1 revolución/ 16 mseg.?
Un sector cualquiera de los 32 de una pista será recorrido por la cabeza en 1/32 de revolución, o sea en 16 mseg/32 = 0,5 mseg. Durante este tiempo de lectura, los bits del campo de datos (que forman 512 bytes) se van transfiriendo hacia la electrónica (IDE o SCSI) de la unidad de disco, a medida que la cabeza los va leyendo. O sea que durante dicho tiempo se están enviando a razón de 512/0,5 bytes/mseg. = 1024 bytes/mseg = 1.024.000 bytes/seg., casi 1 MB/seg.
Este valor constituye la velocidad de transferencia interna.
Inversamente, en una escritura del disco, a medida que frente a la cabeza seleccionada pasa el campo de datos del sector, la unidad (IDE ó SCSI) le debe enviar en serie los bits a escribir, los cuales fueron llegando a esta unidad (de a bytes) por el bus, desde memoria principal. Puesto que el disco gira a igual velocidad en lectura o escritura, el tiempo de escritura o lectura del campo de datos será el mismo, y por lo tanto también la velocidad de transferencia interna será igual en la escritura o lectura.
Estos MB/seg definen la velocidad de transferencia interna, que suele ser indicada como la "velocidad de transferencia" por los fabricantes de unidades de disco. Debe tomarse ésta como la velocidad con que una cabeza puede leer o escribir "al vuelo" los bits de un sector, siendo esta velocidad una medida de la velocidad máxima a la que se pueden transferir bits entre disco y memoria (o viceversa).
Esto es porque si consideramos el trayecto total que deben recorrer los datos en una operación de entrada (lectura de disco) o salida (escritura del mismo), no se puede dejar de lado el tiempo que insume su transferencia a través del bus (ISA, VESA o PCI) que comunica la porción central con el registro port de datos ubicado en la electrónica (como la ATA-IDE). Asimismo, importa la velocidad de respuesta de esta interfaz. Si ella o el bus no son lo suficiente rápidos, la velocidad real de transferencia de datos hacia o desde un disco a memoria puede ser bastante menor que la máxima citada.
La velocidad de transferencia interna será la velocidad de transferencia real sólo si a medida que la cabeza lee (o escribe) los datos de un sector, ellos se van transfiriendo hacia memoria (desde memoria) sin demoras. Conforme a lo anterior resulta que la velocidad de transferencia de un disco depende:
-De la velocidad de transferencia interna de la unidad de disco (dependiente de la densidad, y las r.p.m.).
-Del tiempo de respuesta de la interfaz controladora (EIDE, SCSI), y de la existencia de un caché en ella.
-De la velocidad del bus al cual la interfaz se conecta (hoy día debe ser PCI).
El tiempo de transferencia entre disco y memoria se halla dividiendo los bytes de un sector (512), por la velocidad de transferencia, y es por lo menos lo que tarda la cabeza en pasar por la zona de datos del sector.
Un disquete de 3 ½" y 1,44 MB, 80 cilindros y 18 sectores por pista gira a 300 rpm. o sea 200 mseg por vuelta. Por lo tanto, un sector será recorrido en (200/18) mseg = 11 mseg. La velocidad de transferencia interna será: 512 Bytes/11 mseg = 50 KB/seg. que también será la velocidad de transferencia puesto que aunque la controladora esté conectada a un bus ISA.
En general, a igualdad de velocidad de giro, si se aumenta la densidad lineal (número de bits por cm de pista) se transferirán más bits por segundo. Hoy día esta densidad va en aumento en los nuevos modelos de discos rígidos, dado que con los actuales tipos de cabeza desarrollados se pueden grabar y detectar más bits por cm de pista, por lo que cada vez resultan mayores velocidades de transferencia interna de bits. Esto debe tener como correlato interfaces (IDE o SCSI) que tengan listos rápidamente los datos a escribir o los leídos en un disco, y buses, con un ancho de banda apto para soportar tales velocidades de transferencia entre la interfaz y memoria.
También en muchos casos se ha aumentado la velocidad de giro de los rígidos, lo cual a su vez trae aparejado una mayor velocidad de transferencia.
Teniendo en cuenta los tiempos descriptos, el tiempo total de entrada/salida que se tarda en atender una orden de lectura (o escritura) que llegó al controlador de la unidad de disco será:
T E/S = t posicionamiento + t latencia + t transferencia
Se trata que este tiempo sea lo más corto posible, pues la escritura y lectura de archivos en disco (rígido) es una actividad frecuente en un sistema de computación.
Anteriormente se hizo mención al posicionamiento de las cabezas sobre el cilindro al cual se quiere acceder cuando el disquete está girando, y a las corrientes eléctricas que circulan en la cabeza que está escribiendo o leyendo, etc.
Estas acciones básicas de la "unidad de disquete" o "disquetera" ("drive" A 0 B) sirven a su objetivo de escribir o leer una pequeña superficie (sector) del disquete inserto en este periférico. Para tales acciones la disquetera presenta en esencia:
Mecanismos de sujección y eyección del sobre protector (con el botón frontal), y para desplazar la ventana de protección.
-Motor para girar el disco.
-Otro motor "paso a paso"', para hacer avanzar de pista en pista (de un cilindro al siguiente), a la armadura que porta las dos cabezas (ampliada más en detalle y abierta a la derecha de la figura 2.21). Las cabezas así se mueven en movimiento radial rectilíneo -hacia delante o atrás- hasta el cilindro seleccionado.
-Sensores para detectar presencia de disquete, y si está protegido contra escritura en su cubierta.
-Bus de conexión a su interfaz, conocida como "controladora".
-Circuitos que constituyen la electrónica de este periférico, para accionar los elementos anteriores, conforme a las señales eléctricas que recibe de la controladora (interfaz) de las disqueteras (A y B), a través de conductores del bus de conexionado citado.
-Capac. Almac.= Nro. pistas x Nro. de sectores x Nro. de caras x Nro. de bytes/sector
Las señales que llegan a la disquetera desde la interfaz ordenan, entre otras acciones:
-Poner en marcha el motor de giro de la unidad seleccionada (sea la A ó B).
-Posicionar (mediante el motor paso a paso) la armadura en un determinado cilindro del disquete.
-Seleccionar cuál de las dos cabezas se activará.
A su vez por cables de dicho bus de conexión, la electrónica puede enviar hacia la interfaz señales, como:
-Aviso de inicio de pista (cuando el agujero correspondiente del disquete coincide con el del sobre).
-Aviso de escritura protegida.
-Aviso que datos leídos son enviados a la interfaz.
Pros: portabilidad, reducido formato, precio global, muy extendido
Contras: capacidad reducida, incompatible con disquetes de 3,5"
Las unidades Zip se caracterizan externamente por ser de un color azul oscuro, al igual que los disquetes habituales (los hay de todos los colores). Estos discos son dispositivos magnéticos un poco mayores que los clásicos disquetes de 3,5 pulgadas, aunque mucho más robustos y fiables, con una capacidad sin compresión de 100 MB una vez formateados.
Su capacidad los hace inapropiados para hacer copias de seguridad del disco duro completo, aunque perfectos para archivar todos los archivos referentes a un mismo tema o proyecto en un único disco. Su velocidad de transferencia de datos no resulta comparable a la de un disco duro actual, aunque son decenas de veces más rápidos que una disquetera tradicional (alrededor de 1 MB/s).
Existen en diversos formatos, tanto internos como externos. Los internos pueden tener interfaz IDE, como la de un disco duro o CD-ROM, o bien SCSI; ambas son bastante rápidas, la SCSI un poco más, aunque su precio es también superior.
Las versiones externas aparecen con interfaz SCSI (con un rendimiento idéntico a la versión interna) o bien conectable al puerto paralelo, sin tener que prescindir de la impresora conectada a éste. El modelo para puerto paralelo pone el acento en la portabilidad absoluta entre ordenadores (Sólo se necesita que tengan el puerto Lpt1) aunque su velocidad es la más reducida de las tres versiones. Muy resistente, puede ser el acompañante ideal de un portátil.
Ha tenido gran aceptación, siendo el estándar en su segmento, pese a no poder prescindir de la disquetera de 3,5" con la que no son en absoluto compatibles, aunque sus ventajas puede que suplan este inconveniente. El precio de la versión interna ronda los $262.500 (más IVA) y los Discos alrededor de $35.000 (más IVA).
Muchas de las primeras unidades Zip sufrían el denominado "mal del click", que consistía en un defecto en la unidad lectora-grabadora que, tras hacer unos ruiditos o "clicks", destrozaba el disco introducido; afortunadamente, este defecto está corregido en las unidades actuales. En todo caso, los discos son bastante resistentes, pero evidentemente no llegan a durar lo que un CD-ROM.
Los discos ópticos presentan una capa interna protegida, donde se guardan los bits mediante distintas tecnologías, siendo que en todas ellas dichos bits se leen merced a un rayo láser incidente. Este, al ser reflejado, permite detectar variaciones microscópicas de propiedades óptico-reflectivas ocurridas como consecuencia de la grabación realizada en la escritura. Un sistema óptico con lentes encamina el haz luminoso, y lo enfoca como un punto en la capa del disco que almacena los datos.
Las tecnologías de grabación (escritura) a desarrollar son:
-Por moldeado durante la fabricación, mediante un molde de níquel (CD-ROM y DVD ROM),
-Por la acción de un haz láser (CD-R y CD-RW, también llamado CD-E),
-Por la acción de un haz láser en conjunción con un campo magnético (discos magneto-ópticos - MO).
Los discos ópticos tienen las siguientes características, confrontadas con los discos magnéticos:
-Los discos ópticos, además de ser medios removibles con capacidad para almacenar masivamente datos en pequeños espacios -por lo menos diez veces más que un disco rígido de igual tamaño- son portables y seguros en la conservación de los datos (que también permanecen si se corta la energía eléctrica). El hecho de ser portables deviene del hecho de que son removibles de la unidad.
Asimismo, tienen bajo costo por byte almacenado. Los CD-ROM se copian (producen) masivamente
La mayor capacidad de los discos ópticos frente a los magnéticos se debe al carácter puntual del haz láser incidente, y a la precisión del enfoque óptico del láser. Ello permite que en una pista los bits estén más juntos (mayor densidad lineal), y que las pistas estén más próximas (más t.p.i)
Los CD son más seguros en la conservación de los datos, dado que la capa que los almacena es inmune a los campos magnéticos caseros, y está protegida de la corrosión ambiental, manoseo, etc., por constituir un "sandwich" entre dos capas transparentes de policarbonato.
Por otra parte, la cabeza móvil -que porta la fuente láser y la óptica asociada- por estar separada a 1 mm. de la superficie del disco, mmca puede tocarla. Por ello no produce en ella desgaste por rozamiento, ni existe riesgo de "aterrizaje", como en el disco rígido con cabezas flotantes. Tampoco el haz láser que incide sobre la información puede afectarla, dada su baja potencia.
Son aplicaciones comunes de los discos ópticos: las bases de datos en CD ROM para bibliotecas de datos invariables (enciclopedias, distribución de software, manuales de software, demos, etc.), y para servidores de archivos en una red local, así como el uso de CD-R (gravables por el usuario) para copias de resguardo seguras, y las bibliotecas de imágenes.
Puede estimarse entre 10 y 15 años la permanencia de la información en un CD ROM común, dado que la superficie de aluminio que contiene la información se oxida muy lentamente en ese lapso, salvo que sea sometida a una protección anti-óxido especial, o sea de oro. En un CD-R este tiempo será mucho mayor, por presentar oro la fina capa metálica interior.
Los CD-ROMs se leen mediante un detector que mide la energía reflejada de la superficie al apuntar a esta un láser de bajo poder. Los agujeros, que se denominan huecos (pits), y las áreas sin laserizar entre estos, que se denominan zonas planas (lands), producen una diferente reflectividad del haz de láser, lo que hace posible distinguir entre ambos y recibir dos estados posibles: 0 y 1. Pero no se indica un 0 o un 1 con un land o un pit, sino que un pit indica el cambio de estado, o sea de 0 a 1 o de a 1 a 0, y según la cantidad de lands que haya, el estado se mantiene estable, o sea mientras no se cambie de estado se mantiene una zona de lands(Ver figura 1). De esta manera, se trata de realizar la mínima cantidad de huecos (pits) posibles en el disco, y así poder escribir más rápidamente.
Los CD-Roms están constituidos por una pista en espiral que presenta el mismo número de bits por centímetro en todos sus tramos (densidad lineal constante), para aprovechar mejor el medio de almacenamiento, y no desperdiciar espacio como sucede en los discos magnéticos. Es por esto que en la lectura y grabación de un CD, a medida que el haz láser se aleja del centro del disco, la velocidad debe disminuir, ya que en el centro el espiral es de menos longitud que en los bordes. Alternando las velocidades se logra que la cantidad de bits leídos por segundo sea constante en cualquier tramo, sea en el centro o en los bordes. SI esta velocidad sería constante, se leerían menos bits por segundo si la zona esta más cerca del centro, y más si esta más cerca de los bordes. Todo esto significa que un CD gira a una velocidad angular variable.
Para poder lograr que los CDs tengan igual densidad en cualquier tramo de la espiral, en la grabación, el haz láser emitido por la cabeza (que se mueve en línea recta radial desde el centro al borde del plato) genera la espiral a velocidad lineal constante (CLV), esto significa que la cantidad de bits grabados por segundos será constante.
Pero para poder lograr esto, y mantener una densidad lineal constante y la pista en espiral, será necesario que el CD gire a una velocidad angular variable (explicado anteriormente). Por lo tanto, por girar un CD a una velocidad angular variable, y ser escrito a velocidad linear constante, se escriben y leen la misma cantidad de bits por segundo y por centímetro, cualquiera sea la posición del mismo. Mientras que cada vuelta de la espiral contendrá más o menos bits según si este más cerca del centro o del borde.
Uno de los problemas del CD-ROM es que la impresión de discos de aluminio con cubierta plástica no es muy precisa, por lo cual la información digital contiene, por lo general, muchos errores. Existen dos formas para corregir estos errores:
-La cabeza lectora de la unidad contiene un espejo de precisión manejado por un mecanismo que se utiliza para encontrar errores en la superficie del disco.
-Los datos se graban utilizando un algoritmo denominado ‘código de corrección de errores de Reed Solomon’. Este es similar al algoritmo de Hamming, pero al utilizar mas bits de paridad, puede corregir mayor cantidad de errores.
Un tipo de CD-ROM de 60 min. de duración (también son comunes los de 74 min.) presenta la espiral constituida por 270000 marcos conteniendo cada uno 2048 bytes (2 K) para datos. En total se pueden almacenar: 527 Mb. La espiral presenta unas 16000 vueltas por pulgada radial (t.p.i). Se debe tener en cuenta que en el espesor de un cabello entran 50 vueltas.
Antes de grabar el disco "maestro", un programa fracciona cada archivo a grabar en marcos de 2048 bytes de datos, y les agrega, conforme a los campos de un marco:
-unos y ceros indicadores de comienzo de marco, que sirven para sincronismo con la lectora de CD.
-una secuencia de bits que irá en la cabecera (header) de cada marco para poder localizarlo.
Para poder localizar un marco dentro del CD, este se identifica por una dirección formada por 3 variables. Teniendo en cuenta el CD de 60 minutos (antes explicado), las primeras dos variables de la dirección son los minutos y los segundos horarios (mm:ss), los cuales obviamente varían desde 0 hasta el 59. El comienzo del espiral, o sea el centro del CD, tiene la dirección 00:00, este va progresando según va creciendo el espiral, hasta llegar a la dirección 59:59. Pero estas direcciones no son suficientes para localizar cada marco, de ahí viene la utilidad de la tercera variable. Esta variable, indica el número de marco, teniendo en cuenta los minutos y segundos, y sus valores pueden ser desde el 0 hasta el 74. O sea, que por cada segundo, hay 75 marcos. De esta manera hay 60 valores posibles para los minutos y los segundos, y 75 para cada marco, hay 270 000 direcciones posibles, por lo cual existe una dirección para cada marco.
Teniendo en cuenta esto, podemos deducir, que por ejemplo el marco 155, tendrá la dirección 0:2 4. Esto se deduce ya que si por c/seg existen 75 marcos, si la dirección es 2 seg, esta pertenece al marco 150, entonces para direccionar el marco 155, el marco es el numero 4.
En informática se usan los siguientes tipos de discos ópticos:
-Grabado masivamente por el fabricante, para ser sólo leídos: como lo son el CD ROM (Disco compacto de sólo lectura) y el DVD ROM (Digital Versatil Disc de sólo lectura). En éstos, a partir de un disco "master" grabado con luz láser, se realizan múltiples copias obtenidas por inyección de material (sin usar láser). Se obtienen así discos con una fina capa de aluminio reflectante -entre dos capas transparentes protectoras-. Dicha capa guarda en una cara unos y ceros como surcos discontinuos (figura 2.33), que forman una sola pista en espiral. La espiral es leída con luz láser por la unidad de CD del usuario.
-Grabable una sola vez por el usuario: el CD-R (CD Recordable) antes llamado CD-WO (Write once) En la escritura, el haz láser sigue una pista en espiral pre-construida en una capa de pigrnento. Donde el haz incide, su calor decolora para siempre el punto de incidencia. En la lectura, esta capa deja pasar el haz láser hacia la capa reflectora dorada que está más arriba, reflejándose de forma distinta según que el haz haya atravesado un punto decolorado o no, detectándose así unos y ceros. Ambas capas están protegidas por dos capas transparentes. Una vez escrito, un CD-R puede leerse como un CD-ROM.
-Borrables-regrabables: en la tecnología de grabación magneto-óptico (MO), la luz láser calienta puntos (que serán unos) de una capa -previamente magnetizada uniformemente- para que pierdan su magnetismo original (este corresponde a ceros). Al mismo tiempo, un campo magnético aplicado produce sólo en dichos puntos una magnetización contraria a la originaria (para así grabar unos).
-Estas diferencias puntuales de magnetización son detectadas en la lectura por la luz láser (con menos potencia), dado que provocan distinta polarización de la luz láser que reflejan. Otro tipo de CD ópticos re-escribibles son los CD-E (CD-Erasable), hoy designados CD-RW (CD ReWritable), con escritura "por cambio de fase" (de cristalina a amorfa o viceversa) de los puntos de la capa del disco que guarda los datos. Se trata de una tecnología puramente óptica, sin magnetismo, que requiere una sola pasada para escribir una porción o la pista en espiral completa. En la tecnología PD (Phase change/Dual) que también es por cambio de fase, la unidad escribe pistas concéntricas. "Dual" indica que la unidad también puede leer CD con pistas en espiral (CD-ROM, CD-R, CD-RW).
Si bien los CD-ROM son los CD más usados para almacenar programas y datos, las unidades lectoras de CD actuales también permiten leer información digital de otros tipos de CD basados en la misma tecnología, con vistas a aplicaciones en multimedia, como ser:
CD-DA (Digital Audio): es el conocido CD que escuchamos en un reproductor de CD para audio. Podemos escuchar la música que contiene mientras trabajamos con una PC, o bien mezclarla en usos multimedia.
CD-I son las iniciales de disco compacto interactivo. De tecnología semejante al CD-ROM, puede combinar datos, audio y video, conforme a un estándar multimedia propuesto por Phillips y Sony en 1986. Este también define métodos para codificar y decodificar datos comprimidos, y para visualizarlos. Almacena 72 minutos de audio digital estéreo ó 19 horas de conversación de calidad en mono, ó 6000 a 1500 imágenes de video - según la calidad deseada- que pueden buscarse interactivamente y mezclarse. Requiere una plaqueta inteligente especial en el computador. Al usuario le es factible interactuar mientras el CD es reproducido -en una unidad lectora compatible- mediante el mouse, o un dispositivo para disparar sobre un punto infrarrojo emitido ("thumbstick").
CD-ROM XA (de extended Architecture): es un estándar para sonido e imagen propuesto por Phillips, Sony y Microsoft, extensión de las estructuras de un CD-ROM, que especifica la grabación comprimida de sonido en un CD-ROM por el sistema ADPCM, también empleado en CD-I. Esto hace que un CD-ROM XA sea un puente entre CD-ROM y CD-I.
Photo CD: el estándar elaborado en 1990 por Phillips y Eastman Kodak específica el procedimiento para convertir fotografías de 35 mm en señales digitales para ser grabadas en un CD-R en una o varias sesiones. La grabación se realiza durante el revelado de la película. Así se guardan cientos de fotos color en un CD-R. Los Photo CD y Video CD son CD-ROM XA "Bridge Format", que pueden leerse en lectoras CD-I como en lectoras propias de computadoras.
DVI es un tipo de CD ROM que integra video, televisión, gráficos con animación, audio multicanal y textos. Necesita plaquetas adicionales. Merced a una técnica de compresión de datos, éstos ocupan 120 veces menos lugar, permitiendo ver una hora de video de 30 imágenes por segundo. A esta velocidad, dado que una imagen de TV ocupa 600 KB, para ver un segundo se requieren 600 KB x 30 = 18 MB. De no existir compresión, los 600 MB de un CD ROM 30 seg. de visión. Los reproductores de CD actuales?sólo permiten unos 600/18 pueden leer CD-ROM, CD-R (de varias sesiones), CD-ROM XA, Photo CD, Video-CD, CD-I, CD-plus, y CD-DA.
Cómo se Fabrican los CD-ROM, y se Graban los Sectores de la Espiral
En un CD-ROM la espiral que codifica la información grabada es moldeada (en máquinas que fabrican en serie miles de CD iguales) en un molde de níquel, en el cual a temperatura se inyecta plástico.
A dicha espiral así moldeada se le deposita una fina capa de aluminio, y es protegida por una capa transparente superior. Más en detalle, con el disco visto desde abajo, la superficie grabada presenta una sucesión de hoyos ("pits") separados por espacios planos ("lands"), que forman una pista en espiral.
De este modo, un CD-ROM es grabado por el fabricante -en serie con otros iguales- pudiendo posteriormente ser sólo leído por el usuario en su unidad lectora de CD-ROM. En ésta un haz de láser puntual sigue la pista en espiral metalizada que contiene la información, y al ser reflejado por dicha pista permite detectar la longitud de los "pits" y "lands" que codifican la información almacenada.
Por presentar un CD-ROM más bytes para código detector de errores que un disco CD-DA, no es factible leerlo en una reproductora para CD de audio.
La información digital (bits) en un CD-ROM -al igual que en un CD DA- se debe grabar en bloques (también llamados sectores) contiguos de una espiral.
Un tipo de CD-ROM de 60 min. de duración (también son comunes los de 74 min.) presenta la espiral constituida por 27000 sectores conteniendo cada uno 2048 bytes (2 K) para datos. En total se pueden almacenar:
2048 bytes x 270.000 = 552.960.000 bytes = 552.960.000/1.048.576 MB = 527 MB.
Antes de grabar el disco "master", punto de partida para fabricar miles de CD ROM, un programa fracciona cada archivo a grabar en sectores de 2048 bytes de datos, y les agrega, conforme a los campos de un sector:
-Unos y ceros indicadores de comienzo de bloque, que sirven para sincronismo con la lectora de CD.
-Una secuencia de bits que irá en la cabecera (header) de cada bloque para poder localizarlo.
-Los códigos ECC de Reed y Salomon para detectar/corregir errores que van al final de cada bloque.
Cada uno de los 270.000 bloques así conformados se va grabando en un disco "master" de vidrio, recubierto en una de sus caras por una película que atacará un haz láser, para formar en ella una espiral constituida por hoyos ("pits"). Para ello, se inserta el disco "master" de vidrio en un dispositivo de grabación, que presenta un cabezal que porta un haz láser de potencia, el cual se mueve en línea recta desde el centro al borde del disco. Este movimiento combinado con el de giro del disco, da como resultado que sobre la superficie del disco pueda formarse una espiral que crece desde el centro. Cada vez que el haz es activado, el calor que genera la punta microscópica del mismo (menor que una milésima de mm.) ataca la película que recubre el vidrio del "master" -en la cual está enfocado- generando en ella un hoyo que conformará la espiral.
Más en detalle, una computadora envía al cabezal, uno por uno, los bits a grabar, y en correspondencia se enciende o apaga el haz láser. Si el haz se activa, quema un punto microscópico en la pista en espiral que se va generando (de ancho algo menor que el punto), creando en ella un hoyo. De esta forma dicha pista se va conformando por hoyos ("pits"), separados por espacios no atacados por el haz, los "lands".
En un tipo de grabación corriente, un "land" representa un uno, y el "pit" que le sigue representa uno o más ceros, según sea la longitud de dicho "pit" (y el tiempo involucrado).
La espiral presenta unas 16.000 vueltas por pulgada radial (t.p.i). En el espesor de un cabello entran 50 vueltas. En total tiene 22.190 vueltas.
Cada archivo queda grabado en sectores sucesivos (que forman lo que suele denominarse un "track", aunque la pista en espiral es una sola). A continuación de un archivo sigue otro en la espiral, como en una cinta magnética.
Luego de grabar el disco "maestro" se fabrican réplicas metálicas (resistentes a la manipulación) de su superficie, por duplicación electrolítica, resultando otros discos de metal, "negativos" y "positivos" del "maestro" original. Este servirá de molde para fabricar en serie los CD de plástico. Para fabricar cada CD, por inyección de plástico (policarbonato que se derrite en el molde de níquel citado), se moldean la espiral -réplica de la existente en el "master"- junto con la capa inferior que le sirve de protección, constituyendo una sola pieza transparente. (figura 2.35 a). Por ser el molde un "positivo" del master, la espiral moldeada será un "negativo", o sea los "pits" como "mesetas montañosas" en su superficie superior. Esta superficie "montañosa" en espiral, debe ser metalizada (figura 2.35 b) con una fina capa reflectante de aluminio (u oro); y en otro paso deberá ser cubierta por una capa protectora de resina acrílica, sobre la cual se imprimirá la etiqueta, que conforma el "el techo" plano del CD.
Su definición es: almacenes internos en el ordenador. El término memoria identifica el almacenaje de datos que viene en forma chips, y el almacenaje de la palabra se utiliza para la memoria que existe en las cintas o los discos. Por otra parte, el término memoria se utiliza generalmente como taquigrafía para la memoria física, que refiere a los chips reales capaces de llevar a cabo datos. Algunos ordenadores también utilizan la memoria virtual, que amplía memoria física sobre un disco duro.
Cada ordenador viene con cierta cantidad de memoria física, referida generalmente como memoria principal o RAM. Se puede pensar en memoria principal como arreglo de celdas de memoria, cada una de los cuales puede llevar a cabo un solo byte de información.
Un ordenador que tiene 1 megabyte de la memoria, por lo tanto, puede llevar a cabo cerca de 1 millón de bytes (o caracteres) de la información.
La memoria funciona de manera similar a un juego de cubículos divididos usados para clasificar la correspondencia en la oficina postal. A cada bit de datos se asigna una dirección. Cada dirección corresponde a un cubículo (ubicación) en la memoria.
Para guardar información en la memoria, el procesador primero envía la dirección para los datos. El controlador de memoria encuentra el cubículo adecuado y luego el procesador envía los datos a escribir.
Para leer la memoria, el procesador envía la dirección para los datos requeridos. De inmediato, el controlador de la memoria encuentra los bits de información contenidos en el cubículo adecuado y los envía al bus de datos del procesador.
-RAM (memoria de acceso aleatorio): Éste es igual que memoria principal. Cuando es utilizada por sí misma, el término RAM se refiere a memoria de lectura y escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM. Esto está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos leídos. La mayoría de la RAM es volátil, que significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se pierden.
-ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad pequeña de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir.
-PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un chip de memoria en la cual usted puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM, usted no puede reusarlo para salvar algo más. Como las ROM, los PROMS son permanentes.
-EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un EPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a la luz ultravioleta.
-EEPROM (eléctricamente memoria inalterable programable borrable): Un EEPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a una carga eléctrica.
Memoria de la computadora, denominada Memoria de Acceso Aleatorio, es un área de almacenamiento a corto plazo para cualquier tipo de dato que la computadora está usando.
RAM a menudo se confunde con el almacenamiento. Para una aclaración, comparemos la computadora con una oficina. El gabinete de archivos representa el almacenamiento (unidad de disco duro) y el escritorio representa la RAM. Los archivos a usar se recuperan del almacenamiento.
Mientras los archivos están en uso se guardan en la RAM, un área de trabajo de fácil acceso. Cuando los archivos dejan de usarse se regresan al sector de almacenamiento o se eliminan.
RAM, son las siglas para la memoria de acceso al azar, un tipo de memoria de computadora que se puede alcanzar aleatoriamente; es decir, cualquier byte de memoria puede ser alcanzado sin el tocar los bytes precedentes. La RAM es el tipo más común de memoria encontrado en ordenadores y otros dispositivos, tales como impresoras.
Hay dos tipos básicos de RAM:
-RAM estática (SRAM)
-RAM dinámica (DRAM)
Estos 2 tipos difieren en la tecnología que utilizan para almacenar datos, RAM dinámica que es el tipo más común. La RAM dinámica necesita ser restaurada millares de veces por segundo. La RAM estática no necesita ser restaurada, lo que la hace más rápida; pero es también más costosa que la DRAM.
Ambos tipos de RAM son volátiles, significando que pierden su contenido cuando se interrumpe el suministro de poder.
En uso común, el término RAM es sinónimo de memoria principal, la memoria disponible para los programas. Por ejemplo, un ordenador con la RAM de los 8M tiene aproximadamente 8 millones de bytes de memoria que los programas puedan utilizar. En contraste, la ROM (memoria inalterable) se refiere a la memoria especial usada para salvar los programas que inician el ordenador y realizan diagnóstico. La mayoría de los ordenadores personales tienen una cantidad pequeña de ROM (algunos tantos miles de bytes). De hecho, ambos tipos de memoria (ROM y RAM) permiten el acceso al azar. Para ser exacto, por lo tanto, RAM se debe referir como RAM de lectura/escritura y ROM como RAM inalterable.
Un tipo de memoria física usado en la mayoría de los ordenadores personales. El término dinámico indica que la memoria debe ser restaurado constantemente (reenergizada) o perderá su contenido.
La RAM (memoria de acceso aleatorio) se refiere a veces como DRAM para distinguirla de la RAM estática (SRAM). La RAM estática es más rápida y menos volátil que la RAM dinámica, pero requiere más potencia y es más costosa.
Abreviatura para la memoria de acceso al azar estática. SRAM es un tipo de memoria que es más rápida y más confiable que la DRAM más común (RAM dinámica). El término se deriva del hecho de que no necesitan ser restaurados como RAM dinámica.
Mientras que DRAM utiliza tiempos de acceso de cerca de 60 nanosegundos, SRAM puede dar los tiempos de acceso de hasta sólo 10 nanosegundos. Además, su duración de ciclo es mucho más corta que la de la DRAM porque no necesita detenerse brevemente entre los accesos.
Desafortunadamente, es también mucho más costoso producir que DRAM. Debido a su alto costo, SRAM se utiliza a menudo solamente como memoria caché.
ROM, siglas para la memoria inalterable, memoria de computadora en la cual se han grabado de antemano los datos. Una vez que los datos se hayan escrito sobre un chip ROM, no pueden ser quitados y pueden ser leídos solamente.
Distinto de la memoria principal (RAM), la ROM conserva su contenido incluso cuando el ordenador se apaga. ROM se refiere como siendo permanente, mientras que la RAM es volátil.
La mayoría de los ordenadores personales contienen una cantidad pequeña de ROM que salve programas críticos tales como el programa que inicia el ordenador. Además, las ROM se utilizan extensivamente en calculadoras y dispositivos periféricos tales como impresoras láser, cuyas fuentes se salvan a menudo en las ROM.
Una variación de una ROM es un PROM (memoria inalterable programable). PROM son manufacturados como chips en blanco en los cuales los datos pueden ser escritos con dispositivo llamado programador de PROM.
La RAM caché está, pues, situada entre la CPU y la memoria de trabajo y opera a modo de memoria intermedia. Dado que las computadoras compatibles IBM procesan las instrucciones de forma secuencial (por orden de llegada), los mejores programas son los escritos partiendo del "principio de localidad". Este principio determina que al ponerse en marcha el programa se utilicen partes de memoria de un sector inmediato, ubicadas en serie y lo mas cerca posible unas de otras. Los saltos a zonas de la memoria mas alejadas ("far jumps") son poco frecuentes.
Para activar un bucle de programación que vaya a ejecutarse con asiduidad, debe extraerse de la memoria una y otra vez la misma instrucción. La memoria caché funciona de forma que ante una solicitud de la CPU, el fragmento de la memoria a leer y el que le sigue han de ser cargados primero en la memoria caché y luego enviados a la CPU. Cualquier usuario que conozca las bases técnicas de la programación sabe que la próxima solicitud de la CPU hará referencia al mismo sector de la memoria o a uno vecino del anteriormente consultado. Así, con este método al memoria caché puede satisfacer, en la mayoría absoluta de los casos, las consultas formuladas. Si no dispusiéramos de ella, la memoria de trabajo tendría, una vez mas, que pasar a la acción.
El procedimiento descrito optimiza, asimismo, los accesos del procesador a la memoria de trabajo. El aprovechamiento de la operatividad de los procesadores de alto rendimiento depende, así, de la capacidad que tenga la memoria caché de satisfacer a la CPU. Frente a un fallo de la caché la CPU se ve obligada a recurrir a la relativamente mas lenta memoria de trabajo. Los fabricantes de placas madre utilizan estrategias de caché muy diversas. Las diferencias residen en la manera de almacenar y localizar los datos y los usos que se le dan al contenido de esta memoria. También los procesos de reproducción, es decir, los principios que rigen el modo de copiar la memoria de trabajo sobre la caché, pueden diferir unos de otros. Las dimensiones de la memoria caché son igualmente importantes, pero no vamos a recrearnos aquí¡ sobre las peculiaridades que distinguen a un principio de reproducción asociativo total de uno parcial.
En resumen puede decirse que las placas con una frecuencia idéntica pero con o sin caché‚ externa son tan diferentes como la noche del día. Solo mediante una RAM caché puede aprovecharse de forma real toda la capacidad de un procesador. Incluso en las placas 386SX las diferencias mencionadas se hacen palpables.
Respecto a las dimensiones de la memoria caché, cabe señalar que una computadora con el DOS tiene mas que suficiente con 64 Kb (es el tamaño ideal). Comparaciones efectuadas revelaron que, por ejemplo, un 486 que opere bajo el DOS se vera alentizado en proporción a las dimensiones de la caché instalada. El rendimiento del mismo, tras la ampliación de una memoria caché de 64 a 256 kilobytes se redujo en un 10% aproximadamente. Bajo el OS/2, en cambio, se constató un claro aumento de la capacidad operativa.
La mejor forma de adquirir la información es a través de la vista, lo que hace que el monitor sea uno de los periféricos de salida más usual.
Es la mínima unidad representable en un monitor. Cada píxel en la pantalla se pinta, o mejor dicho se enciende, con un determinado color para formar la imagen. De esta forma, cuanto más cantidad de píxeles puedan ser representados en una pantalla, mayor resolución habrá. Es decir, cada uno de los puntos será más pequeño y habrá más al mismo tiempo en la pantalla para conformar la imagen. Cada píxel se representa en la memoria de video con un número. Dicho número es la representación numérica de un color especifico, que puede ser de 8, 16 o más bits. Cuanto más grande sea la cantidad de bits necesarios para representar un píxel, más variedad de colores podrán unirse en la misma imagen. De esta manera se puede determinar la cantidad de memoria de video necesaria para una cierta definición y con una cierta cantidad de colores.
Monitores color: Las pantallas de estos monitores están formadas internamente por tres capas de material de fósforo, una por cada color básico (rojo, verde y azul). También consta de tres cañones de electrones, e, igual que las capas de fósforo, hay uno por cada color.
Para formar un color en pantalla que no sea ninguno de los colores básicos, se combinan las intensidades de los haces de electrones de los tres colores básicos.
Monitores monocromáticos: Muestra por pantalla un solo color: negro sobre blanco o ámbar, o verde sobre negro. Uno de estos monitores con una resolución equivalente a la de un monitor color, si es de buena calidad, generalmente es más nítido y más legible.
Los cristales líquidos son sustancias transparentes con cualidades propias de líquidos y de sólidos. Al igual que los sólidos, una luz que atraviesa un cristal líquido sigue el alineamiento de las moléculas, pero al igual que los líquidos, aplicando una carga eléctrica a estos cristales, se produce un cambio en la alineación de las moléculas, y por tanto en el modo en que la luz pasa a través de ellas. Una pantalla LCD está formada por dos filtros polarizantes con filas de cristales líquidos alineados perpendicularmente entre sí, de modo que al aplicar o dejar de aplicar una corriente eléctrica a los filtros, se consigue que la luz pase o no pase a través de ellos, según el segundo filtro bloquee o no el paso de la luz que ha atravesado el primero.
El color se consigue añadiendo 3 filtros adicionales de color (uno rojo, uno verde, uno azul). Sin embargo, para la reproducción de varias tonalidades de color, se deben aplicar diferentes niveles de brillo intermedios entre luz y no-luz, lo cual se consigue con variaciones en el voltaje que se aplica a los filtros. En esto último, hay un parecido con los monitores CRT, que más adelante veremos.
La resolución máxima de una pantalla LCD viene dada por el número de celdas de cristal líquido.
A diferencia de los monitores CRT, se debe tener en cuenta que la medida diagonal de una pantalla LCD equivale al área de visión. Es decir, el tamaño diagonal de la pantalla LCD equivale a un monitor CRT de tamaño superior.
Las señales digitales del entorno son recibidas por el adaptador de VGA, que a veces esta incluido en el mother de la PC. El adaptador lleva las señales a través de un circuito llamado convertidor analógico digital (DAC). Generalmente, el circuito de DAC está contenido dentro de un chip especial que realmente contiene tres DAC, uno para cada uno de los colores básicos utilizados en la visualización: rojo, azul y verde. Los circuitos DAC comparan los valores digitales enviados por la PC en una tabla que contiene los niveles de voltaje coincidentes con los tres colores básicos necesarios para crear el color de un único pixel. El adaptador envía señales a los tres cañones de electrones localizados detrás del tubo de rayos catódicos del monitor (CRT). Cada cañón de electrones expulsa una corriente de electrones, una cantidad por cada uno de los tres colores básicos. Como ya mencionamos, la intensidad de cada corriente es controlada por las señales del adaptador.
El adaptador también envía señales a un mecanismo en el cuello del CRT que enfoca y dirige los rayos de electrones. Parte del mecanismo es un componente, formado por material magnético y bobinas, que abraza el cuello del tubo de rayos catódicos, que sirve para mandar la desviación de los haces de electrones, llamado yugo de desvío magnético. Las señales enviadas al yugo de ayuda determinan la resolución del monitor (la cantidad de píxeles horizontal y verticalmente) y la frecuencia de refresco del monitor, que es la frecuencia con que la imagen de la pantalla será redibujada.
La imagen esta formada por una multitud de puntos de pantalla, uno o varios puntos de pantalla forman un punto de imagen (píxel), una imagen se constituye en la pantalla del monitor por la activación selectiva de una multitud de puntos de imagen.
Los rayos pasan a través de los agujeros en una placa de metal llamada máscara de sombra o mascara perforada.
El propósito de la máscara es mantener los rayos de electrones alineados con sus blancos en el interior de la pantalla de CRT. El punto de CRT es la medición de como cierran los agujeros unos a otros; cuanto más cerca estén los agujeros, más pequeño es el punto. Los agujeros de la mencionada máscara miden menos de 0,4 milímetros de diámetro.
El electrón golpea el revestimiento de fósforo dentro de la pantalla. (El fósforo es un material que se ilumina cuando es golpeado por electrones). Son utilizados tres materiales de fósforo diferentes, uno para cada color básico. El fósforo se ilumina más cuanto mayor sea el número de electrones emitido. Si cada punto verde, rojo o azul es golpeado por haces de electrones igualmente intensos, el resultado es un punto de luz blanca. Para lograr diferentes colores, la intensidad de cada uno de los haces es variada. Después de que cada haz deje un punto de fósforo, este continúa iluminado brevemente, a causa de una condición llamada persistencia. Para que una imagen permanezca estable, el fósforo debe de ser reactivado repitiendo la localización de los haces de electrones.
Después de que los haces hagan un barrido horizontal de la pantalla, las corrientes de electrones son apagadas cuando el cañón de electrones enfoca las trayectorias de los haces en el borde inferior izquierdo de la pantalla en un punto exactamente debajo de la línea de barrido anterior, este proceso es llamado refresco de pantalla.
Los barridos a través de la superficie de la pantalla se realizan desde la esquina superior izquierda de la pantalla a la esquina inferior derecha. Un barrido completo de la pantalla es llamado campo. La pantalla es normalmente redibujada, o refrescada, cerca de unas 60 veces por segundo, haciéndolo imperceptible para el ojo humano.
El refresco es el número de veces que se dibuja la pantalla por segundo. Evidentemente, cuanto mayor sea la cantidad de veces que se refresque, menos se nos cansará la vista y trabajaremos más cómodos y con menos problemas visuales. La velocidad de refresco se mide en hertzios (Hz. 1/segundo), así que 70 Hz significa que la pantalla se dibuja cada 1/70 de segundo, o 70 veces por segundo. Para trabajar cómodamente necesitaremos esos 70 Hz. Para trabajar ergonómicamente, o sea, con el mínimo de fatiga visual, 80 Hz o más. El mínimo son 60 Hz; por debajo de esta cifra los ojos sufren demasiado, y unos minutos bastan para empezar a sentir escozor o incluso un pequeño dolor de cabeza. Antiguamente se usaba una técnica denominada entrelazado, que consiste en que la pantalla se dibuja en dos pasadas, primero las líneas impares y luego las pares, por lo que 70 Hz. entrelazados equivale a poco más de 35 sin entrelazar, lo que cansa la vista increíblemente.
La frecuencia máxima de refresco del monitor se ve limitada por la resolución del monitor. Esta última decide el número de líneas o filas de la máscara de la pantalla y el resultado que se obtiene del número de filas de un monitor y de su frecuencia de exploración vertical (o barrido, o refresco) es la frecuencia de exploración horizontal; esto es el número de veces por segundo que el haz de electrones debe desplazarse de izquierda a derecha de la pantalla. Por consiguiente, un monitor con una resolución de 480 líneas y una frecuencia de exploración vertical de 70Hz presenta una frecuencia de exploración horizontal de 480 x 70, o 33,6 kHz. En este caso, el haz de electrones debe explorar 33600 líneas por segundo.
Quien proporciona estos refrescos es la tarjeta gráfica, pero quien debe presentarlos es el monitor. Si ponemos un refresco de pantalla que el monitor no soporta podríamos dañarlo, por lo que debemos conocer sus capacidades a fondo. También hay que tener claro que la tarjeta de video debe ser capaz de proporcionar una cierta cantidad de refrescos por segundo, ya que de no ser así, de nada nos servirá que el monitor los soporte.
Se denomina resolución de pantalla a la cantidad de píxeles que se pueden ubicar en un determinado modo de pantalla. Estos píxeles están a su vez distribuidos entre el total de horizontales y el de verticales. Todos los monitores pueden trabajar con múltiples modos, pero dependiendo del tamaño del monitor, unos nos serán más útiles que otros. Un monitor cuya resolución máxima sea de 1024x768 píxeles puede representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 píxeles cada una, probablemente además de otras resoluciones inferiores, como 640x480 u 800x600. Cuanto mayor sea la resolución de un monitor, mejor será la calidad de la imagen en pantalla, y mayor será la calidad (y por consiguiente el precio) del monitor. La resolución debe ser apropiada además al tamaño del monitor; es normal que un monitor de 14" ó 15" no ofrezca 1280x1024 píxeles, mientras que es el mínimo exigible a uno de 17" o superior. Hay que decir que aunque se disponga de un monitor que trabaje a una resolución de 1024x768 píxeles, si la targeta gráfica instalada es VGA (640x480) la resolución de nuestro sistema será esta última.
El tamaño de los monitores CRT se mide en pulgadas, al igual que los televisores. Hay que tener en cuenta que lo que se mide es la longitud de la diagonal, y que además estamos hablando de tamaño de tubo, ya que el tamaño aprovechable siempre es menor.
El monitor es un dispositivo que pone en riesgo la visión del usuario. Los monitores producen radiación electromagnética no ionizante (EMR). Hay un ancho de banda de frecuencia que oscila entre la baja frecuencia extrema (ELF) y la muy baja frecuencia, que ha producido un debate a escala mundial de los altos tiempos de exposición a dichas emisiones por parte de los usuarios. Los monitores que ostentan las siglas MPRII cumplen con las normas de radiación toleradas fuera de los ámbitos de discusión.
Foco y Convergencia
De ellos depende la fatiga visual y la calidad del texto y de las imágenes. El foco se refiere especialmente a la definición que hay entre lo claro y lo oscuro. La convergencia es lo mismo que el foco, pero se refiere a la definición de los colores del tubo. La convergencia deberá ser ajustada cuando los haces de electrones disparados por los cañones no estén alineados correctamente.
Cualquier monitor VGA a color del modelo estándar puede operar con la resolución más baja (480 líneas) de un adaptador VGA a una frecuencia de refresco de pantalla de 70 Hz. Sin embargo, tal operación resulta del todo imposible con una mayor resolución. Por este motivo, la mayoría de las tarjetas VGA utilizan frecuencias de exploración vertical más bajas con resoluciones más elevadas, con lo cuál el monitor dispone de más tiempo para construir dichas líneas de más. El inconveniente de este método es que a menudo provoca un notable parpadeo, sobre todo en aquellas imágenes con grandes zonas de brillo intenso. El modo Interlaced (entrelazado) es un método para que el adaptador de gráficos reduzca dicho parpadeo hasta el punto de conseguir una calidad de imagen mínimamente aceptable. En este modo, en lugar de transmitir todos los pixeles en serie, el controlador de video se saltea las líneas pares de la pantalla. De esta forma, el monitor solo tiene que explorar la mitad de los pixeles de la pantalla en cada pasada vertical. La recomposición de pantalla siguiente se limitará por consiguiente a la otra mitad de los pixeles de la pantalla. Por así decirlo, el controlado de video alterna la transmisión de dos imágenes al monitor, y cada una de estas imágenes contiene tan sólo la mitad de la información de pantalla. El monitor puede operar fácilmente con las medias pantallas, incluso a 70 Hz. porque tan sólo se exploran la mitad de líneas cada vez, y esto es así también cuándo toda la pantalla dispone de más líneas.
Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resulta fundamental a grandes resoluciones. En ocasiones es diferente en vertical que en horizontal, o se trata de un valor medio, dependiendo de la disposición particular de los puntos de color en la pantalla, así como del tipo de rejilla empleada para dirigir los haces de electrones.
Lo mínimo exigible en este momento es que sea de 0,28 mm, no debiéndose admitir nada superior como no sea en monitores de gran formato para presentaciones, donde la resolución no es tan importante como el tamaño de la imagen.
Para CAD o en general usos a alta resolución debe ser menor de 0,28 mm, idealmente de 0,25 mm (o menos). De todas formas, el mero hecho de ser inferior a 0,28 mm ya indica una gran preocupación del fabricante por la calidad del monitor. Como ejemplo cabe destacar los monitores Sony, los afamados Triniton, que pasan por ser lo mejor del mercado (y probablemente lo sean, con perdón de Nokia y Eizo) y tienen todos un dot pitch máximo de 0,25 mm
La salida por monitor no perdura indefinidamente, ni es portable. En cambio, una impresora permite obtener en un soporte de papel una "hardcopy": copia visualizable, perdurable y transportable de información procesada por un computador, en forma de texto o gráficos.
-Circuitos de preparación y control de impresión (por lo general un microprocesador dedicado).
-Transporte de papel.
-Mecanismo de impresión sobre el papel.
-Archivos de texto
-Objetos definidos matemáticamente
-Mapa de bits
En líneas generales, el proceso de una impresión es como sigue. Ella es ordenada en un programa en alto nivel (Pascal, Basic, C, etc.) mediante una orden tipo "PRINT". Al ser traducido dicho programa a código de máquina (por el compilador), dicha orden se convierte (mediante una instrucción INT 17 en una PC) en un llamado a una subrutina del sistema operativo o de la ROM BIOS.
I. Cuando se ejecuta este programa en código de máquina, tiene lugar la fase de preparación de la operación de salida que implica una impresión. Suponiendo que se imprimirá en modo texto, la subrutina llamada por INT 17 preparará en ASCII la lista de caracteres a imprimir, y los dejará en una zona de memoria. Conforme a una de las formas de imprimir, mediante una instrucción OUT escribirá el registro de status de la interfaz de la impresora, de modo que un bit específico del mismo tome el valor 1, para habilitar que la interfaz pueda interrumpir toda vez que su port de datos esté vacío.
II. Sigue la fase de sincronismo: ahora, cada vez que se le puede enviar información a imprimir al port de datos de la interfaz, se activa la línea IRQ que sale de ella.
III. La señal IRQ activada llama a una subrutina, (y luego IRQ se desactiva), para que mediante sucesivos AIM pase de memoria al port de datos citado una cierta cantidad de datos a imprimir según sea la capacidad del buffer de la impresora, cumplimentándose así la fase de transferencia.
IV. La electrónica de la impresora va pasando del port de datos a su memoria buffer los datos que van llegando para ser impresos, realizando la escritura en el papel, lo cual configura la fase de escritura. Cuando termina de escribir el contenido del buffer, se activa otra vez la línea IRQ, repitiéndose las fases III y IV, hasta que se termina de imprimir toda la información que estaba en la zona de memoria. Una vez realizado esto, la subrutina llamada por IRQ inhibirá la activación de esta línea.
La fase de sincronismo la UCP debe ejecutar instrucciones para leer el port de status, a fin de sensar mediante un bit del mismo, si la electrónica de la impresora está lista para enviarle un nuevo byte. De ser
así en la fase de transferencia por AIM llega un byte de memoria al port de datos, encargándose la electrónica de pasarlo al buffer y luego imprimirlo (fase de escritura).
En este caso la línea IRQ se usa para a una subrutina que avise por pantalla si hay algún problema.
Las impresoras que trataremos: de matriz de agujas, de chorro de tinta, de tipo láser y de transferencia térmica, forman texto o gráficos mediante patrones de puntos de tinta, al igual que en la pantalla de un monitor la imagen se forma por puntos (píxeles).
En impresores de tecnologías anteriores como la de "margarita" o la impresora de línea con martillos, los caracteres se forman como en una máquina de escribir: impactando un carácter entero contra una cinta, la cual pasa su tinta al papel.
La forma más corriente y veloz es la conexión paralelo, mediante el conocido conector tipo 'D' de 25 patas. Este vincula eléctricamente el manojo de cables que sale de la impresora, con las correspondientes líneas que van a los circuitos del port de datos, así como al port de estado, y a los ports de comandos, ubicados en la interfaz "port paralelo". Esta interfaz puede estar en la plaqueta "multifunción", o en la "motherboard".
Las patas que se describen a continuación, conectan líneas con las siguientes funciones:
"Datos": ocho líneas dedicadas a enviar 8 bits de datos juntos, en paralelo. En correspondencia existen otras tantas 8 líneas de "puesta a tierra".
"Strobe": por ella el sistema avisa que terminó de enviar los datos a imprimir.
"Acknowledge": por ella la impresora avisa que está lista para recibir más datos.
"Busy": por ella la impresora indica que está ocupada.
"Paper Out": por ella pasa la indicación de falta de papel.
"Error": por ella la impresora indica cualquier tipo de falla que tenga.
"Selectin": indica impresora "en línea", para ser controlada por el computadora.
"Select": indica que el sistema está controlando la impresora (luz encendida en ésta).
"Init": para que una aplicación dé una indicación a la impresora, antes de enviar datos.
La conexión paralela también se conoce como "Centronics", por la empresa de impresoras que la generó. La conexión serie, supone un solo cable para enviar los datos a imprimir, bit a bit, desde el port serie (COMM 1 en una PC) a la impresora, conforme el protocolo RS232-C.
Se usa para imprimir lentamente a distancia (hasta unos 15 mts. de la computadora), debido a que la conexión en paralelo sólo permite distancias de hasta 3 ó 4 mts. por la interferencia eléctrica entre líneas.
Tipos de Impresoras que son las más Usadas Actualmente
La impresión monocromática (de un color: negro en general) o en color, pueden ser realizadas por distintos tipos de impresoras, siendo de uso más corriente las siguientes:
-De matriz de agujas.
-De chorro de tinta.
-Láser y tecnologías semejantes.
-De chorro de tinta.
-Láser y tecnologías semejantes.
-De transferencia térmica.
Todas estas impresoras son gráficas, dado que con mayor o menor calidad y velocidad pueden imprimir gráficos, y por lo tanto también texto.
La impresora de matriz de agujas recibe este nombre por que su cabezal móvil de impresión contiene una matriz de agujas móviles en conductos del mismo, dispuestas en una columna (de 9 agujas por ejemplo) o más columnas.
si una aguja es impulsada hacia afuera del cabezal por un mecanismo basado en un electroimán impacta una cinta entintada, y luego retrocede a su posición de reposo merced a un resorte. La cinta -sobre la zona de papel a imprimir- al ser impactada por una aguja transfiere un punto de su tinta al papel. Así, una aguja de 0,2 mm de diámetro genera un punto de 0,25 rnm de diámetro. Si bien las agujas en el frente del cabezal están paralelas y muy próximas, se van separando y curvando hacia la parte posterior del cabezal, terminando en piezas plásticas como porciones de una pizza, que forman un círculo. De esta forma el cabezal puede alojar cada electroimán que impulsa cada aguja.
Más en detalle cada aguja termina en una pieza plástica de forma de sector circular, que tiene adosada un imán cilíndrico. Este imán puede desplazarse dentro de un arrollamiento de alambre que lo rodea, si se hace circular por éste una corriente eléctrica, la cual produce en sus extremos dos polos magnéticos que atraen al imán. Entonces, el desplazamiento del imán hará que la pieza plástica citada pivote, impulsando la aguja hacia la cinta, a la par que se contrae un resorte que rodea la aguja Al cesar la circulación de corriente, el imán deja de estar atrapado por el arrollamiento, por lo que el resorte recupera su posición normal, y su estiramiento hace que la aguja vuelva a su posición de reposo.
El funcionamiento de la impresora es manejado por un microprocesador (que ejecuta un programa que está en ROM de la impresora) que forma parte de la misma. También en ROM están contenidas las matrices de puntos que conforman cada carácter a imprimir, y en distintos tipos (Roman, Sans Serif, etc).
Esta forma de almacenar cada letra mediante un mapa o matriz de unos y ceros, que definen una matriz de puntos (representados por los unos) prestablecidos se conoce como tipos de letra fuentes "bit map". Cada letra se caracteriza por una matriz particular, que es única para cada estilo de letra y tamaño.
Muchas impresoras presentan además una RAM para definir matrices de otras tipografías no incorporadas.
La operatoria en modo texto es la siguiente. Desde memoria llegarán al port de la impresora, byte por byte, caracteres codificados en ASCII para ser impresos, y un código acerca del tipo y estilo de cada carácter. Cada uno será transferido a través del cable de conexionado. al buffer RAM de la impresora (de 8 KB), donde se almacenarán. Según la fuente y el código ASCII de cada carácter a imprimir, el microprocesador de la impresora localiza en la ROM la matriz de puntos que le corresponde.
Luego este procesador -también ejecutando programas que están en ROM- determina:
-Los caracteres (matrices de puntos) que entrarán en el renglón (línea) a imprimir,
-El movimiento óptimo del cabezal de impresión (a derecha o izquierda, en función de la posición donde este se halla en cada momento),
-Qué agujas se deben disparar en cada posición del cabezal, para imprimir la línea vertical de puntos que forma la matriz de un caracter en el papel.
Cuando se imprime una línea, el cabezal es acelerado hasta alcanzar una cierta velocidad, y desplazado en forma rectilíneo hacia derecha o izquierda, enfrentando al papel para formar líneas de puntos verticales en éste. Entre ambos se mueve lentamente la cinta entintada.
Cada 0,2 mm (o menos, según la resolución, en correspondencia con cada milisegundo, o menos) del recorrido del cabezal se disparan sobre la cinta las agujas que correspondan según la porción del carácter que se está imprimiendo. En el espacio entre dos caracteres no se dispara ninguna aguja.
De esta forma, el cabezal va imprimiendo columnas de puntos, que van formando una línea de caracteres, o puntos que forman parte de un dibujo o letras (en modo gráfico). Luego de imprimir una línea, el mecanismo de arrastre del papel hace que éste se desplace verticalmente.
Las impresoras de matriz de agujas son especialmente útiles para imprimir varias copias usando papel carbónico y papel con perforaciones laterales para ser arrastrado con seguridad, pudiendo adquiriese con carro ancho. Estas posibilidades y su bajo costo, las hace indispensables para ciertos usos comerciales. Asimismo, el costo por página es muy bajo, siendo de larga vida útil (entre 3 y 6 años).
El hecho de ser impresoras por impacto, las hace ruidosas, inconveniente mejorado últimamente. Otra desventaja que tienen es su baja velocidad: una página por minuto (ppm) en modo texto y hasta 3 en borrador ("draft").
Una resolución típica puede ser 120x72 dpi (dot per inch, o sea puntos por pulgada). Ella implica que en sentido horizontal y vertical se tiene 120 y 70 puntos por pulgada, respectivamente.
Los 120 dpi se deben a que el cabezal se dispara cada 1/120 de pulgada (unos 0,15 mm) en su movimiento horizontal. También puede elegirse 60 dpi y 240 dpi. Con 240 dpi, dada la velocidad de disparo requerida, una misma aguja (por su inercia mecánica) podría no dispararse dos veces sucesivas. En tal caso, primero se imprimen las columnas pares que componen un renglón, y en una segunda pasada, las impares, desfasando el cabezal 1/240 de pulgada.
Los 70 dpi de resolución vertical suponen que entre dos agujas existe una separación de 1/70 de pulgada (0,35 mm). Este valor puede mejorarse con técnicas semejantes a las descriptas para la resolución horizontal También la resolución depende del diámetro de las agujas, para obtener puntos más pequeños.
Los gráficos no salen muy bien y tardan mucho en estas impresoras. Esto último se debe a que en modo gráfico se le debe enviar al buffer de la impresora los bytes que indican qué agujas deben dispararse en cada posición del cabezal. En cambio cuando se imprime texto, sólo debe enviarse a dicho buffer el código ASCII de los caracteres a imprimir, siendo que en la ROM del microprocesador dedicado (de la impresora) está tabulado qué agujas se deben disparar para formar cada uno de esos caracteres.
Estas impresoras, (en inglés "ink-jet") como las de matriz de agujas reciben en su memoria buffer el texto a imprimir, procedente de memoria principal -vía la interfaz paralelo- y para cada carácter a imprimir el micro procesador de las impresoras determina en su memoria ROM la matriz de puntos a imprimir correspondiente a la misma. Difieren de las de matriz de agujas en la forma en que imprime el cabezal, siendo ambas bastante análogas en la mayoría de los restantes aspectos funcionales (figura 2.77) Presentan un cabezal (figura 2.78) con una matriz de orificios, que son las bocas de un conjunto de pequeños "cañones" de tinta. La boca de cada uno dispara una diminuta gota de tinta contra el papel, cuando así lo ordena el microprocesador de la impresora, a través de cables conductores de una cinta plana. Cada boca es la salida de un microconducto formador de burbujas y gotas de tinta al que llega tinta líquida. En lugar que una aguja golpee una cinta para que transfiera al papel un punto de su tinta, cada punto es producido por una pequeña gotita de tinta al impactar contra el papel, disparada desde un microconducto. Entonces, cada vez que el cabezal debe imprimir puntos de tinta que forman parte de la matriz de puntos de una letra, los microconductos correspondientes a dichos puntos disparan una gotita de tinta.
En un tipo de cabezal ("Bubble-jet") esto último se consigue por el calor que generan resistencias ubicadas al fondo de los microconductos (figura 2.79.a). Para tal fin, el microprocesador ordena enviar un corto pulso eléctrico a las resistencias de los microconductos que deben disparar una gota. Esto hace calentar brevemente a la temperatura de ebullición, la tinta de cada uno de esos microconductos, con lo cual en el fondo de ellos se genera una burbuja de vapor de tinta (figura 2.79.b). Esta al crecer en volumen presiona la tinta contenida en el conducto, y desaloja por la boca del mismo (en un milisegundo) un volumen igual de tinta, que forma una gota (figura 2.79.c).
Por lo tanto, la presión de la burbuja generada por calor produce un efecto "cañón", para disparar una gota hacia el papel (figura 2.79.d), que está cercano a los orificios del cabezal. Cada gota al incrustarse sobre el papel forma un punto de tinta, sin necesidad de cinta entintada. Al enfriarse luego las resistencias calentadas, desaparecen las burbujas por ellas generadas, produciéndose un efecto de succión de la tinta existente en el depósito del cartucho, para reponer la tinta gastada. Cuando se acaba la tinta del cartucho, éste se descarta, pudiendo también recargarse.
Un segundo tipo de impresora a chorro de tinta ("DeskJet"), en lugar de resistores usa cristales piezo-eléctricos para que los microconductos del cabezal disparen sobre el papel sus correspondientes gotas de tinta. No se genera calor, sino que se aprovecha la deformación que sufren ciertos cristales cuando se les aplica un voltaje. Cada microconducto tiene adosado un cristal que al deformarse -por aplicarse un voltaje ordenado por el microprocesador- produce un efecto de bombeo sobre el microconducto, obligando que se dispare una gota. Es un efecto similar al que ocurre cuando apretamos un gotero.
Otro tipo de impresora usa cartuchos que a temperatura ambiente contienen tinta sólida. Esta por medio de resistores se funde (cambio de fase) y pasa al microconducto. Luego, de la forma vista, se produce una gota. Mientras la gota se dirige hacia el papel se va solidificando de forma que al impactarlo no es absorbida por el papel. Así no se produce un cierto efecto "papel secante", como sucede con la tinta líquida, que depende del tipo de papel usado.
Existen impresoras que disparan continuamente por todos los microconductos gotas de tinta, a razón de unas 50.000 por segundo. Un subsistema desvía las gotas que no deben impactar el papel cargándolas electrostáticamente, las cuales por acción de un campo eléctrico vuelven al depósito de tinta del cabezal. Las impresoras de chorro de tinta forman puntos de menor diámetro que las de matriz de agujas. En el presente alcanzan a resoluciones de 600 dpi y más. Pueden imprimir varias ppm en texto, y según la complejidad y grisados de un dibujo, puede tardar varios minutos por página. El cartucho dura unas 500 páginas, y el precio por página es algo mayor que en una impresora láser.
La impresión electrostática se basa en la electricidad estática para llevar a cabo el siguiente proceso, que luego se trata más en detalle, sintetizado en la figura 2.80 (que esquematiza una impresora láser estándar con cartucho descartable):
-Primero, a medida que un tambor fotosensible gira, sobre su superficie se forma la imagen a imprimir como puntos electropositivos, merced a la acción de un haz de luz láser, u otra forma de luz puntual.
-Estos puntos electropositivos atraen partículas de tóner electronegativas, apareciendo así sobre la superficie de dicho tambor la imagen a imprimir conformada por puntos negros de tóner negativo adheridos.
-El papel a imprimir es cargado con carga positiva, y pasa junto al tambor a medida que éste gira. Así atrae los puntos con tóner electronegativo adheridos al tambor, pasando la imagen del tambor al papel. Después, el tóner adherido al papel debe ser fundido por calor, para que quede fijado al papel.
Este proceso se conoce como "impresión láser", aunque también se emplean otros medios para producir el mismo efecto que un haz de luz láser, usando diodos luminosos (LED) o con cristal líquido (LCS).
Mientras que las impresoras de matriz de agujas o de chorro de tinta imprimen sobre el papel de a una línea por vez, a medida que el cabezal recorre cada una, las impresoras electrostáticas generan (típicamente luego de tres vueltas del tambor) una página completa.
Las impresoras láser se basan en el sistema de impresión de las fotocopiadoras homónimas. En éstas, a partir de la imagen en papel a fotocopiar iluminada por una potente lámpara, se forma una imagen electrostática en la superficie fotosensible (de selenio o material conductor foto-orgánico) de un tambor. Ello se debe a que la superficie del tambor convierte la imagen óptica -generada por la luz reflejada por la imagen a copiar, que incide enfocada sobre el tambor- en su equivalente electrostático, al cual se adhiere el tóner, por estar constituido por partículas de carga eléctrica contraria a la de dicha imagen electrostática.
En una impresora láser no se tiene, como en una fotocopiadora, una imagen original en papel, sino que ésta existe como una matriz ordenada de unos y ceros a imprimir, en la memoria de la impresora. Si se imprime en blanco y negro, un uno hace que el microprocesador que gobierna la impresora encienda el haz láser que barre la superficie del tambor. Al incidir el haz en un punto de dicha superficie, este pasa a ser un punto con carga positiva, sobre el que se adherirán partículas de tóner negativo. Los ceros no encienden el haz, resultando puntos sobre los que no se adherirá el tóner, que luego serán puntos blancos en el papel.
Se describirá una impresora láser, representativa de las actuales con cartucho descartable. Este contiene elementos que se degradan por el uso, como el tambor fotosensible, otros rodillos a describir, o que se gastan, como el tóner. El proceso de impresión láser en blanco y negro, sin grisados, básicamente es como se indica a continuación (figura 2.80 con detalles en las figuras indicadas):
El haz láser generado -encendido o apagado por el microprocesador de la impresora- está dirigido siempre en una dirección fija, hacia un espejo giratorio de dos caras planas. Mientras gira la cara sobre la que está incidiendo el haz láser, va cambiando el ángulo de incidencia del haz sobre la misma.
En correspondencia también varía constantemente el ángulo con que dicho haz se refleja en dirección a la superficie del tambor, donde siempre está enfoca do merced a un sistema de lentes (no dibujado).
De esta forma se consigue que el haz reflejado por dicha cara, barra una línea horizontal (generatriz) de esa superficie, de izquierda a derecha, pasando a través de una abertura del cartucho descartable.
A medida que recorre esa línea del tambor, el haz se enciende o apaga (hasta 600 veces en una pulgada si la resolución es 600 dpi), en concordancia con los unos y ceros de la memoria de la impresora que codifican una línea de la imagen a imprimir. En la superficie del tambor, los puntos de la línea barrida por el haz láser que fueron tocados por éste se convierten en pequeñas zonas con cargas eléctricas positivas, dada la fotosensitividad de la superficie. Los puntos no tocados mantendrán una carga negativa que les fue proporcionada anteriormente, cuando todos los puntos de esta línea de la superficie del tambor tomaron contacto con un rodillo de goma conductora de electricidad negativa.
Luego que en sincronismo con el giro de la cara citada del espejo, el haz láser reflejado barrió toda la línea del tambor, el haz incidirá en la otra cara del espejo giratorio, y el microprocesador hará girar un pequeño ángulo al tambor, deteniéndose brevemente éste mientras dura otro barrido. De la forma descripta -encendiéndose para generar puntos positivos- el haz láser barrerá otra línea horizontal del tambor, separada 1/600 de pulgada de la que barrió antes (si la resolución de la impresora es de 600 dpi).
Por lo tanto, con cada cambio de cara del espejo sobre la que incide el haz, éste barre una línea distinta de la imagen que de esta forma va dibujando, a la par que el tambor detiene su giro mientras ello ocurre Así de seguido se repite este proceso de barrido de líneas (600 por pulgada), por medio del cual en cada línea de la superficie del tambor resultan puntos electropositivos donde impactó el láser, formando estas líneas una porción de la imagen a imprimir (en esta etapa electrostática, y por lo tanto invisible), según el correspondiente patrón de unos y ceros guardado en la memoria de la impresora. En la figura 2.81 aparecen esas cargas puntuales positivas formando letras, rodeadas de cargas negativas pre-existentes.
Un rodillo denominado "revelador" , oficia de "puerta giratoria" de la cavidad que contiene el tóner, para que éste pueda ser extraído de la misma, transportado por la superficie de ese rodillo.
La composición del tóner es una mezcla de partículas negras de resina plástica y partículas de hierro. El rodillo "revelador" tiene un núcleo magnético. Así mientras gira atrae hacia su superficie partículas de hierro del tóner de la cavidad, las cuales arrastran a las partículas plásticas, que quedan electronegativas al tocar la superficie de aluminio del rodillo, por estar ella cargada negativamente. Con el giro del tambor, las sucesivas líneas antes barridas por el haz láser se van acercando al rodillo "revelador", con partículas negativas de tóner libre en su superficie, y cercano a la superficie del tambor. A medida que dichas líneas van pasando frente a este rodillo, dichas partículas negativas de tóner saltan hacia la superficie del tambor, atraídas por los puntos positivos de ella, formándose así sobre esta superficie cilíndrica una imagen "revelada" (esto es, visible si se observara el tambor) con las partículas de tóner adheridas a la imagen electrostática, "latente", antes formada con los puntos que tocó el haz láser. Las cargas negativas de la superficie del tambor rechazan a las partículas de tóner.
A esta altura del giro del tambor, el sistema de arrastre del papel hace que éste pase por otro rodillo de goma conductora con carga positiva quedando electropositiva la cara del papel que no se escribe. Luego el papel pasa junto a la porción de la superficie del tambor donde se formó la imagen "revelada" citada, tomando contacto con ella y acompañando su giro. Así el tambor le transfiere al papel (electropositivo) la imagen latente que formó, pasándole la mayor parte de las partículas de tóner (negativas) que tiene adheridas electrostáticamente a su superficie. Después el papel debe tomar contacto con una varilla metálica, para que las cargas positivas pasen a masa, quedando neutra la superficie del papel que pasó por dicha varilla.
Posteriormente, el papel en su movimiento de arrastre es sometido a presión y calor (unos 150º C), entre dos rodillos, para fundir el tóner y así fijarlo, en su camino hacia la bandeja de salida. El rodillo o elemento que transfiere el calor al papel está recubierto por una capa de teflón.
La superficie del tambor que ya transfirió el tóner pasa por debajo de un fleje paralelo próximo a ella, que elimina las partículas de tener que no fueron transferidas al papel; y luego -completando la vuelta- dicha superficie pasa otra vez por el rodillo de goma conductora de electricidad negativa citado en 1. Este rodillo, en una acción de borrado electrostático, elimina los puntos con carga positiva (generados antes por el láser) que sirvieron para adherir el tóner, quedando esa superficie homogéneamente negativa. De esta forma rechaza cualquier partícula de tóner (también negativo) que pudiera quedar adherida, y prepara la superficie para llevar a cabo el proceso detallado en el punto 1.
Otra tecnología de impresión no usa láser, sino que éste es reemplazado por una fila de diodos emisores de luz (LEDs). A fin de lograr en cada línea barrido una resolución como ser de 300 puntos por pulgada (dpi) existe una línea de LEDs consecutivos paralela al tambor, que apunta al mismo, a razón de 300 por pulgada Para cada línea generatriz del tambor que quede frente a estos diodos, aquellos diodos que deben iluminar puntos en dicha generatriz son encendidos por el microprocesador. De este modo se produce el mismo efecto que con un haz láser, siendo que los puntos que fueron brevemente iluminados por los LEDs son convertidos -por ser la superficie fotosensible- en puntos con carga positiva. Luego de iluminar puntos luminosos en una generatriz de la superficie del tambor, este girará a una nueva posición, y el conjunto de LEDs iluminarán puntos de la nueva generatriz que está frente a ellos, y así de seguido.
La tecnología de semiconductores (diodos) con cristal líquido (LCS) es semejante a la descripta con LEDs. Cada LCS presenta un cristal que puede ser transparente u opaco según el valor de una señal eléctrica que le llega al diodo. Esta señal es ordenada por el microprocesador, dejando así cada cristal pasar o no la luz proveniente de una lámpara halógena que ilumina todos los cristales. La luz que dejan pasar por sus cristales los diodos activados, incide en forma de puntos en la generatriz del tambor que está frente a ellos en ese momento.
Resta mencionar la tecnología de impresión por emisión de electrones, también llamada "deposición de iones", de gran velocidad de impresión por insumir pocos pasos. En este tipo de impresoras de página, las funciones del haz láser son realizadas por haces de electrones generados en un "cartucho de emisión de estado sólido", que opera con altas tensiones y frecuencias. No se usa ningún tipo de luz para formar la imagen electrostática. La superficie del tambor es de material dieléctrico (aislante), bajo del cual el cilindro es de aluminio anodizado. El tóner (en este caso con carga positiva) se adhiere sobre la superficie con dieléctrico del tambor, en los puntos cargados negativamente.
Otra diferencia en relación con el proceso láser descripto, es que en esta técnica el tóner adherido al papel se fija a él mediante un rodillo de gran presión, ahorrando energía eléctrica para derretirlo. También requiere menos mantenimiento que la tecnología láser.
Una impresora láser con resolución de 300 dpi presenta puntos con tamaño de 0,08 mm. Para trabajos frecuentes que mezclan textos y gráficos son convenientes las impresoras con 600 dpi. Existen impresoras láser con resolución entre 1.200 a 3.600 dpi, con tamaño de puntos de 0,01 a 0,005 mm que generan imágenes casi fotográficas, por lo que se denominan "formadoras de imagen".
Para aplicaciones de gran volumen de impresión, existen modelos que imprimen más de 20.000 líneas por minuto (lpm), superando a las veloces "impresoras de línea", típicas de la tercer generación de computadoras, amen de tener mejor calidad tipográfica.
Las impresoras láser para red, son compartidas por un grupo de computadoras que forman una red local. Algunas pueden imprimir hasta 32 páginas por minuto (ppm).
Respecto a la velocidad de impresión, si para una impresora láser se indica un cierto número de páginas por minuto, se refiere más bien a la velocidad máxima con que puede dar salida al papel La primer página si es compleja puede tardar varios minutos en imprimirse. La velocidad real debe medirse desde que se dio la orden de impresión de una página, hasta que ella aparece en la bandeja de salida. Depende del tamaño de la superficie a imprimir, de la complejidad del gráfico, y del software utilizado.
Según se describió, una impresora de un color sólo imprime puntos negros, sin ningún matiz, siendo la tinta o el tóner de ese color. Las personas pueden diferenciar unos 256 tonos de gris diferentes. Para simularlos se aprovecha el hecho de que nuestra vista tiende a combinar formaciones de puntos pequeños negros y blancos (que no estén demasiado cercanos) percibiendo un color gris resultante. Variando la relación de puntos negros sobre el fondo blanco del papel, se simulan matices de grises para nuestros ojos.
Esto es, la vista promedia el valor cromático de puntos muy cercanos, cuando el tamaño el conjunto es del orden del que puede distinguir la agudeza visual de un observador.
Esta técnica se denomina "dithering". Una zona de "superpuntos" grises para el ojo, regularmente espaciados, se verá como un cierto tono de gris.
El hecho de perder resolución en gráficos no es tan grave, pues dado que nuestros ojos discriminan tonalidades, un gráfico con 16 tonos de gris y 75 dpi se verá mejor que el mismo con 300 dpi pero sin grises. En cambio la resolución importa para textos.
En las artes gráficas, la cantidad de puntos grises por pulgada se designa cantidad de "líneas por pulgada" (lpp). En el ejemplo anterior, dado que con dithering la vista ve puntos grises, la resolución real de 75 dpi implicaría 75 lpp.
Al tratar los monitores color, se vio que cada pixel tenía un color resultante de combinar los colores básicos de tres puntos luminosos de fósforo: uno rojo, otro verde y el tercero azul. En la impresión de colores sobre papel, y en general, el color que vemos en los objetos iluminados, sin luz propia, se tiene físicamente una situación distinta. En este caso, sobre un objeto o superficie incide luz blanca (solar o artificial, que es una mezcla de distintos colores, que podemos ver cuando se forma un "arco iris"), y el color que vemos es la luz que resulta luego de haber sido absorbido, restado, (por la estructura química de la superficie) el color complementario a dicho color. Por ejemplo, un auto rojo tiene ese color, por que de todos los colores de la luz blanca que incide sobre él, su pintura absorbe el color complementario del rojo, que es el cian (color celeste/esmeralda). Entonces, la luz reflejada que llega a nuestros ojos carece de cian, y la vemos "roja".
Los pares de colores complementarios más usados son: rojo-cian, azul-amarillo y verde-magenta. En las impresoras y en las artes gráficas el color se genera de esta forma. Se usan como colores básicos para formar cualquier otro color el cian, el amarillo y el magenta (complementarios del rojo, azul y verde). Estos mezclados puros deberían dar negro, pero resulta un color café (por no ser puros) por lo que se agrega un negro "K", para lograr este color.
Los cuatro colores (CYMK) se usan para absorber colores complementarios a los que se desea visualizar. Así, cuando mezclamos pintura amarilla con cian (en la práctica usamos azul impuro) se obtiene verde. Ello se debe a que la luz blanca que incide sobre la mezcla se le sustrae la componente azul, complementaria del mismo, y la componente roja, complementaria del cian. Por ser absorbidos el azul y el rojo, sólo se refleja la componente verde, color que vemos al mezclar amarillo y cian (azul impuro).
Lo anterior ejemplifica la denominación mezclas "sustractivas", para obtener colores. El triángulo de la figura 2.85 sistematiza lo dicho para síntesis sustractivas, siendo que mezclando colores de vértices resulta el color indicado entre ellos. Así, cian y amarillo dan verde, etc. Asimismo, el color de un vértice es complementario con el del lado del triángulo opuesto al mismo, como puede verificarse.
Conforme a lo anterior, una impresora color debe tener cuatro tintas, identificables como CYMK.
Cuando tiene que generar un color que no sea alguno de estos, combina los mismos en forma adecuada. Dado que sólo imprime puntos, mediante un método semejante al visto para producir grisados genera "superpuntos" del color deseado, que contienen formaciones de puntos elementales con colores básicos del grupo CYMK. Como la vista a la distancia tiende a fundir los colores de estos puntos en un solo color, un superpunto puede verse de un cierto color. Un conjunto de superpuntos regularmente espaciados se ven como una zona de un color determinado. Al igual que en la generación de grisados, la formación de superpuntos se hace a costa de la resolución
No es fácil predecir cómo se verá el color en una página una vez que se imprima, especialmente si se toma como base la imagen a imprimir que se ve en un monitor, dado que éste en general muestra una gama de colores más amplia que la producida por una impresora, y los colores son diferentes en saturación y brillo. Existen métodos sofisticados, que usan calorímetros para aproximar los colores que se ven en ambos.
En las impresoras color de chorro de tinta, para expulsar gotas de tinta por los orificios del cabezal descartable, se emplean las tecnologías por calor y bombeo piezo-eléctrico, descriptas. El cabezal provee tintas con los colores CYMK, y resultan más complejos sus movimientos.
Estas impresoras son lentas, y los colores pueden decolorarse con el tiempo. Por su relativo bajo costo son adecuadas para impresiones semiprofesionales. Brindan una aceptable calidad de color, lo cual no es factible con las impresoras con matriz de agujas que usan cinta de varios colores.
El principio de funcionamiento visto para impresión monocroma también se conserva en las impresoras láser color. Los cuatro colores (CYMK) de tóner están contenidos en el cartucho. Un procedimiento de impresión requiere una secuencia de cuatro vueltas del tambor (o correa de transferencia) para imprimir una página, a razón de una por color. En cada vuelta, el haz láser (o un sistema de efectos equivalentes) "dibuja" los puntos del cilindro que deben atraer las partículas de tóner con uno de esos cuatro colores. El tóner de otro color adherido en vueltas anteriores se mantiene en la superficie del cilindro. En la cuarta vuelta también tiene lugar el proceso de fijación de los colores de tóner al papel.
Resulta así una velocidad de impresión cuatro veces mas lenta que una láser monocromática, amen de que las impresiones en color son aún bastantes más costosas en equipo e insumos, y más sensibles a la humedad. Se obtienen imágenes brillantes y duraderas. No requieren papeles especiales.
En las impresoras térmicas el cabezal es fijo, y ocupa el ancho del papel a imprimir (figura 2.86).
Al igual que las de matriz de agujas, los puntos que entintan el papel son producidos por elementos puntuales (una sola fila), pero no actúan por impacto, sino por calor, derritiendo puntos de una cera sólida que recubre una "supercinta" multicolor descartable. Ella cubre todo el ancho del papel, y se mueve junto con éste. Los colores CYMK sobre la "supercinta" forman franjas como las dibujadas. Entonces, suponiendo que por debajo del cabezal pase la franja amarilla, de todas la fila de resistores de semiconductores sólo aquellos que deben imprimir un punto de ese color serán calentados por un impulso eléctrico producido por el microprocesador que controla la impresión. Esto lo hace de acuerdo a los unos y ceros que representan la imagen a imprimir almacenados en el buffer de la impresora. Un rodillo de impresión aprieta el papel contra la "supercinta" calentada por las agujas del cabezal, de modo que puntos de cera derretida pasen al papel. Luego la cinta avanza una franja, hacia la cian, y el papel retrocede, para ponerse nuevamente con la línea antes impresa (con puntos amarillos) sobre los resistores del cabezal.
Ahora otra vez se repite el proceso anterior, para imprimir aquellos puntos que deben aportar color cyan. Del mismo modo se imprimen los puntos correspondientes a las dos franjas restantes: magenta y negro, completándose así el proceso de impresión de una línea de puntos en color.
La cantidad de resistores por pulgada que presenta la línea de agujas del cabezal, determina la resolución de la impresora. Si ésta es sólo de 300 dpi permite imprimir buenas imágenes pictóricas, pero los textos no son de calidad.
Otra impresora activada por calor es la de difusión de tinta, en la cual el colorante de la supercinta se difunde sobre el papel, produciendo colores más densos a mayor temperatura. Así es posible generar 256 colores en los puntos impresos.
Las impresoras descriptas tienen aspectos comunes con las conocidas impresoras térmicas. Estas usan papel termosensible, que se oscurece en puntos con el calor al pasar por el cabezal fijo de puntos calentados.
Velocidad
-ppm: páginas por minuto que es capaz de imprimir;
-cps: caracteres (letras) por segundo que es capaz de imprimir.
Actualmente se usa casi exclusivamente el valor de ppm, mientras que el de cps se reserva para las pocas impresoras matriciales que aún se fabrican. De cualquier modo, los fabricantes siempre calculan ambos parámetros de forma totalmente engañosa; por ejemplo, cuando se dice que una impresora de tinta llega a 7 páginas por minuto no se nos advierte de que son páginas con como mucho un 5% de superficie impresa, en la calidad más baja, sin gráficos y descontando el tiempo de cálculo del ordenador.
Y aún así resulta prácticamente imposible conseguir dicha cifra; en realidad, rara vez se consiguen más de 3 ppm de texto con una impresora de tinta, si bien con una láser es más fácil acercarse a las cifras teóricas que indica el fabricante.
Probablemente sea el parámetro que mejor define a una impresora. La resolución es la mejor o peor calidad de imagen que se puede obtener con la impresora, medida en número de puntos individuales que es capaz de dibujar una impresora.
Para ver el gráfico seleccione la opción ¨Bajar trabajo¨ del menú superior
Se habla generalmente de ppp, puntos por pulgada (cuadrada) que imprime una impresora. Así, cuando hablamos de una impresora con resolución de "600x300 ppp" nos estamos refiriendo a que en cada línea horizontal de una pulgada de largo (2,54 cm) puede situar 600 puntos individuales, mientras que en vertical llega hasta los 300 puntos. Si sólo aparece una cifra ("600 ppp", por ejemplo) suele significar que la resolución horizontal es igual que la vertical.
De cualquier modo, no todo es "tirar puntos" sobre el papel. Dos impresoras de la misma resolución teórica pueden dar resultados muy dispares, ya que también influye el tamaño de esos puntos y la precisión a la hora de colocarlos sobre el papel. De nada sirve colocar 360.000 puntos en una pulgada cuadrada si están puestos unos sobre otros emborronando la imagen.
Es una pequeña cantidad de memoria que tienen todas las impresoras modernas para almacenar parte de la información que les va proporcionando el ordenador.
De esta forma el ordenador, sensiblemente más rápido que la impresora, no tiene que estar esperándola continuamente y puede pasar antes a otras tareas mientras termina la impresora su trabajo. Evidentemente, cuanto mayor sea el buffer más rápido y cómodo será el proceso de impresión, por lo que algunas impresoras llegan a tener hasta 256 Kb de buffer (en impresoras muy profesionales, incluso varios MB).
Las impresoras se conectan al PC casi exclusivamente mediante el puerto paralelo, que en muchos sistemas operativos se denomina LPT1 (LPT2 en el caso del segundo puerto paralelo, si existiera más de uno). Como el puerto paralelo original no era demasiado rápido, en la actualidad se utilizan puertos más avanzados como el ECP o el EPP, que son más rápidos y añaden bidireccionalidad a la comunicación (es decir, que la impresora puede "hablarle" al PC, lo que antiguamente era imposible) al tiempo que mantienen la compatibilidad con el antiguo estándar. El método de trabajo del puerto paralelo (estándar, ECP, EPP...) se suele seleccionar en la BIOS del ordenador.
Físicamente, el conector para puerto paralelo presenta este aspecto en el extremo del cable que se conecta al ordenador, con 25 pines en 2 hileras, mientras que en el extremo que se conecta a la impresora suele tener 36 pines planos y unas abrazaderas.
El cable para conectar ambos dispositivos se suele denominar cable paralelo Centronics; para bidireccionalidad se debe usar cables específicos, más avanzados y de mayor calidad.
Otras formas menos comunes de conectar una impresora es mediante el puerto serie (el que utilizan los módems externos y muchos ratones; resulta bastante lento), mediante un conector USB (rápido y sencillo, aunque con pocas ventajas frente al puerto paralelo), mediante un dispositivo de infrarrojos (muy útil en el caso de portátiles) o directamente conectados a una red (y no a un ordenador conectado a la misma) en el caso de grandes impresoras para grupos.
Se trata de unos aparatos destinados a la impresión de planos para proyectos de arquitectura o ingeniería, por lo que trabajan con enormes formatos, DIN-A1 (59,4x84 cm) o superiores.
Antiguamente consistían en una serie de plumillas móviles de diferentes grosores y colores que se movían por la hoja reproduciendo el plano en cuestión, lo que era bastante incómodo por el mantenimiento de las plumillas y podía ser impreciso al dibujar elementos tales como grandes círculos. En la actualidad casi todos tienen mecanismos de inyección de tinta, facilitando mucho el mantenimiento, que se reduce a cambiar los cartuchos; son auténticas impresoras de tinta, sólo que el papel es mucho más ancho y suele venir en rollos de decenas de metros.
Constituyen una categoría de reciente aparición; usan métodos avanzados como la sublimación o las ceras o tintas sólidas, que garantizan una pureza de color excepcional, si bien con un coste relativamente elevado en cuanto a consumibles y una velocidad baja.
La calidad de estas impresoras suele ser tal, que muchas veces el resultado es indistinguible de una copia fotográfica tradicional, incluso usando resoluciones relativamente bajas como 200 ppp. Sin embargo, son más bien caras y los formatos de impresión no suelen exceder el clásico 10x15 cm, ya que cuando lo hacen los precios suben vertiginosamente y nos encontramos ante impresoras más apropiadas para pruebas de imprenta y autoedición.
Resulta un calificativo tan bueno como cualquier otro para definir a las impresoras, casi exclusivamente de tinta, que imprimen en formatos hasta el A2 (42x59,4 cm). Son impresoras que aúnan las ventajas de las impresoras de tinta en cuanto a velocidad, color y resolución aceptables junto a un precio bastante ajustado, menos de 150.000 pts, lo que es una pequeña fracción del precio de un plotter.
Se utilizan para realizar carteles o pósters, pequeños planos o pruebas de planos grandes, así como cualquier tarea para la que sea apropiada una impresora de tinta de menor formato: cartas, informes, gráficos... Hasta hace poco sólo existían un par de modelos, ahora las hay de Epson, Canon, HP...
Son impresoras de gran capacidad, preparadas para funcionar en una red incluso sin depender de un ordenador de la misma. Suelen ser impresoras láser, en ocasiones con soporte para color, con bandejas para 500 hojas o más, velocidades de más de 12 ppm (reales!!) y memoria por encima de 6 MB. Últimamente se tiende a que tengan funciones de fotocopiadora o capacidad para realizar pequeñas tiradas sin necesidad de emplear una fotocopiadora, e incluso clasifican y encuadernan.
Desde su creación, las computadoras digitales han utilizado un sistema de codificación de instrucciones en sistema de numeración binaria, es decir con los 0S. Esto se debe a que los circuitos integrados funcionan con este principio, es decir, hay corriente o no hay corriente.
En el origen de la historia de las computadoras ( hace unos cuarenta años), los sistemas operativos no existían y la introducción de un programa para ser ejecutado se convertía en un increíble esfuerzo que solo podía ser llevado a cabo por muy pocos expertos. Esto hacia que las computadoras fueran muy complicadas de usar y que se requiriera tener altos conocimientos técnicos para operarlas. Era tan complejo su manejo, que en algunos casos el resultado llegaba a ser desastroso.
Además, el tiempo requerido para introducir un programa en aquellas grandes máquinas de lento proceso superaba por mucho el de ejecución y resultaba poco provechosa la utilización de computadoras para resolución de problemas prácticos.
Se buscaron medios más elaborados para manipular la computadora, pero que a su vez simplificaran la labor del operador o el usuario. Es entonces cuando surge la idea de crear un medio para que el usuario pueda operar la computadora con un entorno, lenguaje y operación bien definido para hacer un verdadero uso y explotación de esta. Surgen los sistemas operativos.
Un sistema operativo es el encargado de brindar al usuario una forma amigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las ordenes al procesador central para que este realice las tareas necesarias y especificas para completar una orden.
El sistema operativo, es el instrumento indispensable para hacer de la computadora un objeto útil. Bajo este nombre se agrupan todos aquellos programas que permiten a los usuarios la utilización de este enredo de cables y circuitos, que de otra manera serian difíciles de controlar. Un sistema operativo se define como un conjunto de procedimientos manuales y automáticos, que permiten a un grupo de usuarios compartir una instalación de computadora eficazmente.
Interfaz de Línea de Comandos.
La forma de interfaz entre el sistema operativo y el usuario en la que este escribe los comandos utilizando un lenguaje de comandos especial. Los sistemas con interfaces de líneas de comandos se consideran más difíciles de aprender y utilizar que los de las interfaces gráficas. Sin embargo, los sistemas basados en comandos son por lo general programables, lo que les otorga una flexibilidad que no tienen los sistemas basados en gráficos carentes de una interfaz de programación.
Interfaz Gráfica del Usuario.
Es el tipo de visualización que permite al usuario elegir comandos, iniciar programas y ver listas de archivos y otras opciones utilizando las representaciones visuales (iconos) y las listas de elementos del menú. Las selecciones pueden activarse bien a través del teclado o con el mouse.
Para los autores de aplicaciones, las interfaces gráficas de usuario ofrecen un entorno que se encarga de la comunicación con el ordenador o computadora. Esto hace que el programador pueda concentrarse en la funcionalidad, ya que no esta sujeto a los detalles de la visualización ni a la entrada a través del mouse o el teclado. También permite a los programadores crear programas que realicen de la misma forma las tareas más frecuentes, como guardar un archivo, porque la interfaz proporciona mecanismos estándar de control como ventanas y cuadros de diálogo. Otra ventaja es que las aplicaciones escritas para una interfaz gráfica de usuario son independientes de los dispositivos: a medida que la interfaz cambia para permitir el uso de nuevos dispositivos de entrada y salida, como un monitor de pantalla grande o un dispositivo óptico de almacenamiento, las aplicaciones pueden utilizarlos sin necesidad de cambios.
Funciones de los Sistemas Operativos.
? Interpreta los comandos que permiten al usuario comunicarse con el ordenador. ? Coordina y manipula el hardware de la computadora, como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el mouse. ? Organiza los archivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas magnéticas. ? Gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos. ? Servir de base para la creación del software logrando que equipos de marcas distintas funcionen de manera análoga, salvando las diferencias existentes entre ambos. ? Configura el entorno para el uso del software y los periféricos; dependiendo del tipo de máquina que se emplea, debe establecerse en forma lógica la disposición y características del equipo. Como por ejemplo, una microcomputadora tiene físicamente dos unidades de disco, puede simular el uso de otras unidades de disco, que pueden ser virtuales utilizando parte de la memoria principal para tal fin. En caso de estar conectado a una red, el sistema operativo se convierte en la plataforma de trabajo de los usuarios y es este quien controla los elementos o recursos que comparten. De igual forma, provee de protección a la información que almacena.
Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas operativos, mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de multitareas. La conmutación de contextos (context Switching) es un tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario). Para activar otra tarea que se encuentre en segundo plano, el usuario debe traer al primer plano la ventana o pantalla que contenga esa aplicación. En la multitarea cooperativa, la que se utiliza en el sistema operativo Macintosh, las tareas en segundo plano reciben tiempo de procesado durante los tiempos muertos de la tarea que se encuentra en primer plano (por ejemplo, cuando esta aplicación esta esperando información del usuario), y siempre que esta aplicación lo permita. En los sistemas multitarea de tiempo compartido, como OS/2, cada tarea recibe la atención del microprocesador durante una fracción de segundo. Para mantener el sistema en orden, cada tarea recibe un nivel de prioridad o se procesa en orden secuencial. Dado que el sentido temporal del usuario es mucho más lento que la velocidad de procesamiento del ordenador, las operaciones de multitarea en tiempo compartido parecen ser simultáneas.
Los sistemas operativos monotareas son más primitivos y es todo lo contrario al visto anteriormente, es decir, solo pueden manejar un proceso en cada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una. Por ejemplo cuando la computadora esta imprimiendo un documento, no puede iniciar otro proceso ni responder a nuevas instrucciones hasta que se termine la impresión.
Los sistemas monousuarios son aquellos que nada más puede atender a un solo usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se este ejecutando.
Estos tipos de sistemas son muy simples, porque todos los dispositivos de entrada, salida y control dependen de la tarea que se esta utilizando, esto quiere decir, que las instrucciones que se dan, son procesadas de inmediato; ya que existe un solo usuario. Y están orientados principalmente por los microcomputadores.
Es todo lo contrario a monousuario; y en esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes. En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo (timesharing).
La secuencia por lotes o procesamiento por lotes en microcomputadoras, es la ejecución de una lista de comandos del sistema operativo uno tras otro sin intervención del usuario. En los ordenadores más grandes el proceso de recogida de programas y de conjuntos de datos de los usuarios, la ejecución de uno o unos pocos cada vez y la entrega de los recursos a los usuarios. Procesamiento por lotes también puede referirse al proceso de almacenar transacciones durante un cierto lapso antes de su envío a un archivo maestro, por lo general una operación separada que se efectúa durante la noche.
Los sistemas operativos por lotes (batch), en los que los programas eran tratados por grupos (lote) en ves de individualmente. La función de estos sistemas operativos consistía en cargar en memoria un programa de la cinta y ejecutarlo. Al final este, se realizaba el salto a una dirección de memoria desde donde reasumía el control del sistema operativo que cargaba el siguiente programa y lo ejecutaba. De esta manera el tiempo entre un trabajo y el otro disminuía considerablemente.
Un sistema operativo en tiempo real procesa las instrucciones recibidas al instante, y una vez que han sido procesadas muestra el resultado. Este tipo tiene relación con los sistemas operativos monousuarios, ya que existe un solo operador y no necesita compartir el procesador entre varias solicitudes.
Su característica principal es dar respuestas rápidas; por ejemplo en un caso de peligro se necesitarían respuestas inmediatas para evitar una catástrofe.
El tiempo compartido en ordenadores o computadoras consiste en el uso de un sistema por más de una persona al mismo tiempo. El tiempo compartido ejecuta programas separados de forma concurrente, intercambiando porciones de tiempo asignadas a cada programa (usuario). En este aspecto, es similar a la capacidad de multitareas que es común en la mayoría de los microordenadores o las microcomputadoras. Sin embargo el tiempo compartido se asocia generalmente con el acceso de varios usuarios a computadoras más grandes y a organizaciones de servicios, mientras que la multitarea relacionada con las microcomputadoras implica la realización de múltiples tareas por un solo usuario.
Los sistemas operativos empleados normalmente son UNIX, Macintosh OS, MS-DOS, OS/2, Windows 95 y Windows NT.
El significado de estas letras es el de Microsoft Disk Operating System. Microsoft es el nombre de la compañía que diseño este sistema operativo, e IBM la compañía que lo hizo estándar al adoptarlo en sus microordenadores.
Este sistema operativo emplea discos flexibles con una organización determinada. Los discos se pueden grabar por una o por dos caras y la información se organiza en 40 pistas de 8 ó 9 sectores de un tamaño de 512 caracteres, reservándose el sistema para la propia información del disco, que puede ser disco removible o disco duro, teniendo en el segundo más capacidad pero similar estructura.
Los nombres de los ficheros en MS-DOS, para los que se emplean tanto letras como números, se componen de dos partes: el nombre del fichero y la extensión, estando ambos datos separados por un punto. Las diferentes unidades de disco son identificadas por el MS-DOS a través de una letra seguida de dos puntos. Los tipos de extensión más habituales son como aparecería la memoria cargada con ellos; es decir, que pueden cargar directamente a memoria sin el auxilio del sistema operativo.
Los de extensión .EXE precisan que el cargador del DOS los coloque en memoria, lo que significa que el sistema operativo debe estar en memoria. Los del tipo .BAT son los compuestos de comandos que se ejecutan secuencialmente.
? Rutinas de control, que funcionan con el programa IBM.DOS, y se encargan de las operaciones de entrada / salida. ? Procesador de comandos, también llamado COMMAND.COM, que procesa los dos tipos de comandos de que dispone el DOS; es decir, los residentes en memoria o internos, y los no residentes o externos, que residen en el disco del sistema operativo. ? Rutinas de servicios accesibles desde el programa control.
También existe la posibilidad de subdividir el disco en subdirectorios que permiten un empleo más ágil de toda la información.
MS-DOS esta lejos de ser el sistema operativo ideal, ya que, de momento, se trata de un sistema monotarea, pero aunque esto se resolviera, seguiría presentando problemas de diseño que provocan que el comportamiento de la máquina sea poco fiable. A pesar de estas desventajas y de que existen otros sistemas operativos en el mundo de la microinformática, hay que tener siempre presente la enorme cantidad de software que se ha desarrollado para DOS y que conviene aprovechar en lo posible.
Desarrollado inicialmente por Microsoft Corporation e International Business Machines (IBM), después de que Intel introdujera al mercado su procesador 80286. Pero la sociedad no duro mucho ya que IBM veía a Windows como una amenaza para el SO/2.
Pero IBM continuo desarrollando este sistema operativo. El OS/2 al principio fue muy parecido al MS-DOS, tiene una línea de comando, pero la diferencia que existe con el DOS es el intérprete de comandos, el cual es un programa separado del kernel del sistema operativo y aparece únicamente cuando se hace clic en uno de los iconos “OS/2 prompt” dentro del Workplace Shell. Otra diferencia es que este sí en un sistema operativo multitarea.
En el OS/2 muchos de los comandos son idénticos a los de su contra parte pero tiene más comandos debido a que es más grande, completo y moderno.
El ambiente gráfico es el Workplace Shell (WS), es el equivalente a un administrador del área de trabajo para el WS.
El sistema operativo constituye la interfaz entre las aplicaciones y el hardware del Macintosh. El administrador de memoria obtiene y libera memoria en forma automática para las aplicaciones y el sistema operativo. Esta memoria se encuentra normalmente en un área llamada cúmulo. El código de procedimientos de una aplicación también ocupa espacio en el cúmulo. Ahora se presenta una lista de los principales componentes del sistema operativo. ? El cargador de segmentos carga los programas por ejecutar. Una aplicación se puede cargar completa o bien puede dividirse en segundos individuales que se pueden cargar de manera dinámica conforme se necesiten. ? El administrador de eventos del sistema operativo informa de la ocurrencia de diversos eventos de bajo nivel, como la presión de un botón del mouse o el tecleo. En condiciones normales, el administrador de eventos de la caja de herramientas transfiere estos eventos a las aplicaciones. ? El administrador de archivos se encarga de la entrada / salida de archivos; el administrador de dispositivos se encarga de la entrada / salida de dispositivos. ? Los manejadores de dispositivos son programas con los cuales los diversos tipos de dispositivos pueden presentar interfaces uniformes de entrada / salida a las aplicaciones. Tres manejadores de dispositivo están integrados al sistema operativo en ROM: el manejador de disco se encarga del acceso a la información en discos, el manejador de sonido controla los generadores de sonido, y el manejador en serie envía y recibe datos a través de los puertos seriales (estableciendo así la comunicación con dispositivos periféricos en serie como impresoras y módems). ? Con el manejador de impresoras las aplicaciones pueden imprimir datos en diversas impresoras. ? Con el administrador de AppleTalk las aplicaciones pueden transmitir y recibir información en una red de comunicaciones AppleTalk. ? El Administrador de retrazado vertical programa las actividades por realizar durante las interrupciones de retrazado vertical que ocurren 60 veces cada segundo cuando se refresca la pantalla de vídeo. ? El manejador de errores del sistema toma el control cuando ocurre un error fatal del sistema y exhibe un cuadro de error apropiado. ? Los programas de utilidad general del sistema operativo ofrecen diversas funciones útiles como la obtención de la fecha y la hora, la comparación de cadenas de caracteres y muchas más. ? El paquete de iniciación es llamado por el paquete de archivos estándar para iniciar y nombrar discos; se aplica con más frecuencia cuando el usuario inserta un disco al que no se le han asignado valores iniciales. ? El paquete de aritmética de punto flotante ofrece aritmética de doble precisión. El paquete de funciones trascendentales ofrece un generador de números aleatorios, así como funciones trigonométricas, logarítmicas, exponenciales y financieras. Los compiladores de Macintosh generan en forma automática llamadas a estos paquetes para realizar manipulaciones numéricas.
Es un sistema operativo multiusuario que incorpora multitarea. Fue desarrollado originalmente por Ken Thompson y Dennis Ritchie en los laboratorios de AT&T Bell en 1969 para su uso en minicomputadoras. El sistema operativo UNIX tiene diversas variantes y se considera potente, más transportable e independiente de equipos concretos que otros sistemas operativos porque esta escrito en lenguaje C. El UNIX esta disponible en varias formas, entre las que se cuenta AIX, una versión de UNIX adaptada por IBM (para su uso en estaciones de trabajo basadas en RISC), A/ux (versión gráfica para equipos Apple Macintosh) y Mach (un sistema operativo reescrito, pero esencialmente compatible con UNIX, para las computadoras NeXT).
El UNIX y sus clones permiten múltiples tareas y múltiples usuarios. Su sistema de archivos proporciona un método sencillo de organizar archivos y permite la protección de archivos. Sin embargo, las instrucciones del UNIX no son intuitivas. Este sistema ofrece una serie de utilidades muy interesantes, como las siguientes: ? Inclusión de compiladores e interpretes de lenguaje. ? Existencia de programas de interfase con el usuario, como ventanas, menús, etc. ? Muchas facilidades a la hora de organización de ficheros. ? Inclusión de lenguajes de interrogación. ? Facilidades gráficas. ? Programas de edición de textos.
Microsoft no solo se ha dedicado a escribir software para PCs de escritorio sino también para poderosas estaciones de trabajo y servidores de red y bases de datos.
El sistema operativo Windows NT de Microsoft, lanzado al mercado el 24 de Mayo de 1993, es un SO para redes que brinda poder, velocidad y nuevas características; además de las características tradicionales. Es un SO de 32 bits, y que puede trabajar en procesadores 386, 486 y Pentium.
Además de ser multitarea, multilectura y multiprocesador ofrece una interfaz gráfica. Y trae todo el software necesario para trabajar en redes, permitiendo ser un cliente de la red o un servidor.
Es un entorno multitarea dotado de una interfaz gráfica de usuario, que a diferencia de las versiones anteriores, Windows 95 no necesita del MS-DOS para ser ejecutado, ya que es un sistema operativo.
Este SO esta basado en menús desplegables, ventanas en pantalla y un dispositivo señalador llamado mouse. Una de las características principales de Windows 95 es que los nombres de los archivos no están restringidos a ocho caracteres y tres de la extensión, pueden tener hasta 256 caracteres para tener una descripción completa del contenido del archivo. Además posee Plug and Play, una tecnología conjuntamente desarrollada por los fabricantes de PCs, con la cual un usuario puede fácilmente instalar o conectar dispositivos permitiendo al sistema automáticamente alojar los recursos del hardware sin la intervención de usuario.
Es una condición por la que los archivos se dividen en el disco en pequeños segmentos separados físicamente entre si. Esta condición es una consecuencia natural del crecimiento de los archivos y de su posterior almacenamiento en un disco lleno. Este disco ya no contendría bloques contiguos de espacio libre lo suficientemente grandes como para almacenar los archivos. La fragmentación de archivos no es un problema de integridad, aunque a veces puede ocurrir que los tiempos de acceso y de lectura aumenten si el disco esta muy lleno y el almacenamiento se ha fragmentado incorrectamente. Existen productos de software para organizar u optimizar el almacenamiento de archivos.
En una base de datos, la fragmentación del archivo es una situación en la cual los registros no se graban en su secuencia de acceso optima debido a las continuas adiciones y eliminaciones de registros. La mayoría de los sistemas de bases de datos cuentan con utilidades que reordenan los registros para mejorar el rendimiento de acceso y recuperar el espacio libre ocupado por los registros borrados.
También llamada compactación de datos. Y es el término que se aplica a diversos métodos para compartir la información a fin de permitir una transmisión o almacenamiento más eficaces. La velocidad de compresión y descompresión y el porcentaje de compresión (la relación entre los datos comprimidos y sin comprimir) dependen del tipo de los datos y el algoritmo utilizado. Una técnica de compresión de archivos de texto, la llamada codificación de palabras clave, sustituye cada palabra que aparece con frecuencia como por ejemplo el o dos por un puntero (uno o dos bytes) a una entrada de una tabla (que se guarda en el archivo) de palabras. Las técnicas de compresión fuzzy (por ejemplo JPEG), utilizadas en compresión de audio y vídeo, tienen un porcentaje de compresión muy elevado, pero no permiten recuperar exactamente el original.
Sea cual sea el esquema de organización del almacenamiento que se adopte para un sistema específico, es necesario decir que estrategias se deben utilizar para obtener un rendimiento optimo. Las estrategias de administración del almacenamiento, determinar el comportamiento de una organización de almacenamiento determinada cuando se siguen diferentes políticas: ¿ Cuándo se toma un nuevo programa para colocarlo en la memoria ? ¿ Se toma el programa cuando el sistema lo solicita específicamente o se intenta anticiparse a las peticiones del sistema ? ¿ En que lugar del almacenamiento principal se coloca el siguiente programa por ejecutar ? ¿ Se coloca los programas lo más cerca posible uno del otro en los espacios disponibles de la memoria principal para reducir al mínimo el desperdicio de espacio, o se colocan los programas lo más rápido posible para reducir al mínimo el tiempo de ejecución ?.
El lenguaje propio del ordenador, basado en el sistema binario, o código máquina, resulta difícil de utilizar para las personas. El programador debe introducir todos y cada uno de los comandos y datos en forma binaria, y una operación sencilla como comparar el contenido de un registro con los datos situados en una ubicación del chip de memoria puede tener el siguiente formato: 11001010 00010111 11110101 00101011. La programación en lenguaje máquina es una tarea tan tediosa y consume tanto tiempo que muy raras veces lo que se ahorra en la ejecución del programa justifica los días o semanas que se han necesitado para escribir el mismo.
Vistos a muy bajo nivel, los microprocesadores procesan exclusivamente señales electrónicas binarias. Dar una instrucción a un microprocesador supone en realidad enviar series de unos y ceros espaciadas en el tiempo de una forma determinada. Esta secuencia de señales se denomina código máquina. El código representa normalmente datos y números e instrucciones para manipularlos. Un modo más fácil de comprender el código máquina es dando a cada instrucción un mnemónico, como por ejemplo STORE, ADD o JUMP. Esta abstracción da como resultado el ensamblador, un lenguaje de muy bajo nivel que es específico de cada microprocesador.
Los lenguajes de bajo nivel permiten crear programas muy rápidos, pero que son a menudo difíciles de aprender. Más importante es el hecho de que los programas escritos en un bajo nivel sean altamente específicos de cada procesador. Si se lleva el programa a otra máquina se debe reescribir el programa desde el principio
Los lenguajes de alto nivel sueles utilizar términos ingleses del tipo LIST, PRINT u OPEN como comandos que representan una secuencia de decenas o de centenas de instrucciones en lenguaje máquina. Los comandos se introducen desde el teclado, desde un programa residente en la memoria o desde un dispositivo de almacenamiento, y son interceptados por un programa que los traduce a instrucciones en lenguaje máquina.
Los programas traductores son de dos tipos: interpretes y compiladores. Con un interprete, los programas que repiten un ciclo para volver a ejecutar parte de sus instrucciones, reinterpretan la misma instrucción cada vez que aparece. Por consiguiente, los programas interpretados se ejecutan con mucha mayor lentitud que los programas en lenguaje máquina. Por el contrario, los compiladores traducen un programa integro a lenguaje máquina antes de su ejecución, por lo cual se ejecutan con tanta rapidez como si hubiese sido escrita directamente en lenguaje máquina.
Se considera que fue la estadounidense Grace Hopper quien implementó el primer lenguaje de ordenador orientado al uso comercial. Después de programar un ordenador experimental en la Universidad de Harvard, trabajó en los modelos UNIVAC I y UNIVAC II, desarrollando un lenguaje de alto nivel para uso comercial llamado FLOW-MATIC. Para facilitar el uso del ordenador en las aplicaciones científicas, IBM desarrolló un lenguaje que simplificaría el trabajo que implicaba el tratamiento de fórmulas matemáticas complejas. Iniciado en 1954 y terminado en 1957, el FORTRAN (acrónimo de Formula Translator) fue el primer lenguaje exhaustivo de alto nivel de uso generalizado.
En 1957 una asociación estadounidense, la Association for Computing Machinery comenzó a desarrollar un lenguaje universal que corrigiera algunos de los defectos del FORTRAN. Un año más tarde fue lanzado el ALGOL (acrónimo de Algorithmic Language), otro lenguaje de orientación científica de gran difusión en Europa durante las décadas de 1960 y 1970, desde entonces ha sido sustituido por nuevos lenguajes, mientras que el FORTRAN continúa siendo utilizado debido a las gigantescas inversiones que se hicieron en los programas existentes. El COBOL
(Acrónimo de Common Business Oriented Language) es un lenguaje de programación para uso comercial y empresarial especializado en la organización de datos y manipulación de archivos, y hoy día está muy difundido en el mundo empresarial.
Aunque existen centenares de lenguajes informáticos y de variantes, hay algunos dignos de mención, como el PASCAL, diseñado en un principio como herramienta de enseñanza, hoy es uno de los lenguajes de microordenador más populares; el logro fue desarrollado para que los niños pudieran acceder al mundo de la informática; el C, un lenguaje de Bell Laboratories diseñado en la década de 1970, se utiliza ampliamente en el desarrollo de programas de sistemas, al igual que su sucesor, el C++. El LISP y el PROLOG han alcanzado amplia difusión en el campo de la inteligencia artificial.
Tipos de Lenguajes de Alto Nivel:
Generalizando, un programa en C consta de tres secciones. La primera sección es donde van todos los ``headers''. Estos ``headers'' son comúnmente los ``#define'' y los ``#include''. Como segunda sección se tienen las ``funciones''. Al igual que Pascal, en C todas las funciones que se van a ocupar en el programa deben ir antes que la función principal (main()). Declarando las funciones a ocupar al principio del programa, se logra que la función principal esté antes que el resto de las funciones. Ahora, solo se habla de funciones ya que en C no existen los procedimientos.
Y como última sección se tiene a la función principal, llamada main. Cuando se ejecuta el programa, lo primero que se ejecuta es esta función, y de ahí sigue el resto del programa.
Los símbolos { y } indican ``begin'' y ``end'' respectivamente. Si en una función o en un ciclo while, por ejemplo, su contenido es de solamente una línea, no es necesario usar ``llaves'' ({ }), en caso contrario es obligación usarlos.
Pascal es un lenguaje de programación de alto nivel de propósito general; esto es, se puede utilizar para escribir programas para fines científicos y comerciales.
El lenguaje de programación Pascal fue desarrollado por el profesor Niklaus (Nicolás) Wirth en Zurich, Zuiza, al final de los años 1960s y principios de los 70s. Wirth diseñó este lenguaje para que fuese un buen primer lenguaje de programación para personas comenzando a aprender a programar. Pascal tiene un número relativamente pequeño de conceptos para aprender y dominar. Su diseño facilita escribir programas usando un estilo que está generalmente aceptado como práctica estándar de programación buena. Otra de las metas del diseño de Wirth era la implementación fácil. Él diseñó un lenguaje para el cual fuese fácil escribir un compilador para un nuevo tipo de computadora.
Qbasic es un lenguaje de alto nivel, el cual consiste en instrucciones que los humanos pueden relacionar y entender. El compilador de Qbasic se encarga de traducir el mismo a lenguaje de máquina.
Un programa es una secuencia de instrucciones. El proceso de ejecutar esas instrucciones se llama correr el programa. Los programas contienen las funciones de entrada, procesamiento y salida. La persona que resuelve problemas mediante escribir programas en la computadora se conoce como programador. Después de analizar el problema y desarrollar un plan para solucionarlo, escribe y prueba el programa que instruye a la computadora como llevar a cabo el plan. El procedimiento que realiza el programador se define como "problem solving". Pero es necesario especificar que un programador y un usuario no son lo mismo. Un usuario es cualquier persona que use el programa.
ASCII, acrónimo de American Standard Code for Information Interchange (Código Normalizado Americano para el Intercambio de Información). En computación, un esquema de codificación que asigna valores numéricos a las letras, números, signos de puntuación y algunos otros caracteres. Al normalizar los valores utilizados para dichos caracteres, ASCII permite que los ordenadores o computadoras y programas informáticos intercambien información.
ASCII incluye 256 códigos divididos en dos conjuntos, estándar y extendido, de 128 cada uno. Estos conjuntos representan todas las combinaciones posibles de 7 u 8 bits, siendo esta última el número de bits en un byte. El conjunto ASCII básico, o estándar, utiliza 7 bits para cada código, lo que da como resultado 128 códigos de caracteres desde 0 hasta 127 (00H hasta 7FH hexadecimal). El conjunto ASCII extendido utiliza 8 bits para cada código, dando como resultado 128 códigos adicionales, numerados desde el 128 hasta el 255 (80H hasta FFH extendido).
En el conjunto de caracteres ASCII básico, los primeros 32 valores están asignados a los códigos de control de comunicaciones y de impresora —caracteres no imprimibles, como retroceso, retorno de carro y tabulación— empleados para controlar la forma en que la información es transferida desde una computadora a otra o desde una computadora a una impresora. Los 96 códigos restantes se asignan a los signos de puntuación corrientes, a los dígitos del 0 al 9 y a las letras mayúsculas y minúsculas del alfabeto latino.
Los códigos de ASCII extendido, del 128 al 255, se asignan a conjuntos de caracteres que varían según los fabricantes de computadoras y programadores de software. Estos códigos no son intercambiables entre los diferentes programas y computadoras como los caracteres ASCII estándar. Por ejemplo, IBM utiliza un grupo de caracteres ASCII extendido que suele denominarse conjunto de caracteres IBM extendido para sus computadoras personales. Apple Computer utiliza un grupo similar, aunque diferente, de caracteres ASCII extendido para su línea de computadoras Macintosh. Por ello, mientras que el conjunto de caracteres ASCII estándar es universal en el hardware y el software de los microordenadores, los caracteres ASCII extendido pueden interpretarse correctamente sólo si un programa, computadora o impresora han sido diseñados para ello