Mantenimiento De Equipos Informaticos

Proyecto MENTOR del PNTIC M.E.C. Curso: Mantenimiento de equipos informáticos. Autores: Claudio Morán Flores Fernando Morán Flores

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

1

PLACA MADRE

9

1.1 Tipos 1.1.1 Diferencias entre placas AT y ATX

9 9

1.2 Elementos que constituyen la placa madre. 1.2.1 Slots de expansión 1.2.2 ROM, EPROM y EEPROM BIOS 1.2.3 Batería y RAM CMOS. 1.2.4 Juego de Integrados (Chipset ) 1.2.5 Chipset de Intel 1.2.6 VIA APOLLO

11 11 16 17 17 18 22

1.3

23

El zócalo de la CPU

1.4 Otros puertos para la conexión de dispositivos externos. 1.4.1 Puerto Paralelo de impresora: 1.4.2 Puerto serie RS-232 1.4.3 Conector para joystick. 1.4.4 Conector PS/2 para ratón 1.4.5 Conector para teclado

23 24 25 26 27 27

1.5

28

Conclusión

1.6 Configuración de la BIOS 1.6.1 Award Bios

30 30

1.7 Programas de análisis y diagnóstico. 1.7.1 WinBench 99 1.7.2 SiSoft Sandra 99.

42 42 45

1.8 Instalación de una placa madre. 1.8.1 Pasos que deberemos seguir 1.8.2 Fallos en el funcionamiento de la placa madre

53 53 56

EL MICROPROCESADOR (µ µP)

57

2.1 Un poco de historia 2.1.1 Llegaron los 16 Bits 2.1.2 La familia i80XXX de Intel. 2.1.3 Cisc y Risc

57 57 58 58

2.2 Otras Características 2.2.1 Bus de datos 2.2.2 Bus de direcciones 2.2.3 Frecuencia 2.2.4 Voltaje de alimentación y tecnología de fabricación 2.2.5 MMX y multimedia 2.2.6 Memoria caché 2.2.7 El zócalo

59 59 59 59 60 60 61 61

2

2

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2.3 Los microprocesadores actuales. 2.3.1 El Pentium. 2.3.2 Pentium MMX. 2.3.3 Pentium Pro. 2.3.4 Pentium II 2.3.5 Variantes del Pentium II 2.3.6 Pentium III.

65 65 65 65 66 66 67

2.4 Otros fabricantes 2.4.1 AMD 2.4.2 Cyrix

70 70 74

2.5 Configuración de la BIOS. 2.5.1 Arward BIOS 2.5.2 AMI WinBIOS

76 76 76

2.6 Instalación de un microprocesador. 2.6.1 Pasos que deberemos seguir

77 77

3

81

3.1

MEMORIAS Características

81

3.2 Tipos 3.2.1 ROM. 3.2.2 PROM. 3.2.3 EPROM. 3.2.4 EEPROM o E2PROM. 3.2.5 RAM. 3.2.6 DRAM. 3.2.7 SRAM 3.2.8 Tag RAM 3.2.9 VRAM

83 83 83 84 84 84 84 88 90 90

3.3

91

4

SIMMS Y DIMMS DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO DE DATOS

92

4.1 Discos Flexibles 4.1.1 Principio de funcionamiento 4.1.2 Estructura lógica de un disco flexible 4.1.3 Forma física del disco flexible de 3 ½” El cable de datos 4.1.4 4.1.5 Diagnósticos 4.1.6 Instalación/Sustitución de una disquetera para discos flexibles 4.1.7 Averías en una disquetera para discos flexibles. 4.1.8 Mantenimiento de discos flexibles.

92 92 95 97 98 98 101 102 103

4.2 Discos duros 4.2.1 Principio de funcionamiento 4.2.2 Estructura de la información en un disco

104 104 107

3

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4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 4.2.8 4.2.9 4.2.10

Buses de conexión discos duros Características constructivas de los discos duros Cálculo de la capacidad del disco. Prestaciones de los discos Diagnósticos Configuración de la BIOS para un disco duro Instalación de un disco duro. Averías en un disco duro.

108 110 111 111 113 123 127 133

4.3 CD-ROM 4.3.1 Principio de funcionamiento 4.3.2 Características de un lector óptico 4.3.3 Sistemas CAV y CLV 4.3.4 Sonido con CD-ROM 4.3.5 Instalación de una unidad CD-ROM 4.3.6 Diagnósticos

137 137 138 140 141 143 146

4.4 DVD 4.4.1 La evolución del CD hacia el DVD 4.4.2 Tipos de DVD 4.4.3 Formatos para DVD 4.4.4 La tarjeta descompresora MPEG-2 4.4.5 Sistemas antipirateo

148 148 149 149 152 152

4.5 La grabadora de CD 4.5.1 Principio de funcionamiento 4.5.2 Formatos 4.5.3 Otras grabadoras 4.5.4 Software para grabadoras 4.5.5 Fallos comunes a la hora de grabar CD 4.5.6 Instalación de una grabadora de CDs con bus IDE 4.5.7 Instalación del software 4.5.8 Problemas que se pueden encontrar

154 154 155 155 155 156 157 159 159

4.6 Copias de seguridad 4.6.1 Conexión de las unidades al ordenador 4.6.2 Unidades para copias de seguridad 4.6.3 Políticas para copias de seguridad 4.6.4 Los más utilizados 4.6.5 Tecnología MO 4.6.6 Unidades ZIP

160 160 161 161 162 162 164

5

166

TARJETAS GRÁFICAS

5.1

El sistema gráfico.

166

5.2

Historia.

166

5.3

Colores

167

5.4

Resolución y frecuencia de refresco

169

4

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5.5

Velocidad

169

5.6

Utilidades

171

5.7 Elementos de la tarjeta gráfica 5.7.1 Procesador gráfico 5.7.2 Memoria vídeo 5.7.3 RAMDAC

171 171 171 172

5.8

Bus PCI o AGP (Accelerated Graphics Port)

172

5.9

Conectores TV y vídeo

172

5.10 Tarjetas Gráficas 3D. 5.10.1 Explicación de algunas de las características 5.10.2 Capacidades 3D de los procesadores 5.10.3 Lenguajes API que soportan 5.10.4 Salidas y entradas 5.10.5 Optimización para instrucciones multimedia

173 175 176 177 177 178

5.11 Algunas tarjetas gráficas 5.11.1 Voodoo2 (3dfx) 5.11.2 Banshee (3dfx) ““Voodoo”3” 3500 (“3dfx”) 5.11.3 5.11.4 Riva 128/Riva 128ZX (“Nvidia”) 5.11.5 Riva TNT (Nvidia) 5.11.6 Riva TNT2 (“Nvidia”) 5.11.7 Ultra TNT2 (Nvidia) 5.11.8 GeForce 256 (Nvidia) 5.11.9 Savage3D (S3) 5.11.10 Savage4 (S3) 5.11.11 Otras tarjetas

178 178 178 178 178 179 179 179 179 179 179 179

5.12

180

6

Diagnósticos y averías MONITORES

189

6.1

Características

189

6.2

Otras prestaciones

194

6.3

Controles

195

6.4

Tubo de imagen.

196

6.5 Pantallas planas LCD 6.5.1 Principio de funcionamiento 6.5.2 Ventajas e inconvenientes de las pantallas LCD

199 199 201

6.6 Averías en Monitores. 6.6.1 Cable de conexión 6.6.2 Monitor

202 202 203 5

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6.7 Varios monitores en el PC (Windows 98) 205 6.7.1 Utilizar múltiples monitores 205 6.7.2 Instalar un monitor secundario 205 6.7.3 Organizar varios monitores 205 6.7.4 Maximizar una ventana cuando se utilizan varios monitores 206 6.7.5 Cambiar la profundidad del color cuando se utilizan varios monitores 206 6.7.6 Cambiar la resolución de la pantalla cuando se utilizan varios monitores 206 6.7.7 Ver el mismo escritorio en varios monitores 207 7

TARJETAS DE SONIDO.

208

7.1 Entradas de señales eléctricas analógicas. 7.1.1 Convertidor A/D

208 209

7.2 Sonido digital 7.2.1 Convertidor D/A

210 210

7.3

Full Duplex

211

7.4

Sonido digital

212

7.5 Síntesis de sonidos 7.5.1 FM 7.5.2 Tabla de ondas (Wave Table) 7.5.3 DSP (Digital Signal Processor)

212 212 213 214

7.6 Amplificación 7.6.1 Estéreo Sonido 3D 7.6.2

215 216 216

7.7

Altavoces

217

7.8

MIDI

218

7.9 Almacenamiento de los ficheros WAVE 7.9.1 MP3

219 219

8

221

8.1

EL TECLADO El Teclado por dentro

222

8.2 Distintos tipos de teclados de PC 8.2.1 Teclado extendido Apple 8.2.2 Teclado qwerty

222 223 223

8.3

Diferencias importantes

223

8.4

Mapa del teclado, configuracion y códigos.

224

8.5 Combinaciones de teclas En WINDOWS. 8.5.1 Combinaciones con la tecla Logo de Windows.

226 226

6

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8.5.2 8.5.3 8.5.4 9

Teclas del sistema Teclas para manejar cuadros de diálogo Otras teclas de interés

EL RATÓN.

227 227 228 229

9.1

Tipos de ratones

229

9.2

Funcionamiento del ratón

229

9.3

Conversión analógico-digital.

230

9.4

Controlador

231

9.5

Tipos de conexión

231

9.6

Trackball

231

9.7

Touchpad

232

9.8

Limpieza del ratón

232

10

IMPRESORAS

233

10.1

Características de una impresora

233

10.2 Tipos de impresoras 10.2.1 Matriciales 10.2.2 Chorro de tinta 10.2.3 Inyección de tinta 10.2.4 Láser 10.2.5 Transferencia Térmica 10.2.6 Transferencia térmica por sublimación.

236 236 236 237 238 240 242

10.3 Conexión e Instalación de una impresora 10.3.1 Conexión puerto paralelo 10.3.2 Conexión por puerto serie RS-232 10.3.3 Conexión por puerto USB

243 244 244 246

10.4 Conectar varios ordenadores a una impresora 10.4.1 Conmutador de impresoras. Impresora en red LAN 10.4.2

246 246 247

10.5 Conectar varias impresoras a un ordenador 10.5.1 Conmutador de impresoras 10.5.2 Instalación de una tarjeta con puerto paralelo 10.5.3 Otras posibilidades.

248 248 248 249

10.6

249

Ampliación de memoria.

10.7 Problemas de funcionamiento y averías 10.7.1 Hardware. 7

250 250

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

10.7.2 11

Software

252

DISPOSITIVOS DE CAPTURA DE IMÁGENES

253

11.1 Escáner 11.1.1 Introducción 11.1.2 Funcionamiento 11.1.3 Recursos Hardware 11.1.4 Resolución 11.1.5 Tipos de escáner 11.1.6 TWAIN 11.1.7 Programas (Software) 11.1.8 OCR 11.1.9 Características técnicas del escáner

253 253 253 255 258 259 260 260 261 261

11.2 Cámaras fotográficas digitales 11.2.1 Introducción 11.2.2 Funcionamiento 11.2.3 Sensores de Imagen 11.2.4 Tipos de cámaras digitales 11.2.5 Almacenamiento de las imágenes 11.2.6 Transferencia de imágenes 11.2.7 Lentes 11.2.8 Accesorios 11.2.9 Ejemplo práctico

263 263 264 265 266 267 268 268 269 270

12

MÓDEM.

273

12.1

Funcionamiento

273

12.2 Características de un módem 12.2.1 Velocidad 12.2.2 Normas ITU 12.2.3 “Plug and Play”

274 274 274 274

12.3

Tipos de módem

275

12.4

Conexión de un módem al ordenador

277

12.5

Configuración del módem

277

12.6

Averías

281

12.7 ADSL 12.7.1 Información práctica

282 283

8

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1 Placa Madre 1.1 Tipos La Placa madre es una estructura plana de fibra de vidrio que soporta toda la arquitectura que compone el ordenador en sí. Está unida a la carcasa o caja del ordenador mediante tornillos y soporta también todas las tarjetas necesarias para el funcionamiento del sistema. Actualmente podemos decir que existen dos estándar de placas madre que son las antiguas placas AT y las actuales placas ATX. Realmente, el único estándar reconocido es el correspondiente a las placas ATX que son fruto de la unión de distintos fabricantes de placas con la intención de desarrollar un diseño estándar, tanto de dimensiones, como de situación de los componentes mas significativos de las placas madre, como pueden ser el microprocesador, memoria y slots de expansión. Sin embargo, las placas AT han ido evolucionando con el tiempo hasta concretarse en los diseños actuales, más o menos estandarizado. También podemos encontrar en la actualidad modelos AT-ATX que mezclan características de ambas placas. Conexión HD y FD Modulo de ChipSet memoria DIMM de Intel Microprocesador y ventilador Conector alimentación ATX Slot 1 BUS USB

Conectores teclado y ratón PS2

Conectores impresora, puertos serie y salida SVGA

Slot AMR

Slots de expansión PCI

Ilustración 1.1. Placa ATX.

1.1.1 Diferencias entre placas AT y ATX Entre las diferencias más significativas podemos destacar las siguientes: •

Situación del microprocesador. En las placas AT suele situarse lejos de la fuente de alimentación para que el calor de la fuente no afecte a la temperatura del microprocesador. En las placas ATX, el microprocesador se dispone justo debajo de la fuente de alimentación y cercano al panel posterior de la caja. También debemos observar que en las cajas preparadas para placas ATX, el 9

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

•

•

•

ventilador de la fuente de alimentación recoge el aire del interior de la caja, justo donde se encuentra el microprocesador y por tanto, ayuda a su refrigeración. También, muchas de estas cajas están preparadas para situar otro ventilador en el panel posterior, junto al microprocesador, de forma que también mejore la refrigeración de la CPU. Situación de la memoria. Las placas AT sitúan la memoria justo debajo de la fuente de alimentación al lado del conector de alimentación, mientras que en las placas ATX, la memoria se sitúa entre el microprocesador y los slots (conectores) de expansión. Módulos de memoria. Como se comentó anteriormente, las placas AT han ido evolucionando desde los primeros microprocesadores y memorias aparecidos en el mercado, por tanto, podemos encontrar placas AT que soportan memoria RAM de 30 contactos, de 72 contactos, EDO, SDRAM y por supuesto, combinación de distintos tipos. Actualmente las placas AT-ATX suelen incluir zócalos para memoria EDO de 72 contactos y SDRAM de 168 contactos. Las placas ATX sólo incorporan zócalos para memoria de 168 contactos SDRAM. Alimentación. Los conectores de alimentación de las placas AT y ATX son distintos, en el primer caso, son dos conectores hembra de 6 contactos cada uno, que se insertan en un único conector macho (en línea) de 12 contactos. Este tipo de placas no permiten la desconexión o apagado desde el sistema operativo y debe realizarse a través de un conmutador que corte la alimentación de la RED. En las placas ATX, el conector es de 20 terminales en doble línea y en este caso, dispone de un terminal PS-ON que permite la desconexión de la fuente por software desde el propio sistema operativo.

Conector de alimentación AT Nº Función Terminal

Conector de alimentación ATX Nº Nº Función Terminal Terminal

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Power Good +5V +12V -12V GND GND GND GND -5V +5V +5V +5V

3.3v 3.3v GND +5V GND +5V GND Power OK 5VSB +12V

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Función 3.3v -12V GND PS-ON GND GND GND -5V +5V +5V

Ilustración 1.2. Conector de alimentación AT y Conector de alimentación ATX

10

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•

Conexiones de discos duros IDE y discos flexibles. En las placas AT suelen encontrarse entre los slots de expansión y la memoria, con lo que son muy poco accesibles. En las tarjetas ATX, estos conectores están justo al lado contrario de los slots de expansión en una zona despejada y accesible. • Slots de expansión. Son los únicos elementos que no han variado su posición de una placa a otra estando situados en el mismo sitio en ambas. • Conectores RS232, Impresora, USB, ratón y teclado. En las placas AT, estos conectores se encuentran en el interior de la placa, a excepción del conector del teclado, junto con los controladores de disco duro y flexible, aumentando el caos de cables en el interior de la placa, pues tenemos que llevarlos al panel posterior de la caja a través de cable plano. En las placas ATX, estos conectores se encuentran en un lateral de la placa, entre memoria y microprocesador, dispuestos de tal forma, que salen al exterior de la carcasa sin necesidad de cables de expansión, conectando los dispositivos externos directamente a estos conectores. Existen aun más diferencias, pero ya no son importantes para reseñarlas en este apartado.

1.2 Elementos que constituyen la placa madre. Sería muy complicado realizar un despiece total de una placa madre para evaluar cada uno de sus componentes, por tanto, lo que haremos es indicar los elementos más significativos de la placa madre e indicar en lo posible sus características y funciones.

1.2.1 Slots de expansión Los slots de expansión son los conectores específicamente diseñados para conectar tarjetas que permitan ampliar las características básicas de la placa madre y en general del ordenador. Normalmente los slots nos permiten expandir los buses del microprocesador hasta cualquier circuito o tarjeta periférica que se desee conectar a la placa base, por este motivo, es muy común utilizar indistintamente los términos bus y slots para denominar un mismo elemento, aunque podríamos decir que el slots es el conector físico y el bus las conexiones que están representadas en dicho conector. Entendemos como bus, un número determinado de conexiones o terminales del microprocesador o del juego de integrados de la placa base (chipset ) que se unen para realizar una determinada tarea o función, por ejemplo, los buses típicos de un microprocesador son el bus de datos, bus de direcciones y bus de control que serán comentados con más detalles en el capítulo dedicado al microprocesador. En cuanto a los buses correspondientes al chipset de la placa base podemos hablar de bus PCI, bus ISA, BUS AGP y otros más que veremos más adelante. Todos estos buses suelen contener en su totalidad o en parte a los buses del microprocesador. Actualmente se utilizan sólo tres tipos de conectores o slots de expansión que son:

1.2.1.1

Bus ISA.

Los primeros PC´s (Personal Computers) que aparecieron al mercado utilizaban un bus que se denominó XT. Este bus era de 8 bits y trabajaba a una frecuencia de 4.77MHz, que era la misma velocidad que

Ilustración 1.3. Detalle del Bus ISA.

11

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tenía el microprocesador 8088 que utilizaban. En poco tiempo, este bus se quedó obsoleto. Cuando IBM presenta en 1984 el PC AT, mejoró el bus utilizado adaptándolo a las características del nuevo microprocesador que incorporaba el 80286, que tenía un bus de datos de 16 bits y trabajaba a 8.33MHz. Este nuevo bus se denominó Bus ISA (Industry Estandar Arquytecture). Poco después aparecieron los microprocesadores 386 y 486 que utilizaban un bus de 32 bits y trabajaban con frecuencias superiores a 30 MHz. Sin embargo, aún había muchas tarjetas diseñadas para el antiguo bus ISA y que trabajaban a 8.33 MHz, por tanto, el nuevo bus que desarrollaron los fabricantes de placas madre y que se denominó EISA (Extended ISA) mejoró en cuanto a capacidad del bus de datos soportando 32 bits, pero no en cuanto a velocidad manteniendo los 8.33 MHz de su antecesor. Actualmente aun se fabrican placas que utilizan este bus, aunque su tendencia es a desaparecer en poco tiempo.

1.2.1.2

Bus PCI

Es un bus local desarrollado en 1992 por Intel, cuyo estándar es de 32 bits y trabaja a 33 MHz con un ancho de banda de 133 MB/s, aunque actualmente, existen placas que utilizan la versión de 64 bits (P64H) que permite trabajar a 33 MHz y 66MHz con anchos de banda de 266 MB/s y 532 MB/s respectivamente. Fue diseñado para trabajar con dispositivos rápidos como las tarjetas de vídeo, aunque actualmente a quedado relegado a todos los dispositivos menos la tarjeta de vídeo, que se suele conectar al bus AGP que veremos más adelante. Uno de los principales problemas que plantea el bus PCI (Peripheral Component Interconnect) es que teóricamente fue diseñado para un máximo de tres slots, aunque los buses actuales PCI admiten hasta diez dispositivos, de los cuales, cinco pueden ser tarjetas y el resto deben ser dispositivos incorporados en la placa madre, como tarjeta gráfica o el puente PCI a ISA, del que ya hablaremos más adelante. Cuando se conectan más de una tarjeta en los slots PCI, el ancho de banda se divide entre las tarjetas conectadas, con lo cual el rendimiento de cada canal PCI disminuye considerablemente. Por otra parte, los dispositivos conectados al BUS PCI no pueden leer o escribir directamente en la memoria del sistema, ni el microprocesador puede leer directamente la memoria de vídeo de las tarjetas gráficas conectadas a estos buses. Los Slots de expansión PCI de 32 bits constan de un conector de 124 Ilustración 1.4. Detalle del Bus PCI. terminales, de los cuales 120 son activos y otros cuatro de identificación, aunque también existen versiones de 64 bits que utilizan un conector de 188 terminales. El color de los conectores suele ser blanco. Una de las características mas relevantes del bus PCI es la posibilidad de configuración automática de las tarjetas, conocida como Plug & Play (enchufar y utilizar), también conocido con las siglas PnP. Gracias a esta posibilidad, el procesador puede extraer la información necesaria para realizar su instalación a efectos de IRQ´s, puertos utilizados y memoria necesaria. Los dispositivos PCI pueden trabajar como esclavos o como maestros. En el primer caso, estos dispositivos pueden aceptar comandos de la CPU o de otra tarjeta

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maestra. En el segundo caso, la tarjeta puede coger incluso el control de los buses PCI (bus-mastering) y trabajar de forma independiente, sin intervención del microprocesador. En principio, las placas bases que utilizan arquitectura PCI no pueden incluir buses ISA compartiendo directamente el mismo microprocesador, puesto que las velocidades de ambos son muy diferentes. Para solucionar este problema y poder incluir slots ISA en placas con arquitectura PCI, Intel ha desarrollado los denominados puentes PCI a ISA (PCI-to-ISA bridge). Este puente no es más que un integrado que se incorpora en el Chipset de la placa madre y que transfiere los datos entre el bus PCI y el bus ISA, de este modo, pueden seguir conectándose tarjetas ISA en una placa con arquitectura PCI.

1.2.1.3

Bus AGP

Es un bus de reciente aparición y nace como consecuencia lógica de la evolución del bus PCI. Ha sido desarrollado específicamente para la utilización con tarjetas gráficas de altas prestaciones, de ahí su nombre, Advanced Graphics Port (AGP) y rompe muchas de las barreras que limitaban al bus PCI. En su desarrollo original, se diseño para trabajar a una frecuencia de 66 MHz con un bus de 32 bits, lo que implica un ancho de banda teórico de 266 MB/s (4Bytes x 66 MHz). Este modo de trabajo se denomina x1. Posteriormente se desarrolló el modo x2 que permite transferir datos tanto en el flanco de subida del reloj, como en el de bajada duplicando el ancho de banda de transferencia teórico (528 MB/s). Las placas madres actuales incorporan también el modo 4x que permite un ancho de banda con la memoria principal del sistema de 1GB/s. A diferencia del bus PCI, los dispositivos montados en AGP pueden transferir o recibir datos directamente de la memoria principal, liberando a la memoria de vídeo de la tarea de almacenar las texturas en las tarjetas 3D. Por otra parte, en una placa madre sólo puede haber un bus AGP y por tanto, no tiene que compartir su ancho de banda con ningún otro dispositivo conectado al ordenador. Ilustración 1.5. Detalle del Bus AGP.

1.2.1.4

Bus USB

Uno de los principales problemas que plantean los buses anteriormente citados, es que sólo pueden utilizarse en el interior del ordenador, en la placa madre. Si deseamos conectar dispositivos externos, tenemos que hacer uso de otro bus diseñado para trabajar fuera de la placa madre, éste es el caso del bus USB (Universal Serial Bus). A diferencia de los buses PCI, ISA y AGP, el bus USB es serie, lo que implica que la transmisión de datos se realiza bit a bit y no byte a byte (palabra a palabra).

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Conectores del Bus USB

Ilustración 1.6. Detalles del bus USB de una placa madre y de un portátil.

Por otra parte, el bus USB ha sido desarrollado por varios de los fabricantes más importantes de la industria del PC, como son: Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, Nec y Northerm Telecom. Con el fin común de simplificar la conexión entre dispositivos y puede considerarse un estándar de conexión de dispositivos externos. Las características más importantes de este bus son: • Soporta hasta 127 dispositivos conectados al tiempo. • Los dispositivos se pueden instalar o quitar con el equipo conectado, “en caliente”, sin necesidad de reiniciar el sistema para que éste lo reconozca (Hot Plug & Play). • Velocidad de transferencia máxima de 12 Mbits/s • Los dispositivos no necesitan IRQ´s (interrupciones), direcciones de entradasalida ni ADM, con lo cual, la instalación y configuración es muy sencilla. La mayoría de los dispositivos conectados al PC necesitan el uso de alguna interrupción o IRQ, un ADM o algún puerto de entrada salida que son recursos limitados del PC. Por tanto, el sistema operativo debe conocer en todo momento los recursos que necesita cada dispositivo y comprobar que dos o más dispositivos no utilicen el mismo recurso. En los dispositivos PnP (Plug & Play), la asignación la realiza la BIOS y el sistema operativo, pero en los sistemas que no son PnP la asignación la realiza el usuario del PC siendo en algunos casos una tarea difícil que puede ocasionar el mal funcionamiento del sistema. • Si el dispositivo no exige mucha potencia de alimentación, el bus USB puede suministrar la alimentación a través del propio bus. • La conexión de dispositivos se realiza en cascada, de igual modo que ocurre con los dispositivos SCSI, teniendo en cuenta que el bus SCSI es de tipo paralelo y el bus USB es una conexión serie. • Los dispositivos o periféricos que utilizan el este tipo de bus para su conexión con el ordenador suelen incorporar dos conectores USB, uno de entrada y otro de salida para el siguiente dispositivo conectado al bus. • El controlador USB viene incluido en el Chipset de la placa madre. Dependiendo de la placa madre, ésta puede incorpora uno o dos buses USB que se controlan independientemente. • En realidad, los dispositivos USB pueden trabajar en dos modos de funcionamiento, uno de baja velocidad que utiliza un ancho de banda de 1,5 Mbits/s utilizado por los dispositivos lentos como módems, impresoras, ratones o teclados, y otro de alta velocidad cuyo ancho de banda es 12 Mbits/s que permite la conexión con escáner, discos duros o CDROM externos.

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USB 0 + 5VDC USB – USB + GND NC

USB O1 O O O O O O O O O

USB 1 + 5VDC USB USB + GND Key

Ilustración 1.7. Conexiones del bus USB en la placa madre.

Como puede observarse en la ilustración, el bus USB utiliza un par de hilos para la transmisión de datos y otro para la recepción pudiéndose realizar comunicaciones Full Duplex (comunicación en ambos sentidos al tiempo). También se observa que pueden implementarse hasta dos buses USB como sucede en el supuesto de la ilustración. Actualmente se está desarrollando la revisión 2.0 de las especificaciones correspondientes al bus USB que promete mejoras sustanciales respecto a la actual versión 1.1, pero no parece que vaya a haber compatibilidad entre ellas. La mejora más destacable es el aumento de velocidad que oscilará entre los 120 y 240 Mbits/s más de 10 veces superior a los sistemas actuales que utilizan bus USB. Direcciones de Intel que contienen información sobre USB: http://www.intel.com/design/usb y http://www.intel.com/tour/overview.htm.

1.2.1.5

Bus PCMCIA

Este bus ha sido desarrollado para los ordenadores portátiles teniendo como consideración principal el tamaño de los conectores y de los dispositivos que se conectarán a este bus. Los formato de los dispositivos que se conectan a este bus se conoce como PC Cards y pueden contener en un reducido tamaño todo tipo de elementos o periféricos como: memoria, disco duro, módem, tarjeta de sonido, tarjeta de red, CDROM, adaptador SCSI, etc. El conector es estándar de 68 pines y existen tres formatos de acuerdo al grosor de la tarjeta: • Tipo I: tiene un grosor inferior a 3,3 mm y se suele utilizar para memorias RAM, FLASH y EPROM.

Ilustración 1.8. Vistas de una Memory Stick de 32 MB de Sony con conexión PCMCIA. Esta tarjeta de memoria se utiliza para almacenar fotografías en una cámara digital de Sony.

• •

Tipo II: Con un grosor de 5 mm se suele utilizar para módem y tarjetas de RED. Tipo III: Tiene un grosor de 10,5 mm y se utiliza para discos duros, discos flexibles y CDROM.

15

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Ilustración 1.9. CDROM y unidad de disco flexible para portátil que utilizan el bus PCMCIA. En la unidad de disco, puede observarse un cable adaptador PCMCIA/LPT que permite conectar la unidad al puerto de impresora.

1.2.1.6

Bus MR/AMR

Utilizado en las placas madre que utilizan el Chipset i810 y que permite conectar tarjetas de sonido y MODEM que utilizan las capacidades del Audio-Codec 97 (AC97) que se comentarán más adelante. Las placas AMR disponen de Audio y MODEM y las MR sólo disponen del MODEM.

Ilustración 1.10. Detalle del Bus AMR

1.2.2 ROM, EPROM y EEPROM BIOS La ROM BIOS, es un circuito integrado, normalmente de 32 terminales (Dual in line) cuya función es memorizar el programa de inicialización del sistema y que se denomina BIOS (Basic Input Output System). La característica fundamental de este tipo de memorias, es que no son volátiles, es decir, no pierden su contenido cuando se quedan sin alimentación. Estas memorias son Ilustración 1.11. Eprom correspondiente a grabadas en fabrica durante el proceso de una Bios de AWARD fabricación y ya no pueden ser nunca modificadas. Cuando la serie que se desea fabricar es pequeña, las memorias ROM son poco rentables y entonces se hace uso de las memorias EPROM, estas memorias tampoco son volátiles, pero no se graban durante el proceso de fabricación, sino después mediante un aparato denominado grabador de EPROMS. Esta memoria puede ser borrada mediante la aplicación de luz ultravioleta a través de una pequeña ventana dispuesta en la parte superior del integrado. Una vez borrada permite su regrabación. Estos integrados se distinguen fácilmente por llevar siempre una pegatina que protege de la luz el interior del integrado. También podemos encontrar memorias no volátiles que se borran y graban eléctricamente, son las denominadas EEPROM o E2PROM. Una variedad muy utilizada en los equipos actuales son las memorias FLASH EEPROM, que permiten actualizar la versión de la BIOS mediante un programa distribuido por el fabricante de la placa.

16

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1.2.3 Batería y RAM CMOS. En la memoria ROM BIOS, se almacena el programa que sirve para la inicialización del ordenador, pero todo programa necesita una zona de datos que poder manipular (RAM) y que almacena datos de configuración que pueden variar de un ordenador a otro, o simplemente al ampliar el sistema. Esta información debe permanecer en memoria RAM y por otra parte no debe borrarse al apagar el ordenador, para ello, las placas madres incorporan una Ilustración 1.12. Batería memoria RAM de muy bajo consumo denominada RAM interna. CMOS que se alimenta con una pequeña batería de 3 voltios. Al ser muy bajo el consumo, esta batería puede durar varios años. En las placas antiguas, la RAM CMOS la constituía un integrado dedicado a esa función y al reloj en tiempo real, que mantiene la hora del sistema aun cuando el ordenador se apaga. Actualmente, tanto el reloj en tiempo real, como la memoria RAM vienen incluidos en uno de los circuitos integrados que forman el denominado Chipset del sistema y de los cuales hablaremos más adelante detenidamente.

1.2.4 Juego de Integrados (Chipset ) El Chipset lo constituye un juego de circuitos integrados diseñados específicamente para servir de interfaz entre el microprocesador y los demás elementos que componen el sistema, como pueden ser la memoria, unidades de disco duro y flexible, buses de expansión, puertos de entrada salida, etc. Los primeros ordenadores que aparecieron no constaban de un juego de integrados hechos a medida, sino que este Ilustración 1.13. Integrado correspondiente al interfaz se realizaba con multitud ChipSet circuitos integrados discretos de carácter general, como puertas lógicas y circuitos combinacionales y secuenciales. Con la evolución de los microprocesadores y los dispositivos periféricos, también ha tenido lugar una evolución lógica del interfaz que los une y se han ido integrando en circuitos muy complejos que realizan varias funciones al tiempo, de forma que, el diseño de una placa madre se ha simplificado a costa de la complejidad de estos nuevos circuitos integrados que se fabrican para trabajar en conjunto con unos determinados microprocesadores y dispositivos periféricos. Por tanto, puede decirse que la elección del Chipset de la placa, implica en gran modo la elección de las características básicas del ordenador. Actualmente, puede decirse que en el mercado existen dos líneas de Chipset , por un lado los fabricados por Intel para sus microprocesadores Pentium que trabajan con el Slot1 o el S370 y los diseñados por otras empresas para las placas Super 7 que trabajan con el Socket 7, de los cuales, el más representativo es el Chipset VIA APOLLO. En general, las características fundamentales que vienen determinadas por el Chipset son las siguientes: • Velocidad del bus del sistema: 66, 75, 83, 100 MHZ. • Velocidad del bus PCI: 33 o 66 MHz 17

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•

Máxima memoria RAM que soporta la placa madre: 128 MB, 512 MB, 1 GB, 8 GB, etc. • Tipo de memoria RAM soportada: EDO, SDRAM, RDRAM • Soporte para ATA IDE 33 o 66. • Soporte para bus AGP y versión del mismo: AGP 1x, 2x o 4x • Soporte para USB. • Gestión del bajo consumo de la potencia de alimentación (Power Management). • Soporte para sistemas multiprocesador. En particular, todos los parámetros configurados en la BIOS de un ordenador deben ser soportados por el Chipset de la placa madre.

1.2.5 Chipset de Intel Nos centraremos únicamente en los chipset que se utilizan actualmente dejando de lado los que Intel ha descatalogado o ha dejado de fabricar.

1.2.5.1

Intel ® 440 AGP

Existen varias versiones de este chipset en el mercado y han sido desarrollados fundamentalmente para equipos de bajo coste. • 440 LX AGP. Desarrollado fundamentalmente para equipos Pentium II de oficina que realicen un intercambio intensivo de datos con la memoria, así como gráficos multimedia mediante aceleradora gráfica para bus AGP. También soporta estructuras cliente servidor en redes Network. El chipset se compone de los siguientes integrados: ¾82443LX: Controlador PCI y AGP ¾82371AB: Puente Acelerador PCI to ISA/IDE. Especificación PIIX4 de Intel. ¾82093AA: Avanzado controlador de interrupciones programable de entrada/salida. Entre las características mas importantes de este chipset se encuentran: ¾Accelerated Graphics Port (AGP) con ancho de banda para trabajar con tarjetas 3D. Ilustración 1.14. ChipSet ¾Soporte para SDRAM. i440 LX. ¾Soporta Arquitectura Dynamic Power Management (DPMA), que permite poner en bajo consumo la placa y apagarla por software. ¾Soporta Discos duros Ultra DMA/33. ¾Velocidad del bus del sistema: 66MHz ¾Soporte USB. ¾Admite memoria EDO y SDRAM, hasta 1GB. ¾Soporta placas multiprocesador. ¾Soporta Slot 1 y S370 para el montaje con Celeron. • 440 EX AGP. Chipset basado en la misma tecnología que el 440 LX para equipos de muy bajo coste, ideal para plataformas con Celeron. Las diferencias más significativas respecto al 440 LX es que no permite la utilización de más de un procesador en la placa y sólo puede gestionar hasta 256 KB de memoria EDO o SDRAM. • 440 BX AGP. Este juego de integrados ha sido desarrollado y optimizado para sustituir en el mercado a los anteriores 440 LX en los nuevos equipos con Pentium 18

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•

III sobre Slot 1, permitiendo trabajar al bus del sistema a una velocidad de 66 MHz y 100MHz y con soporte para los dispositivos IDE ATA66. Sólo soporta memoria SDRAM, hasta 1GB. El resto de características son similares a las del 440 LX 440 GX AGP. Constituye una mejora sobre el chipset 440 BX y ha sido optimizado para trabajar en sistemas multiprocesador en estaciones de trabajo que trabajan con velocidad del bus del sistema de 100 MHz. Se utiliza en placas desarrolladas para microprocesadores Ilustración 1.15. ChipSet Pentium III Xeon montados sobre Slot2 y que soportan 440GX. hasta 2GB de memoria SDRAM.

1.2.5.2

Intel ® 810 y 810E

Este juego de integrados ha sido desarrollado para sistemas que utilicen Pentium III y Celeron. La característica fundamental de este chipset es que incluye los componentes necesarios para implementar la tarjeta gráfica i752 de Intel en la placa madre, así como la tarjeta de sonido y el MODEM. Entre las características mas importantes de este juego de integrados destacan: • Nueva arquitectura AHA (Accelerated Hub Architecture) que permite que todos los integrados del chipset se comuniquen a través de un bus dedicado que puede trabajar a una velocidad teórica de 266Mbits/s, el doble que la que utilizan los chipset anteriores que deben comunicarse a través del bus PCI. • Soporta memoria RDRAM • Velocidades del bus del sistema de 66, 100 y *133 MHz. (*sólo el 810E). • Controlador gráfico y controlador Audio-Codec 97 integrado. • Gráficos Intel® 3D con soporte Direct AGP. • Posibilidad de incorporar 4MB de memoria dedicada al caché de vídeo (de 100 y 133 MHz en el 810E). • Soporta SDRAM PC100 que trabaja a 100 MHz. • Modos Low Power y Sleeps de bajo consumo. • Generador de números aleatorios (RNG) desarrollado por Intel® para maximizar la seguridad en aplicaciones que requieran la generación de números aleatorios. • Preparado para implementar una salida de Vídeo Digital. • Permite la conexión con monitores de TV y los nuevos paneles digitales Flat Panel. Las placas que incorporan esta característica disponen de un conector de salida de vídeo digital especial además del típico conector DB15 para el monitor analógico SVGA. • Preparado para descompresión MPEG-2 mediante software con Hardware Motion Compesation. • Soporte para dos puertos USB • Plug & Play • Soporta IDE ATA 33/66. • Soporta Slot1 y S370 Los circuitos integrados que componen este chipset son: ¾Graphics Memory Controller Hub 82810/82810E (GMCH): Es un integrado de alta escala de integración diseñado como Ilustración 1.16. ChipSet plataforma gráfica básica para Pentium III y i810E. 19

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Celeron. Consta de un controlador de memoria para gráficos que integra un controlador de memoria DRAM que soporta memorias DRAM de 64bits a 100MHz. Realiza todas las funciones gráficas 2Dy 3D típicas de una tarjeta gráfica. ¾I/O Controller Hub 82801 (ICH): Utiliza el ACHA (Accelerated Controller Hub Architecture) para servir de puente, permitiendo comunicación directa entre gráficos y memoria hacia el controlador AC’97 que lleva integrado, el controlador IDE, los puertos USB y las tarjetas PCI. Permite un ancho de banda del bus de comunicación entre los integrados del chipset del doble que el bus PCI, es decir 266 MB/s. ¾Controlador Audio-Codec 97: Soporta las capacidades de sonido y MODEM necesarias para implementar en placa base la tarjeta de sonido i752 de Intel. Las placas madre que utilizan el AC97 incorporan un nuevo slot de expansión denominado AMR que permite conectar tarjetas externas de sonido y MODEM que trabajan con esta nueva capacidad. El inconveniente de utilizar tarjetas de sonido basadas en AC97, es que todo el trabajo lo realiza el microprocesador, aunque los resultados siguen siendo muy buenos dado la inmejorable comunicación existente entre el controlador AC97 y la CPU. ¾Firmware Hub 82802 (FWH): Almacena la información de la BIOS del sistema y la BIOS de vídeo en una memoria no volátil que incorpora. Contiene el hardware que genera los número aleatorios (RNG) utilizados como soporte de encriptación en protocolos de seguridad. A continuación se expone un dibujo correspondiente a una placa madre que utiliza el chipset i810 y que incorpora tanto el Slot1, como el S370:

Ilustración 1.17. Placa madre con Chipset i810.

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1.2.5.3

Intel ® 820

Este chipset está optimizado para trabajar en plataformas Pentium III con bus a 133MHz y obtener un rendimiento gráfico excelente. Las diferencias fundamentales respecto al chipset i810/i810E son las siguientes: • Soporta memoria SDRAM PC100 (100MHz) y RDRAM PC600, PC700 y PC800 con un ancho de banda teórico de 1,6 GB/s, dos veces superior al PC100. • El controlador gráfico AGP soporta la capacidad 4x. Permite que se instalen tarjetas gráficas con acceso a memoria superiores a 1 GB/s, el doble que las plataformas que utilizan AGP 2x. En unión con la memoria RDRAM y el procesador Pentium III, forman una plataforma gráfica 3D de alto nivel. • Velocidad del bus del sistema de 100 y 133 MHz. • Soporte para placas multiprocesador. • No integra tarjeta gráfica, pero si el Audio-Codec 97

Ilustración 1.18. Diagrama de bloque del Chipset i820.

Los circuitos integrados que componen este chipset son similares a los del i810: • Graphics Memory Controller Hub 82820/82820DP(GMCH): Dispone el interfaz para la CPU, DRAM y Bus AGP. El 82820 soporta un procesador simple, mientras que el 82820DP soporta dos procesadores. • I/O Controller Hub 82801 (ICH) • Controlador Audio-Codec 97 • Firmware Hub 82802 (FWH)

1.2.5.4

Intel ® 840

Chipset diseñado para equipos de gama alta que utilizan Pentium III y Pentium III Xeon. A las capacidades del i820 incluye las siguientes: • Soporta anchos de banda en los dispositivos de I/O (entrada/salida) de hasta 800MB/s. • Soporta slots PCI de 64 bits (P64H) a velocidades de 33 y 66 MHz. • Dos canales de RDRAM. • Máxima memoria RAM soportada 3,2 GB. • No implementa el Audio-Codec 97.Los circuitos integrados que componen este juego de integrados son similares a los del chipset i820: 21

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• • • •

Graphics Memory Controller Hub 82840(GMCH) I/O Controller Hub 82801 (ICH) 64bits PCI Controler Hub 82806 (P64H): Soporte para slots PCI de 64 bits a velocidades de 33 o 66 MHz. Firmware Hub 82802 (FWH)

1.2.6 VIA APOLLO El chipset VIA Apollo es una alternativa a los comentados anteriormente de Intel®. En este caso la variedad no es ni mucho menos tan extensa como en el repertorio de chipset de Intel, sólo hablaremos de los dos juegos de integrados más utilizados actualmente en placas, tanto AT, como ATX.

1.2.6.1

VIA APOLLO VP3&MVP3

Este chipset ha sido desarrollado para soportar una extensa variedad de procesadores que utilizan el socket7, desde el Pentium clásico de Intel (P54C) hasta los modernos K6-2 y K6-3 con tecnología 3DNow¡, pasando por toda la familia de procesadores Cyrix. Realmente podemos decir que Entre las características mas destacables podemos encontrar las siguientes: • Soporta hasta 640 MB de memoria DRAM y SDRAM a 66 y 100MHz • Soporta hasta 512 KB de memoria caché L2. • Incluye controladores para bus ISA de 16 bits, PCI de 32 bits y AGP • Permite utilizar dispositivos IDE ATA 33 (UltraDMA 33). • Incluye controlador para un puerto USB. • Soporta modo de bajo consumo APM (Advanced Power Management) • Plug & Play. Los integrados principales que componen este chipset son el VP3(VT82C597AT) y el MVP3(VT82C598MVP). En realidad cada uno podría considerarse un chipset por si sólo, ya que ambos cumplen la misma función en la placa madre, la diferencia es que uno soporta velocidades del bus del sistema (bus clock) comprendidas entre 60 y 83 MHz (P5VP3) y trabaja con memorias DRAM EDO y SDRAM trabajando a 66MHz. El segundo soporta velocidades del bus del sistema de100 MHz. (P5MVP3) y permite trabajar únicamente con memoria SDRAM a 100MHz. Esto nos permite realizar múltiples combinaciones de trabajo en una misma placa de acuerdo al microprocesador y la memoria utilizada, por ejemplo: ¾Si utilizamos un microprocesador que trabaje con un bus de 66 MHz, como un Pentium 133, utilizaremos el modo VP3 y la memoria que se conecte en la placa, sea DRAM EDO (PC-66) o SDRAM (PC-100), trabajará a 66 MHz. ¾Si utilizamos un micro que permita trabajar con una velocidad del bus del sistema de 100MHz, como el K6-2 450, podremos trabajar con un bus del sistema de 66 MHz si utilizamos DRAM EDO o mezcla de DRAM y SDRAM (VP3) o de 100MHz si utilizamos únicamente SDRAM de 100 MHz, modo P5MVP3. La configuración de estas posibilidades de trabajo se realizan en la placa base mediante, normalmente, un juego de dos puentes, por ejemplo: DRAM Speed JP5 JP9 Run AGP Clock 66 MHz 2-3 1-2 Run CPU Clock 66/75/83/95/100 1-2 2-3 Tabla 1-1. Configuración velocidad del sistema

22

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Para el primer caso, Pentium 133, podríamos elegir cualquiera de las dos posibilidades, puesto que en este caso, tanto el bus AGP, como el bus de la CPU trabajan a 66MHz. Pero en el segundo caso, si utilizamos memoria EDO, tendremos que configurar la primera opción (Run AGP Clock), mientras que si utilizamos sólo SDRAM deberemos configurar la segunda opción (Run CPU Clock). Estos integrados también soportan la arquitectura PCI, AGP e implementan el puente PCI a ISA (PCI to ISA Bridge) para poder implementar slots ISA en la placa madre. Otro de los integrados importantes que componen este chipset es el SMSC37C669 Super I/O controller que permite todas las funciones de I/O necesarias para controlar los dispositivos I/O básicos de la placa base como son: •

Interfaz para Floppy Disk (disco flexible).

•

Dos puertos series de 16 Byte FIFO compatibles con 16550 Fast UART.

•

Un puerto paralelo que soportan los estándares NORMAL/EPP/ECP.

•

Dos canales IDE preparados para controlar cuatro dispositivos IDE como discos duros y CDROM. Soporta PIO4 y modo LBA.

•

1 bus USB

1.3 El zócalo de la CPU Este zócalo es un elemento muy importante y diferencia a los equipos Intel Inside de los que no lo son en los actuales equipos. Esto es así, por que Intel ostenta la patente sobre el Slot 1 y no ha publicado las especificaciones de dicho bus que utilizan prácticamente todos los Pentium II , Celeron y Pentium III. El resto de fabricantes han tenido que contentarse con la utilización del Socket 7 cuyo límite en un principio era de 66 MHZ, posteriormente se aumentó hasta los 100 MHz y se prevé que ya no siga evolucionando, dando paso a otros más modernos como el S370 (también Socket) y el nuevo Slot A que utiliza el Atlhon de AMD.

1.4 Otros puertos para la conexión de dispositivos externos. Además de los slots de expansión que permiten la conexión de dispositivos en el interior de la caja, la placa base dispone de otros conectores que permiten que el sistema se expansione externamente pudiendo conectarse en ellos, teclados, ratones, scáners, módems, sistemas de almacenamiento masivo externo, como unidades ZIP, CDROM externos, o cualquier otro dispositivo que deseemos conectar al ordenador. Cada uno de los conectores externos tiene unas características muy concretas que lo definen y en algunos casos les da el nombre, estos conectores son: Alimentación ATX Puerto Impresora Ratón y teclado Puertos serie COM1 y COM2

Bus USB

Ilustración 1.19. Detalle de los conectores correspondientes a los puertos del PC.

23

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1.4.1 Puerto Paralelo de impresora: SPP (Standard Printer Port.) diseñado en un principio con el único objetivo de controlar una impresora y enviarle datos para que fuesen impresos. Este primer desarrollo, que fue utilizado hasta el comienzo de los primeros Pentium, era unidireccional y sólo permitía el flujo de datos desde la CPU hasta la impresora, con lo cual, estaba muy limitado para utilizarlo como puerto de propósito general en otras aplicaciones, como control de escáner, CDROM externos, etc. Para solventar este problema, aparecieron dos nuevos estándar de puertos paralelo, que utilizando el mismo conector, son compatibles con el antiguo puerto paralelo, pero en este caso son bidireccionales. El primero de ellos, denominado ECP (Extended Capabilities Port) fue desarrollado por Intel y el segundo, denominado EPP (Enhanced Parallel Port) fue desarrollado por Microsoft. Ambos modos de funcionamiento, permiten velocidades de transferencia 10 veces superiores que el antiguo modo que se conoce como “Normal”. Actualmente todos los PC´s que se fabrican trabajan con los tres modos, configurándose en la BIOS el modo utilizado por nuestro ordenador. Tanto el modo ECP, como el EPP, permiten la conexión con dispositivos rápidos como escáner, CDROM externos, unidades ZIP, etc y también permite comunicación bidireccional con las nuevas impresoras, que no solo reciben datos del ordenador, sino que también le transmiten datos para dar cuenta de su estado, como puede ser, nivel de la tinta (en el caso de las impresoras de inyección de tinta), posibles averías internas, etc. El conector utilizado para este puerto en la carcasa del ordenador, es de 25 terminales hembra tipo “D”, también denominado DB 25 hembra, aunque sólo utiliza 8 de ellos para la transmisión de datos. Los terminales utilizados en un puerto paralelo normal, son los siguientes: Nº Nombre Descripción Nº Nombre Descripción Terminal Terminal 1 STROBE Strobe 10 ACK Acknowledge Acuse de recibo 2 D0 Bit datos 0 11 BUSY Busy Ocupada 3 D1 Bit datos 1 12 PE Fin papel Fin del papel 4 D2 Bit datos 2 13 SELIN Selec. Entrada 5 D3 Bit datos 3 14 AUTOFD Autofeed 6 D4 Bit datos 4 15 ERROR Error 7 D5 Bit datos 5 16 INIT Inicializar 8 D6 Bit datos 6 17 SEL Seleccionar 9 D7 Bit datos 7 18-25 GND Masa Tabla 1-2. Conexiones puerto paralelo

Normalmente sólo se utiliza un puerto paralelo en un ordenador, aunque se podrían incorporar hasta dos puertos paralelos, denominándose el primero LPT1 y el segundo LPT2. Estos puertos tienen asignadas un rango de direcciones de entrada/salida y una interrupción. El puerto ECP también utiliza un ADM, que puede ser el ADM1 o el ADM 3, que se asignará tanto en la BIOS, como en la configuración del sistema de Windows. La asignación de estas direcciones e interrupciones es la indicada a continuación:

24

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Puerto Direcciónes I/O IRQ ADM (ECP) LPT1 0378H-037FH 7 3 LPT2 03BCH-03BEH 5 Tabla 1-3. Configuración puerto paralelo

1.4.2 Puerto serie RS-232 El puerto serie del ordenador sigue el estándar RS-232 desarrollado por una asociación de industrias de electrónica denominada EIA (Electrónics Industries Association), está pensado como puerto genérico de comunicaciones. Es en él, donde habitualmente se conecta el módem que nos permite la comunicación con otros ordenadores. Sin embargo, también ha sido el puerto habitual para la conexión del ratón, aunque actualmente está siendo desbancado por el bus PS2 para ratón. Los puertos serie son reconocidos por el DOS y WINDOWS con el nombre de COMx, disponiendo en las placas madre de dos puertos serie denominados COM1 y COM2, pudiendo ampliarse hasta el COM4 que suele ser utilizado por el módem interno. Los conectores utilizados para este puerto son dos: conector macho de 25 pines (DB 25 macho) y conector macho de 9 pines tipo “D” (DB 9 macho). Hasta los primeros Pentium, los ordenadores incorporaban el conector de 9 pines para el COM1 y el de 25 pines para el COM2, pero actualmente, en las carcasas ATX, suele disponerse dos conectores de 9 pines, uno para cada COM. El patillaje de cada uno de los conectores es el siguiente: A Desde A Terminal Nombre terminal Desde Terminal Nombre terminal DCE DCE DCE DCE 9D 25D 9D 25D Tierra (GND) Temporización de la 1 15 X 2

3

3

2

4

7

5

8

6

6

7

5

8

1

9-10 11 12-14

Datos transmitidos (TXD) Datos recibidos (RXD) Preparado para enviar (RTS) Listo para enviar (CTS) Datos preparados (DSR) Señal a tierra (SG) Masa del sistema Detectada portadora en línea (CD) No utilizado Selección en espera No utilizado

X X

señal transmitida No utilizado

16 17 18

Temporización de la señal recibida Prueba

X

19

No utilizado

X

20

X

4

Terminal de datos preparado (DTR) No utilizado

9

Indicador de llamada (RI) Selección de velocidad No utilizado

21 X

22 X

23 24-25

X X

X

X X

Tabla 1-4. Conexiones del puerto serie RS-232

En las placas madre actuales, los conectores que existen para la conexión de los puertos serie son únicamente de 10 pines y por tanto, en el supuesto de conectar en ellos un alargador con conector de 25 pines, sólo nueve de ellos tendrán conexión. En este caso, los terminales 9 al 19, 21 y 23 al 25 no tienen conexión, el resto queda como se indica en la tabla anterior. También existen adaptadores que convierten un conector de 9 terminales en uno de 25 y viceversa.

25

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos DB9 Macho:

DB9 Hembra:

DB 25 Macho:

DB 25 Hembra:

Ilustración 1.20. Detalle de los conectores DB9 y DB25 correspondientes a los puertos serie RS-232

El adaptador de comunicaciones que utiliza el RS-232 es asíncrono y se denomina UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmiter). Los ordenadores anteriores a los Pentium, suelen utilizar la UART 8250 de National Semiconductor que sólo puede realizar comunicaciones hasta 9600 baudios mientras que las placas actuales, incorporan en el chipset una UART compatible con la 16550 que permite transmisiones de hasta 115.200 baudios y que puede encontrarse en distintas versiones: A, AN o AFN, siendo esta última la mejor de todas. Los puertos serie necesitan tanto de una dirección de entrada/salida, como de una interrupción IRQ y para ellos, la placa madre le asigna 4 direcciones y dos interrupciones, debiendo por tanto compartir estas últimas. En la siguiente tabla se indica la asociación: Puerto

Dirección I/O

IRQ

COM1

03F8

4

COM2

02F8

3

COM3

03E8

4

COM4

02E8

3

Tabla 1-5. Direcciones e interrupciones utilizadas por el puerto serie

Si utilizamos un ratón conectado al COM1, no deberemos conectar al COM3 ningún dispositivo que utilice la IRQ4, puesto que estará ocupada por el ratón.

1.4.3 Conector para joystick. El Puerto para juegos o controlador para juegos es el dispositivo que nos permite conectar un Joystick al ordenador para ser utilizado con los juegos. Este controlador normalmente se podía encontrar en la placa madre o en la tarjeta de sonido, pero actualmente, las placas ATX y AT modernas no suelen incorporar este controlador, puesto que todos los equipos se venden con KIT multimedia que ya lo incorpora. El controlador de juegos normalmente está preparado para controlar hasta dos joysticks y en algunos casos, también puede proporcionar el interfaz básico para conexión con dispositivos MIDI. Por tanto, se compone de un interfaz analógico-digital para los joystick con dos botones cada uno y un interfaz serie para los dispositivos MIDI. El conector que utiliza el controlador de juegos, consiste en un conector de 15 terminales hembra tipo “D” y sus conexiones se representan a continuación:

26

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Terminal 1 2 3 4 5 6

Función +5V Botón 1 (Joystick 1) Posición X (Joystick 1) Masa de botones No usado para joystick Posición Y (Joystick 1)

Terminal 9 10 11 12 13 14 15

Función +5V Botón 1 (Joystick 2) Posición X (Joystick 2) Masa de botones No usado para joystick Posición Y (Joystick 2) No usada para Joystick)

Tabla 1-6. Conexiones puerto de juegos.

Las direcciones 0200H a 0207H están reservadas para el uso del joystick, pero no utiliza ni ADM ni interrupciones IRQ.

1.4.4 Conector PS/2 para ratón Como ya se comentó anteriormente, el ratón se puede conectar al puerto serie COMx, o también al puerto serie PS/2. La diferencia entre uno y otro es fundamentalmente el conector utilizado, que en este caso es un mini DIN de 8 contactos y la interrupción utilizada que en este caso es la IRQ 12. De las 8 conexiones del conector PS/2, sólo se utilizan las siguientes: Conector PS/2 para ratón Terminal Función 1 MS_Reloj 2 MS_DATOS 3 N.C. 4 Masa (SG) 5 +5Vcc Tabla 1-7. Conexiones puerto PS/2 para ratón.

Utiliza transferencia serie de datos y por tanto, un ratón serie podrá conectarse a un conector PS/2 para ratón con el simple hecho de utilizar un adaptador de conexiones.

1.4.5 Conector para teclado El teclado es un dispositivo indispensable en todo ordenador y por tanto, es la placa madre la encargada de disponer el controlador adecuado. Actualmente se utilizan dos tipo distintos de conector para teclado, el DIN de 5 contactos hembra y el mini DIN de 8 contactos similar al utilizado por los antiguos equipos PS/2. Los equipos que utilizan placa ATX disponen del teclado PS/2, mientras que la mayoría de los ordenadores antiguos (a excepción de los PS/2 de IBM) y las actuales placas AT utilizan el conector DIN de 5 contactos. Las conexiones de estos conectores y su función son las especificadas a continuación: Terminal Terminal Función DIN 5C PS/2 1 1 Reloj 2 2 Datos 3 3 NC 4 4 GND (SG) 5 5 +5V Tabla 1-8. Conexiones Carcasa GND(FG) teclado. 6 NC 27

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A la vista de las conexiones, es fácil comprender que la transmisión de datos entre teclado y ordenador se realiza en formato serie sincronizado con una señal de reloj proveniente del teclado.

Ilustración 1.21. Detalle del conector de teclado tipo DIN y PS/2

A continuación se presenta un dibujo con todos los conectores de salida correspondientes a una placa madre que utiliza el chipset i810 y que por tanto, incluye en placa madre la tarjeta de vídeo y el chip de sonido:

Ilustración 1.22. Detalle del panel de conexiones de una placa ATX que incluye tarjeta gráfica y tarjeta de sonido.

Conector PS2KBM1 PS2KBM1 LPT1 COM1 VGA1 USB1 J2(superior) J2(inferior)

Descripción Conector para ratón PS/2 Conector para teclado PS/2 Conector DB25 hembra para impresora Conector DB9 macho. Puerto de comunicaciones Conector DB15. Salida para monitor SVGA Conectores entrada y salida del bus USB Conector Joystick/puerto Midi Conectores Jacks de audio: Salida altavoz, entrada de línea y entrada de micrófono Tabla 1-9. Descripción conectores del PC.

1.5 Conclusión La placa madre influye notablemente en el rendimiento general del equipo, un buen microprocesador, como el Pentium III 500 obtendrá un rendimiento muy superior si se monta en una placa que utilice un chipset como el i840, que si se monta en un chipset 440 LX. Por otra parte, es muy importante que la tarjeta gráfica que montemos en nuestro sistema sea AGP, de este modo obtendremos una mejora en el rendimiento de los gráficos en 3D considerable, puesto que el bus PCI es hasta 3 veces más lento que el AGP y no permite el acceso directo a la memoria principal. También deberemos tener en cuenta el zócalo sobre el que irá montado la CPU. El Slot1 permite la transferencia de datos con la caché L2 a la mitad de la velocidad de reloj interna de la CPU, mientras que el Socket7 sólo puede trabajar con la caché a la misma velocidad que lo hace el bus del sistema, considerablemente menor. La otra alternativa, el S370 está diseñado para utilizar con micros cuya caché L2 está integrada en el propio microprocesador. A continuación se muestra un diagrama con los distintos anchos de banda que pueden alcanzar cada uno de los buses del sistema en una placa madre que utiliza el chipset 440 BX: 28

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Ilustración 1.23. Diagrama de bloques del Chipset i440BX.

Son significativas las diferencias de los anchos de banda de los distintos buses. Como es lógico pensar, el más rápido es el que une la caché L2 con la CPU (que se encuentra en la placa denominada Pentium III y se une a la placa madre mediante el Slot 1) que puede trabajar hasta 2 GB/s. El siguiente en velocidad es el bus correspondiente a la memoria del sistema, que puede llegar a trabajar hasta 800 MB/s, menos de la mitad que la caché L2. En tercer lugar se encuentra el bus AGP que trabaja con un ancho de banda de 528 MB/s, pero que está capacitado para absorber picos de hasta 1 GB/s. En último lugar y a gran distancia de los anteriores, se encuentra el bus PCI con una velocidad teórica de 132 MB/s, que raras veces alcanza.

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1.6 Configuración de la BIOS Básicamente existen dos fabricantes de BIOS para PC que han acaparado el Mercado. Estos fabricantes son American Megatrends Inc con su AMIBIOS que actualmente se presenta en entorno de ventanas denominándose WinBIOS y su competidor es AWARD SOFTWARE que aun mantiene el entorno de texto para realizar la configuración. Las diferencias entre las posibilidades que ofrecen ambos fabricantes son mínimas en placas madre de similar categoría. Las opciones de configuración que presentan son muy similares, siendo su mayor diferencia, el hecho de que las BIOS WinBIOS son gráficas y se manejan con ratón mientras que las BIOS AWARD son de texto. Prácticamente todas las posibilidades de la placa base se configuran desde la BIOS, sólo algunas características, como la velocidad de la CPU y la tensión Vcore (tensión del núcleo del microprocesador) de la CPU son configurables desde los puentes de la placa base, aunque actualmente estos parámetros puede configurarse tanto desde la placa base, como desde la BIOS. Algunos de los parámetros de configuración de la BIOS afectan directamente a la CPU o al disco duro y ya serán explicados en sus correspondientes capítulos, por tanto, no los comentaremos ahora centrándonos en el resto de parámetros que configuran directamente la placa base y los dispositivos directamente asociados a ella.

1.6.1 Award Bios Al igual que en otras muchas BIOS, la forma de entrar en la configuración es pulsando la tecla “Supr” mientras comprueba la memoria en la inicialización del ordenador. Cuando entramos en la pantalla de configuración CMOS SETUP UTILITY, nos encontramos con diversas opciones.

1.6.1.1

STANDARD CMOS SETUP

Desde esta opción se pueden configurar los siguientes parámetros: • Date y Time: Día mes y año, así como la hora del sistema. • Hard disk: Ya explicado en el tema sobre el disco duro. • Drive A y B: Configura las unidades de disco flexible instaladas, las opciones pueden ser: None, 1,44 MB, 1.2 MB, 720KB y 360 KB • Vídeo: Tipo de controlador básico utilizado durante el arranque del ordenador, lo normal es que la tarjeta sea Ilustración 1.24. Standar cmos setup compatible EGA/VGA. • Halt on: Nos permite parar el arranque del ordenador en los siguientes casos: o All errors: En cualquier error de inicialización que se produzca. o All, but keyboard: Todos a excepción de un error de teclado. o All, but diskette: Todos a excepción de las unidades de disco flexible. o All, but disk/key: Todos menos disquetera y teclado.

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•

Información de la memoria RAM instalada: Nos informa de la memoria RAM instalada en el ordenador, diferenciando entre memoria base (MSDOS), memoria extendida y memoria superior u otra memoria instalada.

1.6.1.2

BIOS FEATURES SETUP

Nos permite configurar el proceso de arranque en múltiples facetas del mismo. •

Virus Warning: Permite habilitar (Enabled) o deshabilitar (Disabled) el detector de virus que incorpora la BIOS de la placa madre y que puede detectar virus en el Boot o sector de arranque de los discos duros. Es importante tener en cuenta que si este parámetro está habilitado el Windows 95/98 no puede ser instalado, ya que éste modifica el boot sector del disco duro.

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CPU Internal Cache o CPU Ilustración 1.25. Bios features setup Level 1 Cache: Comentado en el capítulo del microprocesador. External Cache o CPU Level 2 Cache: Comentado en el capítulo del microprocesador. Procesor Number Feature: Comentado en el capítulo del microprocesador. Quick Power On Self Test: Permite habilitar o deshabilitar ciertos test que se realizan durante el proceso de arranque. Si esta opción está deshabilitada, el proceso de arranque será más rápido, pero menos seguro. Boot Secuence: Indica el orden de las unidades de disco, con posibilidad de arrancar el ordenador, que se seguirá en el proceso de inicialización del ordenador. Las unidades posibles son A:, C:, SCSI, CDROM. Algunas BIOS modernas, tienen una opción denominada EXT y en este caso, la BIOS tendrá una nueva opción denominada Boot Secuence Ext Means. Boot Secuence Ext Means: Si en la opción anterior se selecciona EXT, esta opción indica que unidad externa será la encargada de realizar el arranque, por ejemplo, SCSI. Swap Floppy Drive: En el caso de que utilicemos dos disqueteras, nos permite intercambiar la letra asignada a cada una de estas unidades entre sí, es decir, si habilitamos esta opción, la unidad A: será vista como B: por el sistema y viceversa. Boot Up Floppy Seek: Habilita o deshabilita el chequeo de las unidades de disco flexible durante el proceso de arranque. Si se deshabilita, el proceso de arranque será más rápido. Boot up NumLock Status: En posición On, activa la tecla NumLock del teclado numérico. Esta tecla conmuta la actuación del teclado numérico, si la tecla está activa, el teclado numérico se comporta como tal, en caso contrario las teclas trabajan con la segunda función asignada, es decir, cursores, Ins, Supr, Fin, Inicio, RePág y AvPág.

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Boot up System speed: Selecciona la velocidad por defecto del sistema. El sistema seleccionará esta velocidad después de la inicialización: o High: Selecciona la velocidad alta. o Low: Selecciona la velocidad baja. Utilizada para la detección de averías. Gate A20 Option: Indica como el sistema utilizará la línea A20 (memoria extendida) con programas realizados para procesadores antiguos. Por defecto se suele indicar que trabaje en modo “Normal”. o Normal: La señal A20 será controlada por el mismo controlador del teclado o por el Chipset de la placa madre. o Fast: La señal A20 es controlada mediante el puerto 92 con un chip específico para el control de esta señal. Ide HDD Block Mode: Ver tema de discos duros. Firmware Write Protect: Impide que la BIOS sea actualizada por otra nueva. Por tanto, si deseamos actualizar la BIOS no debemos olvidar el deshabilitar esta opción. Typematic Rate Setting: Si se habilita, podremos mediante las opciones Typematic Rate (Char/Sec) y Typematic Delay (Msec), configurar la velocidad de repetición del teclado y el retraso en milisegundos antes de iniciarse la repetición. Typematic Rate (Char/Sec): Número de veces que se repetirá una tecla por segundo si esta permanece pulsada. Typematic Delay (Mseg): Retraso en milisegundos antes de comenzar la repetición de un carácter. Security Option: Las BIOS actuales permiten introducir una palabra clave para controlar el acceso, tanto al sistema, como a la configuración de la BIOS. Las opciones que nos ofrece son: o System: Nos pedirá clave tanto para acceder al sistema, como para acceder a la configuración de la BIOS. o Setup: Sólo nos pedirá clave para acceder a la configuración de la BIOS, sin embargo accederemos al sistema sin problemas. Esta opción permite a otros usuarios el acceso a nuestro ordenador, pero no les deja cambiar la configuración de la BIOS. o Disable: Queda deshabilitado el control de acceso por contraseña. PCI/VGA Palette Snoop: Sirve para mejorar el funcionamiento de las tarjetas de vídeo antiguas conectadas en un slot ISA habilitando al controlador primario PCI VGA a compartir una paleta común con una tarjeta de vídeo ISA. Si utilizamos una tarjeta PCI, esta opción debe estar deshabilitada. OS Select For DRAM > 64MB: Permite a los ordenadores que utilizan el sistema operativo OS/2, utilizar memoria DRAM por encima de 64MB. Si no utilizamos este sistema operativo, esta opción debe estar en: Non-OS2. Report No FDD for WIN 95: Seleccionando la opción YES, nos permite que trabajemos en WIN 95 con un ordenador que no disponga de unidad de disco flexible. Utilizado en portátiles cuya unidad de disco flexible comparta conexión con otro dispositivo como el CDROM en un conector PCMCIA. Delay IDE Initial (Sec): Indica el tiempo en segundos que se debe esperar, durante el proceso de inicialización, para la detección de los discos duros IDE. Normalmente debe configurarse a “0”, puesto que la mayoría de los discos duros IDE responden muy rápidamente al sistema durante la inicialización del mismo.

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Video BIOS Shadow: Si habilitamos esta opción, se realizará una copia de la BIOS de vídeo en la memoria superior ( entre los 640 KB y el MB) de forma que la ejecución de esta BIOS sea más rápida. Por el contrario, nos quitará espacio para poder instalar controladores de dispositivo en el modo MSDOS. C8000-CBFFF Shadow ... DC000 – DFFFF Shadow: Realiza la misma operación de copia, de los dispositivos cuyas memorias ROM utilizan estas direcciones de memoria, en la memoria superior mejorando la velocidad de ejecución.

1.6.1.3

CHIPSET FEATURE SETUP

Las siguientes opciones de configuración nos permiten configurar parámetros concernientes al Chipset del ordenador, incluyendo algunos parámetros correspondientes a la memoria y otros relacionados con el microprocesador. • SDRAM CAS Latency Time: Indica el número de ciclos de reloj que dura un ciclo CAS. Cuanto menor sea este número mejor será el rendimiento de la memoria, pero más inestable se hará el sistema incrementándose la posibilidad de que el ordenador se quede colgado. La opción por defecto es la más aconsejable y ésta suele ser “3” ciclos. • SDRAM CAS-to-CAS Delay: Indica el número de ciclos de Ilustración 1.26. Chipset features setup reloj que se insertan como retraso entre dos ciclos CAS. • SDRAM RAS-to-CAS Delay: Similar al anterior, pero entre un ciclo RAS y uno CAS. Por defecto “3” ciclos. • SDRAM RAS Precharge Time: Tiempo utilizado en el refresco de la memoria cuando se realiza un ciclo RAS. Por defecto “3” ciclos. • SDRAM Leadoff Command: Ciclos utilizados para realizar la carga de un dato en la memoria. Por defecto “3” ciclos. En todas las opciones de memoria debemos tener en cuenta que a menor valor, mejor rendimiento, pero más inestabilidad. • SDRAM Precharge Control: Habilitado indica que el refresco de la memoria se realiza en cada ciclo de reloj. • DRAM Data Integrity Mode o Memory Parity/ECC Check: Habilita la detección de errores mediante la paridad, o la detección y corrección de errores mediante el código ECC. En placas madre más antiguas y placas madre que permiten al tiempo incorporar memorias DRAM tipo EDO y SDRAM, las opciones referentes a la memoria se determinan del siguiente modo: • Bank 0/1 DRAM Timing, Bank 2/3 y DRAM Timing Bank 4/5 DRAM Timing: Los valores a considerar son los siguientes: o 70 ns: Para memorias EDO lentas. Incorpora 3 estados de espera. o 60 ns: Para memorias Fast Page Mode/EDO rápidas. Incorpora sólo 2 estados de espera. o SDRAM 10 ns: Si utilizamos memoria SDRAM 33

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SDRAM Cycle Lengt: Longitud de un ciclo SDRAM. DRAM Read Pipeeline: Habilita la posibilidad de utilizar la función Pipeline en los ciclos de lectura de la memoria DRAM. Cache RD+CPU Wt Pipeline: Habilita la función Pipeline en los ciclos de lectura de la caché y los de escritura de la CPU. Por defecto debe estar habilitado. Cache Timing: configura la velocidad de la caché: o Fast: Rápido o Fastes: Muy rápido. System BIOS Cacheable y Video BIOS Cacheable: Si se habilitan, copian en memoria RAM los códigos correspondientes a las BIOS del sistema y de vídeo, de modo que puedan ser ejecutadas a mayor velocidad con ayuda de la caché de memoria. Las direcciones de memoria utilizadas para utilizar como caché de la BIOS del sistema son: F0000h-FFFFFh. 8 Bit I/O Recovery Time: Indica los ciclos necesarios para que las tarjetas ISA de 8 bits se recuperen entre instrucciones de entrada-salida. Si la tarjeta ISA es muy lenta, este valor debe incrementarse y si son rápidas debe ser “1”. 16 Bit I/O Recovery Time: Igual que la opción anterior para tarjetas ISA de 16 bits. Memory Hole at 15M-16M: Esta opción habilita un mega de memoria principal en el margen comprendido entre los quince megas y los 16 para que las tarjetas ISA lo utilicen. Si no utilizamos tarjetas ISA capaces de utilizar esta área de memoria no debemos habilitar esta opción. Pasive Release y Delayed Transaction: Estas opciones ajustan el funcionamiento del puente PCI to ISA, permitiendo también compatibilidad con la especificación PCI 2.1. AGP Aperture Size (MB): Si disponemos de una tarjeta AGP, con esta opción configuramos el tamaño de la memoria RAM que es capaz de manejar la tarjeta de vídeo conectada al bus AGP. Normalmente el valor por defecto es 64M. Onchip USB: Habilita el funcionamiento del bus USB. En algunas BIOS esta opción se configura en la pantalla INTEGRATED PERIPHERALS OPTION. USB Keyboard Suppor: Habilita la conexión de un teclado en el bus USB. En algunas BIOS esta opción se configura en la pantalla INTEGRATED PERIPHERALS OPTION. Spread Spectrum: Si se habilita, evita interferencias producidas por ondas electromagnéticas de aparatos próximos. Si no tenemos interferencias de aparatos próximos, lo mejor es no habilitarlo. CPU Warning Temperature: Ajusta la temperatura máxima que podrá alcanzar el microprocesador antes de que salte la alarma de temperatura. Un valor aceptable puede ser 60 o 65 ºC. Esta función sólo es válida para placas madre que incorporan un sensor térmico en el microprocesador. Current CPU Temperatura: Indica la temperatura actual del microprocesador.

1.6.1.4

POWER MANAGEMENT SETUP OPTION

En este apartado se configuran las opciones de bajo consumo de la placa y algunos dispositivos como los discos duros y el monitor si cumple con las normas Energy.

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Actualmente se pueden encontrar dos estándar de configuración del bajo consumo del ordenador: •

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface): Las placas que soportan estas especificaciones, como las que incorporan los Chipset i810 o los correspondientes a la VIA APOLLO, permiten que los sistemas operativos con soporte para ACPI, como el Windows 98 y 2000, tomen el control de la gestión de energía de la placa base y de los dispositivos Plug & Play que también cumplan estas Ilustración 1.27. Power management setup especificaciones. Esto permite que el sistema operativo pueda suspender la sesión apagando prácticamente el ordenador y restaurándolo sin necesidad de reiniciar el equipo, volviendo al punto exacto en el que estábamos antes de la suspensión. • APM (Advanced Power Management): Es un estándar desarrollado por Microsoft, Intel y otras empresas para la gestión de energía. Permite que la placa madre controle la gestión de energía pudiendo diferenciar entre tres estados distintos de consumo: o HDD Standby: En este estado, el disco duro deja de girar, pero se mantiene en espera de que llegue alguna instrucción de lectura o escritura en el dispositivo para reiniciar su normal funcionamiento. Al no girar el disco durante este estado, el consumo del disco duro es mínimo y su calentamiento también. o System Doze: Modo dormitar, es un estado similar al anterior, pero del sistema en general. Se consigue un consumo muy bajo pero manteniendo la funcionalidad del sistema operativo que puede estar atendiendo a la gestión de la red, Internet y otras funciones en las que no es necesario un usuario. o System Suspend: En este modo, el sistema se apaga prácticamente por completo, pero no descarga los datos de la memoria y por tanto, se puede reestablecer la sesión en el punto en que estaba antes de la suspensión. La configuración del modo ACPI la realiza el propio sistema operativo y por tanto, la BIOS no interviene, salvo en algunas placas que permite activar o desactivar esta opción desde la BIOS. Sin embargo, las posibilidades del APM se configuran directamente en la BIOS. • •

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ACPI Function: Activa o desactiva el soporte de energía ACPI. ACPI Suspend Type: Configura el tipo de suspensión que se realizará cuando el sistema operativo requiera esta función: o S1(POS): Equivalente a un bajo consumo realizado por software. o S3(STR): El sistema completo se suspende a excepción de la RAM que recibe el refresco suficiente para mantener los datos para la restauración del proceso. Power Management: Admite varias opciones: 35

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o Disabled: El sistema opera en modo normal sin modos de bajo consumo. Todas las funciones del Power Managemenst están deshabilitadas. o Max Saving: Este modo maximiza las capacidades de bajo consumo del sistema ajustando los tiempos para activar los estados de bajo consumo al mínimo. o Min Saving: En este caso, se minimiza la capacidad de bajo consumo estableciendo los tiempos para la activación del bajo consumo en valores altos. o User Define: Es el usuario quien realiza la programación de los tiempos de activación de los modos de bajo consumo según sus necesidades. PM Control by APM: Permite que la administración de potencia (PM) sea gestionada por el soporte APM. Video Off Option: Determina en que modos de bajo consumo del sistema desactivarán el monitor. Las opciones son: o Suspend Î off: El monitor se desconectará sólo cuando el sistema se suspenda. o All Modos Î off: Cualquier modo de bajo consumo del sistema hará que el monitor también se desconecte. o Alwais On: El monitor permanecerá siempre activado. Video Off In Suspend: Similar a la anterior con la opción Suspend Î off. Video Off After: equivalente a la opción Video Off Option, pero con las opciones: o Suspend: Igual que Suspend Î off o Standby: Igual que All modos Î off o NA: Igual que Alwais On Video Off Method: Determina la forma en la que el monitor se desconecta. Existen varias opciones: o V/HSYNC+BlanK: El sistema elimina las señales de sincronismo Vertical y Horizontal y limpia el buffer de vídeo para que no se emita ninguna imagen en el monitor. o DPMS: Esta opción debe seleccionarse si el monitor y la tarjeta gráfica soportan el estándar DPMS (Display Power Management Signaling) de VESA (Video Electrónics Standards Association). En el software de la tarjeta gráfica se configuran los valores del administrador de potencia del sistema de vídeo VPM (Video Power Management). Suspend Type: En la opción por defecto “stop Grant”, la CPU pasará a Idle Mode (modo de bajo consumo) cuando el sistema se suspenda. CPU Fan Off Option: Permite desconectar el ventilador de la CPU cuando el sistema pasa a algún modo de bajo consumo. Las opciones son similares a las comentadas en Video Off Option. MODEM Use IRQ: Nos permite especificar la interrupción que utiliza el MODEM conectado al sistema. Si estando el sistema suspendido, se activa dicha interrupción, se restaura el funcionamiento para poder atender dicha demanda. Throttle Duty Cycle: Nos indica el porcentaje de trabajo de la CPU cuando pasa al modo de bajo consumo (Idle Mode).

Las siguientes opciones permiten configurar los temporizadores para la activación de los modos de bajo consumo “PM Timers”:

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HDD Power Down o HDD Standby Mode: Configura el tiempo que debe transcurrir sin detectarse una lectura o escritura en el disco duro, para que se active el modo de bajo consumo en el disco duro. Las opciones son: o Disabled: NO entra nunca en bajo consumo. o 1, ..., 15 minutos: Se activa en el intervalo de tiempo programado que puede estar comprendido entre 1 y 15 minutos. • Doze Mode: Configura el tiempo que debe transcurrir sin detectarse actividad en el sistema, para que se active el modo dormitar (Doze Mode). Las opciones son: Disabled, 10 sec, ...., 1 min, ....1 h. • Suspend Mode: Igual que el anterior, pero para entrar en el modo suspensión (Suspend Mode). Las opciones son las mismas que en Doze Mode. • Soft-off by PWR-BTTN: Si nuestro sistema utiliza ACPI y utilizamos una placa madre con conexión de alimentación ATX, esta opción configura el funcionamiento del pulsador de encendido (system power ON/OFF) para que suspenda el sistema: o Instant-off: El sistema entrará en modo suspensión nada más pulsar el botón de encendido. o Delay 4 sec: El sistema entrará en el modo suspensión sólo si mantenemos pulsado el botón de encendido durante 4 o más segundos. Las siguientes opciones permiten configurar los eventos que permitirán al sistema poner a cero los contadores que activan el modo de bajo consumo “PM Events”. Cuando el sistema detecta que no hay actividad en los eventos habilitados, se inician los contadores para entrar en el modo Doze o dormitar y los contadores para entrar en modo suspensión, si se detecta actividad, se ponen de nuevo a cero los contadores a la espera de un nuevo lapso de inactividad.: • VGA: Si se detecta actividad entre la CPU y la tarjeta gráfica (operaciones de entrada-salida) se reiniciarán los contadores que permiten entrar en el modo Doze. • LPT & COM: Igual que la anterior, pero con la actividad en los puertos de impresora LPT y de comunicaciones COMx. • HDD & FDD: Igual que el anterior pero con la actividad en los discos duros y flexibles. • DMA&Master: Igual que las anteriores pero con la actividad en los Canales DMA y las tarjetas PCI maestras (PCI Master). Las siguientes opciones también permiten reiniciar los contadores que originan la suspensión del sistema: •

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Primary IDE 0 y 1 y Secundary IDE 0 y 1: Reinicia los contadores que originan la suspensión del sistema cuando se activa cualquiera de estas interrupciones. Si se deshabilitan, la acción de estas interrupciones no tienen ningún efecto sobre los contadores. Similar a la opción anterior. IRQ 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 y 15: Igual que el anterior con los dispositivos IDE conectados al ordenador.

Las siguientes opciones permiten restaurar el ordenador después de haber entrado en el modo de suspensión. •

Resume by LAN o Wake On LAN: Si la tarjeta de RED conectada a nuestro equipo soporta las especificaciones Wake On LAN, la placa madre saldrá del modo de suspensión cuando se detecte tráfico hacia nuestro ordenador. Las 37

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placas con la especificación Wake On LAN disponen de un conector que deberá conectarse a la placa base. Wake Up by PCI Card. Permite restaurar la actividad del ordenador cuando se detecte actividad en cualquiera de los slots PCI. Power On by Ring. Permite restaurar la actividad del ordenador cuando el MODEM detecta una llamada entrante. El MODEM debe disponer de conexión Wake On MODEM para conectar a la placa madre. Resume By Alarm. Cuando se habilita esta opción aparecen varias alarmas que permitirán activar el sistema en un día concreto del mes, o a una cierta hora: o Date (of Month) Alarm: Indica el día del mes que saltará la alarma. o Time (hh:mm:ss) Alarma: Indica hora, minuto y segundo en que se activará la alarma. Mouse Break Suspend: Permite que el sistema salga del modo suspensión cuando se detecta actividad en el ratón.

1.6.1.5

PNP/PCI CONFIGURATION

Las siguientes opciones nos permiten configurar la asignación de interrupciones disponibles para las tarjetas PCI/ISA que se conectan a los slots de expansión de la placa madre. Si la opción indicada es PCI/ISA PNP (Plug & Play), la asignación la realizará el sistema de forma automática. Esta opción es la más aconsejable, pero puede darnos problemas si insertamos tarjetas PNP junto con tarjetas NO PNP. En este caso las interrupciones asignadas a las tarjetas NO PNP deberán configurarse con la opción LEGACY ISA en la IRQ utilizada para que las tarjetas PNP no puedan utilizarlas. •

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PNP OS Installed: Si disponemos de un sistema operativo que soporta dispositivos PNP (como WINDOWS 98), deberemos activar esta opción, en caso contrario, deberemos desactivarla para que sea la BIOS quien gestione dichos dispositivos. Reset Configuration Data o Force Update ESCD: Si esta opción está habilitada, cada vez que se reinicie el ordenador, todos los datos almacenados sobre los dispositivos PnP serán borrados de la memoria y sus parámetros serán creados de nuevo. Lo normal es que esta opción se deshabilite una vez que se ha terminado de configurar los dispositivos PnP. Las siglas ESCD vienen de Extended System Configuration Data. Resources Controlled By: En modo Manual, la configuración de las interrupciones y de los canales DMA se realizarán manualmente pudiendo impedir que una IRQ concreta se asigne a los dispositivos PNP configurando dicha IRQ con la opción LEGACY ISA. En el modo ESCD, la asignación la realizará la BIOS de forma dinámica según sean solicitadas por los dispositivos PnP. IRQ-3 Assigned to .....IRQ-15 Assigned to: Si se configura con la opción PCI/ISA PnP, la IRQ correspondiente quedará libre para que el sistema la asigne dinámicamente al primer dispositivo PNP que la solicite. Si se configura con la opción LEGACY ISA, la IRQ correspondiente se reservará para las tarjetas ISA NO PnP que la necesiten. DMA-0 assigned to ... DMA-7 assigned to: Igual que la anterior para los canales DMA. CPU to PCI Write Buffer: Habilita o deshabilita un buffer de escritura entre la CPU y el bus PCI. PCI IRQ Actived By: Permite configurar si la activación de la IRQ se realizará por Flanco o por nivel. 38

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Assigned IRQ For USB: Permite asignar una interrupción para la utilización con el bus USB. Assigned IRQ For VGA: Permite asignar una interrupción para la tarjeta gráfica. Si utilizamos tarjetas gráficas antiguas que no trabajan con texturas ni efectos 3D, podemos desactivar esta opción, puesto que normalmente no utilizan interrupciones, pero si utilizamos una tarjeta moderna, es conveniente tener activa esta opción. PIRQ_0 Use IRQ Nº .... PIRQ_3 Use IRQ Nº: Permite asignar una interrupción concreta a una de los slots PCI de la placa madre. Si todas las tarjetas instaladas son PNP, lo mejor es configurar todas estas opciones en el modo AUTO (automático).

1.6.1.6

INTEGRATED PERIPHERALS

Esta Pantalla nos permite configurar los canales IDE y los controladores de puertos LPT, COM, USB e IR (infrarrojos) integrados en el Chipset de la placa madre. Todas las opciones correspondientes a los canales IDE ya han sido comentadas en el tema correspondiente a discos duros y por tanto, en este tema sólo hablaremos del resto de opciones. •

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Onboard UART1 y Onboard UART 2 u Onboard Serial Port 1 y Onboard Serial Port 2: Permite configurar los parámetros correspondientes a los puertos de comunicaciones o puertos serie integrados en el Chipset de la placa base. Los valores que pueden tomar son: o 3F8/IRQ4: Correspondiente al COM1 o 2F8/IRQ3: Correspondiente al COM2 o 3E8/IRQ4: Correspondiente al COM3 o 2E8/IRQ3: Correspondiente al COM4 o AUTO: Configura el puerto automáticamente. La UART 1 como COM1 y la UART 2 como COM2. Onchip USB: Habilita el funcionamiento del bus USB. En algunas BIOS esta opción se configura en la pantalla CHIPSET FEATURES SETUP. USB Keyboard Suppor: Habilita la conexión de un teclado en el bus USB. En algunas BIOS esta opción se configura en la pantalla CHIPSET FEATURES SETUP. Init Display First: Configura si la tarjeta de vídeo inicial se encuentra en uno de los Slots PCI (PCI slot) o en la placa madre (Onboard). Téngase en cuenta que los sistemas operativos como el WINDOWS 98 admiten varias tarjetas gráficas instaladas en una misma placa base, entre las posibilidades se encuentra el tener una tarjeta gráfica en un slot PCI y otra en placa madre. Con esta opción indicaremos cual será la principal. KBC Input Clock Select: Permite establecer la velocidad de reloj de entrada del teclado. Normalmente 8 MHZ. Onboard IR Function: Permite que el segundo puerto serie se utilice como puerto de infrarrojos a través del correspondiente conector situado en la placa madre. Onboard UART 2 Mode: Permite que el segundo puerto serie se utilice como puerto de infrarrojos pudiendo elegir entre tres posibilidades: o Standard: Soporta un infrarrojo serie estándar (IrDA) o HPSIR: Soporta un interfaz serie de infrarrojos en formato HP.

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o ASKIR: Soporta un interfaz serie de infrarrojos en formato SHARP. Onboard Parallel Port: Establece la dirección correspondiente al puerto paralelo: o 3F8/IRQ7: LPT1 o 278/IRQ5: LPT2 Parallel Port Mode: Establece el modo de funcionamiento del puerto paralelo: o SPP o Normal: Modo estándar desarrollado por IBM para los primeros modelos PC/AT. Es un puerto bidireccional. o EPP: Enhanced Parallel Port (Puerto paralelo mejorado) o ECP: Extended Capabilities Port (Puerto con capacidades Extendidas) o EPP+ECP: Habilita ambos modos de funcionamiento del puerto paralelo. ECP Mode Use DMA: Indica la DMA utilizada por el modo ECP, puede ser el DMA 1 o el DMA 3. EPP Mode Select: Configura la versión correspondiente al modo EPP. Los valores pueden ser EPP1.7 o EPP1.9.

Algunas placas madre, como las que utilizan el Chipset i810, integran en la propia placa madre, la tarjeta gráfica, la tarjeta de sonido, el MODEM y la tarjeta de red. En este caso, la BIOS permite la habilitación o deshabilitación de dichos dispositivos. • • • •

Onboard PCI Audio: Habilita o deshabilita el sistema de audio PCI integrado en la placa madre. Onboard PCI MODEM: Habilita o deshabilita el MODEM PCI integrado en la placa madre. AC97 Audio: Debe habilitarse cuando se utilicen tarjetas AMR. AC97 Modem: Debe habilitarse cuando se utilicen tarjetas MR/AMR.

1.6.1.7

¡¡CPU SOFT MENU ¡¡ o Frecuency/Voltage Control

Las placas madre modernas permiten configurar desde la BIOS parámetros como la frecuencia, la tensión de funcionamiento del núcleo de la CPU y algunos otros parámetros que en las placas antiguas se configuraban con los puentes de la placa madre. • •

CPU Name Is: Indica el tipo de CPU instalada en la placa madre. CPU Operating Speed: Permite que la configuración de la placa madre se realice desde la BIOS. o Turbo Frecuency: Fuerza la velocidad del reloj del sistema en torno al doble de su velocidad normal. Se utiliza para el control de calidad del sistema, no es conveniente trabajar con esta opción habilitada. o Ext. Clock (PCI): Indica la velocidad del bus del sistema. o Multiplier Factor: Indica el factor de multiplicación para el cálculo de la velocidad de reloj del núcleo de la CPU. o CPU Core: Bus Freq. Multiple … Igual que el anterior. o AGPCLK/CPUCLK: Indica la relación de velocidad entre el bus AGP y el bus del sistema, por ejemplo 2/3 indica que la velocidad del bus AGP es dos tercios la del bus del sistema. o L2 Cache Latency: Indica la velocidad de la caché L2. Usualmente se configura por defecto o a la misma velocidad que el bus del sistema.

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Auto Detect DIMM/PCI Clk: Cuando esta opción está habilitada, la BIOS deshabilitará automáticamente la señal de reloj de los slot PCI libres y los bancos de memoria DIMM libres. CPU Internal Core Speed: Indica la velocidad del núcleo de la CPU, este valor debe coincidir con el producto entre la velocidad del bus del sistema y el factor de multiplicación.

1.6.1.8

PCI HEALT STATUS OPTION

Los parámetros configurados en esta pantalla funcionan a modo de límite para la activación de alarmas, de modo que cuando se sobrepasan el sistema nos alertará del suceso. Normalmente no deben variarse de la configuración que la placa madre trae de fabrica. •

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VCOREIN o +1.800V o +3.300V o +5.000V o +12.00V o -12.00V o –5.000V Voltage Battery System Temperature

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PPGA CPU Temperatura SLOT1 CPU temperature CPU Fan Speed Case Fan Speed Power Fan Speed Chassis Has Been: CLOSING Chassis Open Warning: Disabled

Ilustración 1.28. PCI Healt status

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1.7 Programas de análisis y diagnóstico. En este apartado comentaremos algunos de los programas que permiten analizar y diagnosticar posibles fallos del sistema. Estos programas, no nos dicen cuál es la avería, sino que simplemente detectan los elementos que no funcionan correctamente, ya sea porque realmente están mal, o porque han sido mal instalados o configurados. En algunos casos, el elemento en cuestión funciona, pero a un rendimiento muy inferior del deseado y esto nos alerta de una configuración incorrecta de la placa base, de la BIOS o del elemento en sí. Las versiones que pueden encontrarse en Internet son Shareware y por tanto, es posible que no nos ofrezcan todas las posibilidades de la versión comercial, pero nos servirá para poder realizar las prácticas oportunas y realizar los análisis básicos sobre nuestro sistema. Muchas de las opciones que tienen estos programas las podemos encontrar entre las herramientas de Windows, por tanto, también podemos utilizar el propio sistema operativo para realizar funciones de análisis y diagnóstico de averías.

1.7.1 WinBench 99 http://www.zdnet.com/zdbop/stories/main/0,8829,2326114,00.html Este programa realiza dos funciones, por un lado, muestra información de nuestro sistema y por el otro, realiza pruebas de velocidad y rendimiento del mismo. En realidad, podemos suponer que es un banco de pruebas de nuestro equipo. La pantalla principal del programa es la que se muestra a continuación:

Ilustración 1.29. Pantalla principal del WinBench 99

Como podemos observar en el dibujo, aparte de los menús clásicos File, edit, View, Window y Help, nos encontramos los menús Run y Suite. Estos dos son los menús específicos del programa y las opciones que tiene cada menú son las siguientes:

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Ilustración 1.30. Menús del WinBench 99.

• • •

•

• •

System Configuration Review ... Mas que configuración, nos indica los requerimientos mínimos para poder llevar a cabo los análisis y algunas elementos que condicionarán los resultados. Create Batch File: Crea un archivo de procesamiento por lotes (macro) que indicará los pasos a seguir cuando se solicite la ejecución de un test. All WinMarks: Ejecuta todos los WinMarks (test de velocidad o rendimiento) posibles, que son: o CPUmark32: Velocidad de la CPU. o FPU WinMark: Velocidad de la FPU o unidad de coma flotante (coprocesador). o Disk WinMark y Business Disk WinMArk: Velocidad de transferencia del disco duro. All Tests: Realiza todos los test o comprobaciones, que son: o DirectDraw Test: Comprueba las capacidades DirectDraw del sistema. o Disk Inspection Test: Comprueba el funcionamiento del disco duro. o GDI/USER Inspection Test: Comprueba las capacidades de gráficos GDI y del usuario, del sistema. Select and Run Test: Permite seleccionar uno o más test en concreto y ejecutarlos. Suite Î Created y Suite Î Load: Permiten crear y cargar configuraciones concretas de análisis de velocidad (WinMArk) y comprobación (test).

Los resultados correspondientes a los Test y WinMarks, se obtienen en la ventana de resultados que se encuentra minimizada en la parte inferior de la ventana de trabajo. Algunas de las opciones del menú Run, también aparecen en la ventana Options que se muestra a continuación:

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Ilustración 1.31. Ventana de funciones.

• • •

Botón Run: Este botón permite ejecutar uno de los posibles Test o WinMark posibles. Save Results: Permite salvar los resultados obtenidos de los distintos Test o WinMark realizados para poder posteriormente compararlos. Compare Results: Permite realizar una comparación entre los test y WinMark realizados a nuestro sistema, con otros resultados que el programa ofrece correspondientes a otros sistemas variados. Dichos resultados se encuentran en un fichero llamado SampleWinbench.ztd.

Otra opción muy importantes que ofrece este programa es la información del sistema que se obtiene en la ventana System Information (información del sistema). En esta ventana podemos encontrar toda la información de nuestro sistema:

Ilustración 1.32. Ventana con la información del sistema.

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Si pulsamos en el botón EDIT, nos encontramos con toda esta información organizada por categorías que iremos descubriendo según optemos por una u otra solapa y podremos ir modificando si lo creemos conveniente:

Ilustración 1.33. Información del sistema, ventana principal.

1.7.2 SiSoft Sandra 99. http://www.sisoftware.co.uk/sandra http://www.sisoftware.demon.co.uk/sandra Más que un programa, son un conjunto de utilidades que se integran con el sistema operativo, apareciendo un nuevo icono en el panel de control denominado System Information. También podemos acceder a estas utilidades como si de un programa se tratase a través de Inicio Î Programas Î SiSoft Utilities.

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Ilustración 1.34. Ventana principal del programa SiSoft Sandra.

Las utilidades de SiSoft Sandra podemos dividirlas en dos grupos, las que nos dan información del sistema, como: Mouse Information (información del ratón), Keyboard Information (información del teclado), Modules Information (información de distintos módulos), etc., y las que realizan una medición de la velocidad o rendimiento de algún elemento, como: CPU Benchmark, Drivers Benchmark, Memory Benchmark, etc.. El término BenchMark significa banco de ensayos o marcas. La forma de utilizar las herramientas de información es muy simple, sólo tenemos que hacer doble clic en la herramienta deseada y aparecerá una ventana con la información solicitada. Respecto a las herramientas de medición del rendimiento, también es muy sencillo su uso, simplemente hacemos doble clic en la herramienta y nos aparecerá una ventana que nos mantendrá a la espera unos segundos o minutos hasta que se realice el test correspondiente. Transcurrido dicho tiempo, nos aparecerán los datos del test con otros datos que nos sirven para comparar los resultados obtenidos con los de otras máquinas.

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Ilustración 1.35. Ventana de información del analisis de velocidad de la CPU

La versión que se encuentra de este programa en Internet, corresponde a la versión estándar y se diferencia de la profesional, en que hay algunas herramientas que no están habilitadas para su uso, aunque sí permanecen los iconos correspondientes a las mismas, por ejemplo, Plug & Play Enumerator.. Cuando ejecutamos esta herramienta, nos aparece el siguiente mensaje:

Ilustración 1.36. Información sobre servicios no habilitados en la versión Shareware.

Desde este programa también podemos examinar la información correspondiente a los ficheros de configuración Config.sys, Autoexec.bat y Msdos.sys. Por último, reseñar que existe una herramienta denominada Performance TuneUp Wizard, que analiza todo el sistema e indica los posibles errores. Hace lo mismo que

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todos los demás iconos, pero permite la visualización de todos a la vez, por ejemplo en un fichero de texto. ***** SiSoft Sandra Standard Version 99.8.5.30 ***** Unregistered Shareware Evaluation Copy. See Ordering Document for information on the registered version. Evaluation Licence to win at Unknown Report done by fernando System-Run ID: 1185-22430 Report done on miércoles, 01 de marzo de 2000 at 14:14:50 <<< System Summary >>> <<< Mainboard Information >>> Analysis Result: Warning W2505:

No other tips. System does not support memory error detection. Some memory errors may go unnoticed.

Warning W2506:

System does not support memory error correction. System will stop if memory errors are found.

Tip T2511:

Some memory slots are free so the memory can be easily upgraded. <<< CPU & BIOS Information >>>

Tip T207:

A SMBIOS/DMI 2.3 or later compliant BIOS is recommended. Check for a BIOS update.

Tip T212:

BIOS can be shadowed so check whether it is.

Tip T211:

BIOS is flash-able and socketed so it can be upgraded when needed.

Tip T210:

Mainboard supports faster CPUs, so the CPU can be upgraded when needed.

Tip T219:

A SSE processor is recommended for modern multimedia applications and games.

Warning:

This module is not active in the Standard version. <<< PCI & AGP Buses Information >>>

Tip T1202:

Intel 82371AB/EB PIIX4 Power Management Controller : Device does not support bus mastering.

Analysis Result:

No other tips. <<< Video System Information >>>

Tip T320:

XPERT@PLAY 98 (Español) : The hardware cursor is disabled. Check that it was not disabled by mistake.

Tip T323:

XPERT@PLAY 98 (Español) : Remove the desktop wallpaper to save memory and improve performance.

Tip T325:

XPERT@PLAY 98 (Español) : Turn off window animation

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to reduce delays. <<< Windows Memory Information >>> Tip T2005:

Use a fixed-size swap file. This is faster than a variable-size swap file. <<< DOS Memory Information >>>

Analysis Result:

No other tips. <<< Drives Information >>>

Warning:

1.44MB 3.5" (A:) : Cannot obtain drive information; check that a disk is in the drive and it is correctly formatted.

Tip T1823:

Hard Disk (C:) : SCSI drives usually offer higher performance.

Tip T1821:

Hard Disk (C:) : Label (name) drive.

Tip T1805:

Hard Disk (C:) : Change typical role to 'Network Server' to improve disk performance.

Tip T1813:

Hard Disk (C:) : Scan drive for errors at least weekly.

Tip T1814:

Hard Disk (C:) : Optimise drive at least monthly.

Tip T1819:

Hard Disk (C:) : Image drive at least weekly.

Tip T1820:

Hard Disk (C:) : Update virus definition files at least quarterly.

Warning:

CD-ROM/DVD (D:) : Cannot obtain drive information; check that a CD-ROM/DVD is in the drive.

Tip T1822:

CD-ROM/DVD (D:) : DMA transfers improve performance. Enable it if possible.

Tip T1816:

CD-ROM/DVD (D:) : Check CD-ROM cache optimise pattern setting to improve CD-ROM performance.

Warning:

CD-ROM/DVD (E:) : Cannot obtain drive information; check that a CD-ROM/DVD is in the drive.

Tip T1822:

CD-ROM/DVD (E:) : DMA transfers improve performance. Enable it if possible.

Tip T1816:

CD-ROM/DVD (E:) : Check CD-ROM cache optimise pattern setting to improve CD-ROM performance. <<< Ports Information >>>

Warning:

COM4 : Port not detected by Windows! Possibly internal modem.

Analysis Result:

No other tips. <<< Keyboard Information >>>

Tip T900:

Uninstall Accessibility Features if you don't use

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them to conserve memory. <<< Mouse Information >>> Tip T803:

A mouse with wheel is recommended for better control.

Tip T800:

Uninstall Accessibility Features if you don't use them to conserve memory. <<< Sound Card Information >>>

Analysis Result:

No other tips. <<< Printer Information >>>

Tip T403:

Acrobat PDFWriter 3.0 : Print to an EMF data type to improve printing speed. Analysis Result:

No other tips.

<<< MCI Devices Information >>> CorelMOVE - Error: Analysis Result:

MMSYSTEM304 El nombre de archivo no es válido. No other tips. <<< Windows Information >>>

Tip T1300:

Enter your company name or "Home" instead of "Unknown".

Tip T1302:

Double-Buffering is only needed for real mode SCSI devices. <<< WinSock Information >>>

Analysis Result:

No other tips. <<< Processes Information >>>

Tip T1601:

MS_WebcheckMonitor : Program consumes a large amount of memory.

Tip T1600:

PTSNOOP : Program was written for an older version of Windows. Check for an update.

Analysis Result:

No other tips.

Warning:

This module is not active in the Standard version.

Warning:

This module is not active in the Standard version.

Warning:

This module is not active in the Standard version. <<< DirectX Information >>>

Warning W2223:

Controlador de pantalla primaria (display) : DirectX version is old (DD4 not supported). Install DirectX 6 or later.

Tip T2224:

Controlador de pantalla primaria (display) : DirectX version is old (D3Dv3 not supported). Install DirectX 6 or later.

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Tip T2221:

Controlador de pantalla primaria (display) : Driver is not certified.

Tip T2224:

Controlador de pantalla primaria (display) Microsoft Direct3D Mono(Ramp) Software Emulation (Ramp Emulation) : DirectX version is old (D3Dv3 not supported). Install DirectX 6 or later.

Tip T2222:

Controlador de pantalla primaria (display) Microsoft Direct3D Mono(Ramp) Software Emulation (Ramp Emulation) : No fog support.

Tip T2218:

Controlador de pantalla primaria (display) Microsoft Direct3D Mono(Ramp) Software Emulation (Ramp Emulation) : No alpha-blending support.

Tip T2224:

Controlador de pantalla primaria (display) Microsoft Direct3D RGB Software Emulation (RGB Emulation) : DirectX version is old (D3Dv3 not supported). Install DirectX 6 or later.

Tip T2218:

Controlador de pantalla primaria (display) Microsoft Direct3D RGB Software Emulation (RGB Emulation) : No alpha-blending support.

Tip T2224:

Controlador de pantalla primaria (display) Microsoft Direct3D Hardware acceleration through Direct3D HAL (Direct3D HAL) : DirectX version is old (D3Dv3 not supported). Install DirectX 6 or later.

Tip T2224:

Controlador de pantalla primaria (display) Microsoft Direct3D MMX Software Emulation (MMX Emulation) : DirectX version is old (D3Dv3 not supported). Install DirectX 6 or later.

Tip T2218:

Controlador de pantalla primaria (display) Microsoft Direct3D MMX Software Emulation (MMX Emulation) : No alpha-blending support.

Error:

Dispositivo de juego compatible (emulado) (Onda de salida 1) : Resources Already Allocated

Error:

Voice Modem Wave #00 Line (emulado) (Onda de salida 2) : Resources Already Allocated

Error:

Voice Modem Wave #00 Handset (emulado) (Onda de salida 3) : Resources Already Allocated

Error:

Dispositivo de juego compatible (emulado) (Onda de entrada 1) : Resources Already Allocated

Error:

Voice Modem Wave #00 Line (emulado) (Onda de entrada

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2) : Resources Already Allocated Error:

Voice Modem Wave #00 Handset (emulado) (Onda de entrada 3) : Resources Already Allocated

Error:

IPX Connection For DirectPlay Ver 5.00 : Function Unavailable

Error:

Conexión IPX para DirectPlay Ver 5.00 : Function Unavailable

Analysis Result:

No other tips.

Warning:

This module is not active in the Standard version.

Warning:

This module is not active in the Standard version.

Warning:

This module is not active in the Standard version. <<< Font Information >>>

Analysis Result: Warning:

No other tips. This module is not active in the Standard version.

Analysis Result:

No other tips. <<< CMOS Dump >>>

Analysis Result:

No other tips <<< Hardware IRQ Settings >>>

Analysis Result: Warning:

No other tips. This module is not active in the Standard version. <<< Real Mode Int Handlers >>>

Analysis Result: Warning: Warning: Warning: Warning:

No other tips.

This module is not active in the Standard version. This module is not active in the Standard version. This module is not active in the Standard version. This module is not active in the Standard version. ***** End of Report - Report created successfully *****

Tabla 1-10. Tabla con la información global de análisis.

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1.8 Instalación de una placa madre. Antes de iniciar la instalación de la placa madre es imprescindible disponer de la información o manual que el fabricante nos ofrece sobre la misma, de este modo, una vez montada en la correspondiente carcasa, podremos realizar la configuración de los puentes y de la BIOS, de acuerdo a las posibilidades de la placa madre y de los componentes montados sobre la misma, es decir, obtendremos la suficiente información para realizar la configuración de frecuencias y tensiones correspondientes al microprocesador elegido, memoria instalada, frecuencias del bus del sistema, etc.. Si no disponemos del manual de nuestra placa, siempre podremos acudir a Internet en su busca, ya que prácticamente todos los fabricantes importantes de placas tendrán en su página dicha información.

1.8.1 Pasos que deberemos seguir Podemos encontrarnos con dos casos: Sustitución o ampliación de una placa antigua, o que se trate del montaje de un ordenador nuevo. Estudiaremos los pasos a seguir en ambos casos, aunque evidentemente en el primer caso habrá que realizar algunas operaciones añadidas como la retirada de la placa madre antigua. De este modo, en el caso de un ordenador nuevo se realizarán solo aquellos pasos necesarios de los descritos a continuación. Paso 1. Hacer una copia de seguridad de los datos. Aunque esto no es estrictamente necesario, y de hecho es bastante improbable que se pierdan datos en esta operación, la mera posibilidad de que ocurra un accidente basta para no dejar este aspecto sin atender. Paso 2. Desconectar el cable de alimentación de la toma de red, y abrir la carcasa. Paso 3. Extracción de la placa madre antigua. Paso 3.1. Lo primero será desconectar todas las tarjetas conectadas a la placa madre. Paso 3.2. EL siguiente paso será, desconectar todos los cables conectados a la placa madre incluidos los de alimentación. Según se vayan soltando, es conveniente ir apuntando en un papel, tanto el sitio donde iba alojado, como la posición en la que se encontraba (atención al terminal 1 o rojo en los mazos de cable plano). Paso 3.3. Deberemos soltar los tornillos que unen la chapa, sobre la que va montada la placa madre, a la carcasa. Una vez que estos tornillos se suelten, la placa madre y la chapa en la que está montada podrán retirarse de la carcasa. Paso 3.4. Separar la placa madre de la chapa a la que va unida, para ello deberemos desenroscar un par de tornillos y deslizar la placa madre que aún seguirá unida mediante unas piezas de plástico.

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Ilustración 1.37. Vista de una placa madre desmontada.

Paso 4. Montaje de la nueva placa madre. A partir de aquí, los pasos son comunes para la sustitución de una placa madre o montar una nueva. Paso 4.1. Sujetar la placa madre a la chapa de sujeción mediante un par de tornillos y las piezas de plástico que el fabricante de la carcasa nos proporciona para tal fin. Paso 4.2. Antes de fijar la placa y chapa a la carcasa, es conveniente realizar la configuración de todos los puentes de la placa madre. Para ello, deberemos tener siempre presente el manual de la placa e ir comprobando uno por uno todos los puentes, sin olvidar ninguno, ya que podrían venir con una configuración de fabrica distinta de la que nosotros deseamos. En el tema correspondiente al microprocesador, se explica detalladamente la configuración correspondiente a todos los puentes de la placa madre concernientes al microprocesador, El resto de puentes a configurar dependerá mucho de la placa comprada y las características de la misma y por tanto, debemos leer atentamente las instrucciones del fabricante de la placa madre. Paso 4.3. Si el microprocesador va montado sobre Socket 7 o 370, es conveniente insertarlo en su zócalo y acoplarle el correspondiente ventilador. Si el microprocesador va montado sobre Slot 1, 2 o A, entonces es mejor esperar a que la placa esté completamente montada antes de conectarlo. En el tema correspondiente a los microprocesadores se da Ilustración 1.38. Conexión Pentium II detallada información sobre el y III montaje de este componente y su posterior configuración en la placa madre.

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Paso 4.4. También es conveniente conectar todos los cables que sea posible antes de fijar la placa madre a la carcasa. Para no tener problemas con la conexión de los cables, es muy importante tener el manual de la placa madre e ir, uno por uno, comprobando la situación del conector en la placa y la colocación de los terminales 1 de cada conector. Paso 4.5. No olvidemos conectar los módulos de memoria en los zócalos correspondientes.

Ilustración 1.39. Montaje de la memoria y conexiones internas de la placa.

Paso 4.6. Una vez realizados los pasos anteriores, fijaremos la placa a la carcasa mediante unos tornillos de sujeción. Paso 4.7. Si no conectamos anteriormente los conectores de la fuente de alimentación o los de discos duros o flexibles, ahora es el momento. Mucha atención a la colocación de los terminales, tened en cuenta que el terminal número uno del conector macho coincida con su homónimo del conector hembra y viceversa.

Ilustración 1.40. Detalle de la conexión del conector de impresora y de la fuente de alimentación ATX

Paso 4.8. Conectar todas las tarjetas que retiramos en su momento, o las nuevas que queramos incorporar a nuestro sistema. Paso 5. Conectar el ordenador a la red y encenderlo, si todo ha salido bien, el ordenador ahora funcionará correctamente. Paso 6. Configuración de la BIOS. Cuando el ordenador comience el proceso de arranque, pulsar la combinación de teclas que nos introduzcan en la configuración de la BIOS. La combinación más usual es SUPR, pero esta combinación depende del fabricante de la BIOS y por tanto, es posible que sea otra combinación distinta. Para estar seguros, conviene mirar el manual de la placa madre. Paso 6.1. Realizar la configuración de la BIOS, de acuerdo a las características de nuestro sistema. No olvidéis leer atentamente el apartado de configuración de la BIOS de este tema.

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1.8.2 Fallos en el funcionamiento de la placa madre A continuación se exponen algunas posibles causas del mal funcionamiento, tras el montaje. •

• • •

• • •

•

•

Algún cable o placa se ha movido durante la instalación y hay que volver a ponerlo en su sitio, para ello abrir la carcasa y comprobar primero visualmente, y después manualmente, para asegurarnos que todo está correctamente en su lugar. Aunque los conectores PCI e ISA correspondientes a las placas son muy diferentes, cabe la posibilidad de equivocarnos e introducir una placa en una ranura equivocada; por tanto, deberemos comprobar esta posibilidad. Si el sistema se vuelve inestable o no funciona puede ser porque la frecuencia de reloj o el voltaje no están bien ajustados. Comprobar que la frecuencia de reloj es la adecuada. En caso de duda siempre se puede bajar para comprobar si es esta la causa. Un voltaje elevado puede deteriorar definitivamente un microprocesador, mientras que un voltaje insuficiente hará que no funcione o sea inestable, hay que poner su valor exacto. o Un valor superior al indicado por el microprocesador supondrá un mayor calentamiento, que hará que el micro sea muy inestable y que en un futuro se deteriore por completo. o Un valor ligeramente inferior al indicado por el microprocesador supondrá un menor calentamiento y en algunos casos con un buen funcionamiento, pero en general, no debe utilizarse este valor salvo que el micro se caliente mucho con la tensión nominal indicada. o Un valor sensiblemente inferior al indicado por el microprocesador supondrá que el micro sea muy inestable y por tanto, que el sistema no funcione bien Es posible también que no esté refrigerando adecuadamente. En este caso puede que no funcione desde el principio, o lo que es más posible que el sistema se vuelva inestable. Mirar el apartado de refrigeración del microprocesador. Si continúa el equipo sin funcionar o funcionando de forma inestable, se deberían comprobar uno por uno todos los parámetros de la BIOS, por si hemos cometido algún fallo durante la configuración de la misma. Si persiste la anomalía, seleccionar la opción de CARGAR BIOS POR DEFECTO y comprobar el funcionamiento, si mejora, iremos retocando una por una las opciones de la BIOS que pensemos que mejorarán el rendimiento comprobando individualmente su efecto hasta completar la configuración deseada. Si en algún punto se detecta un aumento de la inestabilidad, estableceremos su valor original y pasaremos a otro parámetro. Si tras la comprobación de los puntos anteriores el ordenador continua sin arrancar, deberíamos sacar todas las placas del ordenador menos la tarjeta gráfica y comprobar que arranca correctamente. Si es así, habrá que ir conectando una por una todas las placas para ver cual es la que hace que el equipo falle. Si no arranca, deberíamos probar con una tarjeta gráfica nueva para desestimar este posible fallo. En último caso, cambiaremos el microprocesador por otro del que estemos seguros que funciona bien y si persiste el fallo, deberemos pensar que la placa está defectuosa.

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µP) 2 El MICROPROCESADOR (µ 2.1 Un poco de historia El primer microprocesador (µP) integrado nació en 1971 de la mano de la Intel y se llamó 4004. Este microprocesador no era de propósito general, como los actuales, sino que se diseñó para ser el cerebro de una calculadora. Disponía de un bus de datos de sólo 4 bits y únicamente podía gestionar 4,5 bytes de memoria externa y contaba con un juego de 45 instrucciones. Un año más tarde Intel lanzó el 8008, que con su bus de datos de 8 bits, constaba de un juego de 66 instrucciones y podía gestionar hasta 16 KB de memoria. Dos años después aparece el 8080, que puede ser considerado el primer µP serio. Contaba con un bus de datos de 8 bits y un bus de direcciones de 16 bits, con lo que era capaz de gestionar hasta 64 KB, un valor muy elevado para la época. Su juego de instrucciones contaba con 111 instrucciones lo que hacía que este µP se considerase de propósito general y no para aplicaciones concretas como los anteriores. En la siguiente tabla se citan los primeros microprocesadores y algunas de sus características.: Denominación Año creación i4004 1971 i8008 1972 i8080 1974 M6800 1974 Z80 1976

Compañía

Bus Datos

INTEL INTEL INTEL MOTOROLA ZILOG

4 bits 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits

Memoria Direccionable 4,5 Bytes 16 KB 64 KB 64 KB 64 KB

Juego de Instrucciones 45 66 111

Tabla 2-1. Características de los primeros microprocesadores

2.1.1 Llegaron los 16 Bits Hasta 1978 no aparecieron los primeros µP con buses de datos de 16 bits. Los primeros micros de 16 bits que aparecieron fueron el 8086 de Intel y el Z8000 de Zilog. También aparecieron otras empresas con nuevos micros de 16 bits, como National, Texas Instruments y Motorola con su 68000. De entre todos los microprocesadores de 16 bits, los que más populares se hicieron fueron los i8086 y los M68000. Los primeros dieron lugar a los populares PC y los segundos fueron utilizados por ordenadores que también fueron muy populares como los Atari y los Apple, como el Macintosh. Entre las principales características de los µP de 16 bits, cuentan su bus de datos de 16 bits, un mayor número de líneas en el bus de direcciones, 20 líneas el i8086 (1MB) y 24 líneas los M68000 (16 MB). El i8086 estaba constituido por 29.000 y trabajaba a una frecuencia de 4,7 MHZ alimentándose a 5 voltios. Dado Ilustración 2.1. 80286 que en esa época casi todos los dispositivos periféricos trabajaban con buses de datos de 8bits, Intel desarrolló en 1979 el i8088 que internamente era una copia del i8086 trabajando con un bus interno de 16 bits, pero en el exterior sólo

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presentaba ocho líneas de datos, lo que le permitía compatibilidad total con todos los dispositivos periféricos de 8 bits.

2.1.2 La familia i80XXX de Intel. Poco a poco fueron apareciendo nuevos microprocesadores de Intel con nuevas características y mejoras de las que ya tenían. En la siguiente tabla se especifican algunas de las mejoras desarrolladas en los microprocesadores de Intel: Ilustración 2.2. Microprocesador 486 DX4/100 de Intel.

Denomin.

Año

i8086 i8088 i8286

Bus Dat. Int/ext 1978 16 1979 16/8 1982 16

Memoria Direcc. 1MByte 1MByte 16MBytes

Modo Trabajo Real Real Real y Proteg.

Frec.

Otras características

4,7MHZ 4,7MHZ 8MHZ

Llegaron hasta 15MHZ Llegaron hasta 15MHZ Llegaron hasta 20MHZ; 29.000 trans. En modo protegido permite multitarea Llegaron hasta 40MHZ; 275.000 Trans.; 4 a 11 MIPS; En modo virtual puede simular varias máquinas 8086 Idem Idem; Modo funcionamiento interrupción. Suspende toda la actividad del sistema. Para portátiles 1,2 millones de trans.; 27MIPS; Caché interna de 8KB; Tecnología CISC y RISC; Incorpora Coprocesador. Hasta 50MHZ Idem, pero con el Coprocesador deshabilitado. Encapsulado de plástico Modo funcionamiento interrupción. Suspende toda la actividad del sistema. Para portátiles; 3,2 Volt. 25DX2; 25MHZ externo y 50 interno 33DX2; 3MHZ externo y 66 interno 25DX3; 25MHZ externo y 75 interno 25DX4; 25MHZ externo y 100 inter.

i8386DX

1985 32

i8386SX i8386SL

1988 32/16 32

4Gb Físicos 64Tb Virtuales Idem Idem

Real, proteg. Virtual Idem Idem

Idem Idem

i8486DX

1989 32

Idem

Idem

33MHz

i8486SX

1991 32

Idem

Idem

Idem

i8486SL

1992 32

Idem

Idem

Idem

i8486DX2

1992 32

Idem

Idem

i8486DX3 y DX4

1992 32

Idem

Idem

50MHZ 66MHZ 75MHZ 100MHZ

20MHz

Tabla 2-2. Familia de microprocesadores de Intel hasta el 486.

2.1.3 Cisc y Risc Una de las premisas que siempre han tenido los fabricantes de microprocesadores a la hora de crear sus productos ha sido que el juego de instrucciones facilite al máximo la tarea de los programadores y por eso se comenzaron a fabricar microprocesadores con un amplio juego de instrucciones, algunas de ellas bastante complejas y con varios operandos. Este Juego de instrucciones CISC (Complicated instruction set computing) o complicado juego de instrucciones, permitía a los programadores realizar menos código en sus programas, pero a cambio, cada instrucción necesitaba de varios ciclos de reloj para ejecutarse y tanto la decodificación como la secuenciación eran complicadas, de ahí que, en aplicaciones que necesitaran 58

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mucha velocidad de ejecución no fueran efectivos. Por este motivo, los fabricantes de microprocesadores se replantearon la filosofía del juego de instrucciones creando la nueva estructura RISC (Reduced Instruction set computing) o reducido juego de instrucciones, basada en los siguientes criterios de funcionamiento: • Cada instrucción se ejecuta en un solo ciclo de Reloj • Juego de instrucciones reducido. • El formato de las instrucciones es sencillo e igual para todas las instrucciones. Esto facilita considerablemente el diseño de la unidad de control. • Decodificadores y secuenciadores sencillos también. • Sólo se accede a la memoria externa para recoger o depositar datos, el resto se realiza con los registros internos. • Las operaciones más complejas se generan a partir de algoritmos, por ejemplo, la multiplicación de dos números es una instrucción que no implementan, pero los ordenadores son capaces de multiplicar utilizando el algoritmo de sumar el multiplicando tantas veces como indique el multiplicador. La ventaja de un procesador RISC es la sencillez de la circuitería que permite que la ejecución de una instrucción sea mucho más rápida que en un CISC.

2.2 Otras Características Antes de continuar con los microprocesadores actuales, aclararemos algunas características de los µP que ya han aparecido anteriormente e incluiremos algunas nuevas que se verán más adelante.

2.2.1 Bus de datos El bus de datos representa al dato más grande que es capaz de procesar el µP en una sola operación. Un micro de 8 bits es capaz de trabajar con números que van del 0 al 255, es decir, 256 números o lo que es lo mismo 28. Un µP de 16 bits manejará números entre el 0 y el 65535 y uno de 32 bits números comprendidos entre el 0 y el 232 – 1 que corresponde al número 4.294.967.296 que ya es un valor muy considerable. Existen micros como el 8088 y el 80386SX cuyo bus interno de datos es superior al externo, esto implica, que para recoger o enviar un dato al exterior, deben realizarlo en dos veces, la primera sacan por el bus la parte baja del dato y en la segunda la parte alta. En este caso existe algún terminal del µP (patilla externa del encapsulado del microprocesador) que nos indica que sección del dato es la que aparece en cada momento en el bus de datos externo del microprocesador.

2.2.2 Bus de direcciones Este bus nos indica la memoria máxima que podemos direccionar. Un µP con 16 líneas de direcciones es capaz de direccionar 216 = 65.536 direcciones de memoria, o lo que es lo mismo, 64 KBytes. El 8086 con sus 20 líneas de dirección era capaz de manejar 220 = 1024 * 1024 = 1.048.576 o lo que es lo mismo, 1 MByte de memoria. Los actuales µP como los Pentium tienen 32 líneas de direcciones y por tanto, son capaces de direccionar, teóricamente, hasta 232 = 4 GBytes.

2.2.3 Frecuencia El funcionamiento de todos los µP va íntimamente ligado a una señal de reloj (CPU Clock) que sincroniza todas las acciones del procesador. Cada instrucción en un 59

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procesador CISC utiliza un número entero de ciclos de reloj para ejecución (en los procesadores actuales, mientras que una instrucción está en ejecución, otra u otras están ya siendo preparadas para ser ejecutadas lo que permite que el número de ciclos de reloj de ejecución de una instrucción sea menor), pudiendo ser 1, 2. 3 o más ciclos, mientras que un procesador RISC, utiliza un ciclo completo de reloj para ejecutar una instrucción. La frecuencia de los µP es la inversa de este periodo de reloj (f=1/T) y por tanto, nos indica de algún modo, cuál es la velocidad de ejecución de las instrucciones en el interior del µP. No confundir este parámetro con los MIPS (mega instrucciones por segundo) que se comentará más adelante. A partir del i486, la tecnología permitió aumentar la velocidad interna del micro más rápidamente que la velocidad de las placas en las que iban montados y así aparecieron los µP de frecuencia dual, es decir, microprocesadores que trabajaban internamente a mayor frecuencia que en el exterior. Para que no hubiera problemas en los accesos al exterior, la frecuencia externa debe ser un múltiplo de la interna, siendo los valores más utilizados: 1’5, 2, 2’5, 3, 3’5, 4, 4’5 y 5. Por ejemplo, i486DX2/66 Î 33 externa y 66 interna, o los Pentium 450 Î 100 externa y 450 interna, multiplicador 4’5.

2.2.4 Voltaje de alimentación y tecnología de fabricación Los primeros µP y dispositivos periféricos utilizaban tecnología TTL y por tanto, su tensión de alimentación era de 5V. Cuando los niveles de integración aumentaron, los transistores TTL disipaban mucha potencia (se calentaban demasiado) y hubo que cambiar a tecnologías de menor consumo y que permitían mayores niveles de integración utilizándose transistores CMOS en su construcción. Para mantener compatibilidad con los dispositivos antiguos, se mantuvo como tensión de alimentación los 5 voltios. Los µP actuales poseen un nivel de integración muy superior, rebasando ampliamente los 10.000.000 de transistores y las frecuencias de trabajo están en torno a los 500MHz lo que hace que la tecnología de fabricación haya tenido que mejorar sustancialmente, fabricándose en tecnologías CMOS de 0’50, 0’33 y 0’25 micras. Todo esto ha supuesto que los fabricantes utilicen también dos tensiones para alimentar los µP, una para los buses externos que es de 3,5 voltios, compatible con la circuitería de la placa madre, y otra inferior para el núcleo del procesador denominada Vcore y que oscila entre los 2 y los 3 voltios.

2.2.5 MMX y multimedia Con el nombre MMX se designa a un conjunto de 57 instrucciones que aceleran el funcionamiento de los gráficos, audio y vídeo, aumentando por tanto el rendimiento de todas las aplicaciones multimedia. Están basados en una técnica llamada SIMD (Singel Instruction Múltiple Data).Los µP MMX disponen, por tanto, de un juego de 57 instrucciones adicionales y específicas para trabajos multimedia, que operan en paralelo, es decir, que procesan datos diferentes al mismo tiempo. El problema que presenta esta arquitectura es que bloquea el uso del coprocesador matemático al utilizar sus registros de coma flotante. La mejora que puede apreciarse en programas que utilizan esta nueva arquitectura viene a ser de un 60% en aplicaciones multimedia. La tecnología MMX mejora la compresión/descompresión de vídeo, manipulación de imágenes, criptografía y el procesamiento I/O. Todas estas técnicas se utilizan hoy por hoy, en múltiples aplicaciones de las suites de oficina, artes gráficas, comunicaciones e Internet. Los µP MMX necesitan dos voltajes para funcionar, 2,8v para el núcleo del microprocesador y 3,3v para el resto.

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Actualmente todos los µP utilizados en los PC las utilizan, o en su lugar han incorporado un nuevo juego mejorado, pero compatible con las MMX, es el caso del K6-2 que incorpora su juego de instrucciones 3DNow¡ en el que incorpora 24 nuevas instrucciones para la gestión de gráficos , 3D, vídeo y sonido. Intel también ha desarrollado un nuevo juego de instrucciones que denomina MMX2 y que añade 70 nuevas instrucciones a las ya existentes en los MMX. La diferencia con MMX es que mientras esta extensión sólo acepta números enteros, MMX2 actúa sobre números en coma flotante, es decir, decimales o fracciones de varias cifras. Las instrucciones 3DNow¡ no son compatibles con MMX2.

2.2.6 Memoria caché Con la aparición del i486 se incorporó en el µP la memoria caché que en este caso era sólo de 8KB. Está memoria caché incorporada en el interior del micro mejora mucho el rendimiento del sistema, puesto que en ella se almacenan los segmentos de código que se van a ejecutar próximamente y los datos que se van a utilizar. En general, la memoria caché es una memoria de rápido acceso y que por su pequeño tamaño debe tener únicamente los datos o código de programa que se prevé serán utilizados próximamente. La memoria utilizada es estática en lugar de dinámica, como la utilizada para la memoria RAM, y de velocidades inferiores a 10 ns. Si esta memoria se incorpora dentro del µP podremos hacerla trabajar a la velocidad del núcleo de la CPU, que actualmente va mucho más deprisa que los buses externos, y por tanto, el éxito está asegurado. •

Caché L1. Se denomina así la caché que se integra en el µP. En los primeros Pentium se integraban 16KB, 32KB o 64KB (mitad código y mitad datos), actualmente se tiende a integrar lo máximo posible llegándose a los 512 KB y 1 MB. Caché L2. Está caché esta fuera del µP, pero los µP actuales como los Pentium II la incorporan en la misma placa donde va montado el µP formando un bus de alta velocidad entre la placa y el micro. A esta arquitectura se la denomina Bus Dual Independiente (Dual Independent Bus) y consiste en un bus caché L2 dedicado de alta velocidad más un bus del sistema con anticipación que hace posible múltiples transacciones simultáneas. Algunos µP como el nuevo K7 de AMD incorpora la caché L2 también en el interior del µP mejorando aún más el rendimiento del sistema. En este caso se podría hablar de caché L3, como la que se encuentra en la placa madre. Caché L3. Algunos microprocesadores, como el AMD K6-3 llevan integradas las caché de nivel 1 y 2 y se montan sobre el Socket 7, lo que implica que probablemente la placa madre incorpore también otra caché de hasta 512 KB. En este caso, la caché de la placa madre hace las veces de caché L3 en lugar de L2.

Ilustración 2.3. Módulos DIP de memoria caché externa.

2.2.7 El zócalo Socket 7. Los primeros µP Pentium de Intel que aparecieron en el mercado, al igual que sus competidores AMD y Cyrix, utilizaron el denominado Socket 7 como zócalo. La característica principal del Socket 7 radica en que la frecuencia del bus no puede 61

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sobrepasar los 66MHz, esto implica que la comunicación entre el µP y la caché L2 no puede sobrepasar este valor. Cyrix es el único fabricante que ha realizado un µP que trabaja con una velocidad de bus a 75 MHz. Super 7. Más que un zócalo, constituye la unión del Socket 7 más un juego de chips que permiten trabajar a 100 MHz. Algunos fabricantes, como AMD en su serie K6-2 3DNow fabrican microprocesadores que trabajan con un bus de 100MHz montados sobre Socket 7. En estos casos, el juego de circuitos integrados utilizados (chip set) no es el mismo al utilizado con las versiones de 66MHz y a esta nueva arquitectura se la ha denominado Super 7. En este caso, el Socket 7 está trabajando al límite de sus posibilidades, con lo cual, puede decirse que esté es el último intento por conservar este tipo de zócalo. Actualmente las placas con Super 7 admiten casi cualquier tipo de procesador para Socket 7 que funcione con el bus de 66, 75, 83 o 100 MHz, admitiendo además, el bus AGP. Por tanto, son las placas ideales para la reparación o ampliación de un sistema antiguo.

Ilustración 2.4. Zócalo Socket 7.

Socket 8. Es similar en cuanto a características al Socket 7, pero está diseñado para un micro más grande como es el caso del Pentium Pro. Slot 1. Este zócalo, es más bien un Slot donde se inserta una tarjeta o cartucho S.E.C (Single Edge Contact Î Contacto por un solo lado o canto) que contiene al µP y la memoria caché L2. La verdadera ventaja de este sistema reside en que la caché L2 se comunica con el µP a la mitad de la frecuencia interna de la CPU, es decir, un Pentium II 333 se comunicará con la caché L2 a 166MHz independientemente de la velocidad que tenga el bus de la placa madre (DIB, Dual Independent Bus). Por otra parte, el Slot 1 está diseñado para trabajar con velocidades de bus de 100MHz lo que implica que puede sacar todo el partido a las memorias SDRAM cuyo ancho de banda se encuentra en los 100 MHz. También posibilita el trabajar con buses AGP en modo X2. El Slot 1 utiliza el protocolo P6-bus de Intel que es multiprocesador, es decir, permite la unión de varios procesadores unidos a un mismo bus del sistema. El P6-bus es un shared bus (bus compartido). Esto indica, que todos los procesadores comparten el bus, disminuyéndose el ancho de banda disponible para cada uno de acuerdo al número de procesadores que se utilicen.

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Ilustración 2.5. Vista del Slot 1 con las bridas de sujección.

Slot 2. Zócalo diseñado para estaciones de trabajo que utilizan placas madre multiprocesador con microprocesadores Pentium II Xeon y Pentium III Xeon. Es similar al Slot1 pero con tres ranuras en lugar de las dos que utiliza el Slot1. Preparado para trabajar en entorno multiprocesador, suponen la apuesta profesional de Intel para servidores de RED y estaciones de trabajo gráficas. Socket370: Es muy similar al Socket 7y presenta la alternativa de Intel a este zócalo que utilizan otras empresas como AMD y Cyrix. A diferencia del Slot 1, este nuevo Slot está preparado para la inserción de procesadores cuya caché L2 está integrada en el mismo chip que el procesador y por tanto, no necesitan ningún tipo de placa que una el procesador y la caché L2. Seguramente que no será utilizado por la nueva arquitectura P7 (Willamette), pero está encontrando gran aceptación en equipos Celeron. Puede trabajar con velocidades de bus de 100 MHz y 133 MHz. También es conocido como FC-PGA370 (Flip Chip Pin Grid Array 370)

Ilustración 2.6. Zócalo 370.

Slot A. Es el Slot que utiliza el K7. Es similar al Slot 1, pero no es compatible con él. Utiliza el protocolo DEC Alpha protocol 'EV6' diseñado por Digital. Es una de las principales mejoras que incorpora el K7 sobre sus antecesores K6-2 y K6-3.

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Ilustración 2.7. Diagrama de conexión de dos procesadores K7 al sistema a través del Slot A.

Permite la conexión con el bus del sistema a velocidades que van desde los 100MHz a los 200 MHz, y permitiendo tasas de transferencia que van desde los 1,06GB/s hasta los 3,2 GB/s de pico en los sistemas de 200 MHz. Por otra parte, el EV6, es un bus multiprocesador permitiendo la conexión simultánea de hasta 14 procesadores en el mismo sistema, ofreciendo el ancho de banda completo del bus para cada uno de los procesadores conectados.

Ilustración 2.8. Comparativa entre los buses P6 de Intel y el EV6 de Digital.

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2.3 Los microprocesadores actuales. Veremos algunos de los microprocesadores que actualmente se están comercializando, conscientes de que tienen un tiempo de vida comercial muy breve, y que por tanto, muy pronto estarán obsoletos, pero nos dará una idea muy clara de la evolución actual de los mismos y de las próximas tendencias en microprocesadores.

2.3.1 El Pentium. El microprocesador Pentium presenta una mejora sustancial respecto a sus antecesores, aunque como siempre mantiene compatibilidad con todos los anteriores. Apareció en 1994 con la denominación P5 y fue el primer microprocesador de la familia Intel en tener nombre propio y patente sobre el mismo. Constituye la 5ª generación y tiene una arquitectura denominada superescalar, que consiste en tratar una instrucción en varias etapas, es decir, que al mismo tiempo que una instrucción se está ejecutando, la siguiente ya se está preparando lo que permite ejecutar varias instrucciones en un mismo ciclo de reloj. Este microprocesador trabaja en cinco etapas, es decir, cuando está ejecutando una instrucción, ya se está preparando la que está cinco posiciones mas atrás. Como mejoras con respecto a su antecesor (el 80486), posee una Caché interna mayor de 16KB, y la incorporación de otras técnicas como la predicción de saltos, que aceleran el trabajo. Su tensión de trabajo es de 3,3 ó 3,5 voltios y se inserta en el zócalo Socket 7. Los primeros Pentium se fabricaron para placas madre de 25 y 33 MHz utilizando las mismas frecuencias internas que sus antecesores, 66 y 75 MHz. Poco después aparecieron los Pentium 100, 120 y 133 que utilizaban velocidades de bus de 50, 60 y 66 MHz respectivamente.

2.3.2 Pentium MMX. Dos años después del primer Pentium aparecen los P55C, comúnmente denominados Pentium MMX. La estructura interna es prácticamente la misma que la del Pentium clásico, con algunas diferencias: • Incorpora el juego de instrucciones MMX. • Utiliza tensión de alimentación DUAL. • La caché de nivel 2 aumenta de 16KB a 32 KB. • La frecuencia de reloj es superior a los 166 MHz. Utiliza también el zócalo Socket 7 y la velocidad del reloj del sistema es de 66 MHz..

2.3.3 Pentium Pro. Este procesador apareció un año después del Pentium clásico ante la necesidad de sistemas rápidos para servidores de Red que trabajasen con Windows NT. Está preparado para trabajar en placas multiprocesador, compartiendo tareas con otros tres Pentium Pro más, ideal para trabajar como servidor de Red. Las características principales son las siguientes: • • •

Arquitectura superescalar (Pipeline), pero se compone de 14 etapas. Caché L1 de 16 KB Integra la memoria Caché L2 dentro de la propia cápsula unida al micro mediante un bus de alta velocidad que trabaja a la velocidad de la CPU. En realidad el Pentium Pro es una especie de híbrido que une en un mismo chip el

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• • •

• • • • •

µP y la memoria caché, lo cual hace, que al estar más cerca estructuralmente, la caché del micro, se incremente la velocidad. Capacidad, hasta 1 MB de caché. Arquitectura Dual Independent Bus (Bus Dual Independiente): Otra de las novedades importantes es la capacidad de utilizar ciclos de reloj libres (esperas) para ejecutar instrucciones, además de predecir no solo saltos, como su antecesor, sino también instrucciones. Es capaz de ejecutar tres instrucciones al tiempo, siempre que, una de las tres instrucciones es compleja (más de cuatro µinstrucciones) y las otras dos son simples. También puede ejecutar instrucciones de forma dinámica, eligiendo cuál es la instrucción más adecuada en cada momento. Está específicamente diseñado para los servidores de RED. Se desarrolló para el ámbito de multiprocesadores en paralelo, por tanto se puede utilizar en placas multiprocesador (varios procesadores operativos), aunque está limitado a 4 microprocesadores trabajando al mismo tiempo. Velocidades superiores a los 150 MHz. Montado sobre Socket 8. Pentium Pro MMX. El Pentium Pro MMX incorpora estas dos tecnologías en un mismo micro, con una velocidad inicial de 233 MHz y 300 MHz.

2.3.4 Pentium II La aparición del Pentium II supuso grandes avances en la familia de microprocesadores de Intel, durante su creación se conoció por el nombre clave Klamath y salió al mercado en 1997. Podría decirse que une la potencia del procesador Pentium Pro a la riqueza en capacidad de la tecnología mejorada de medios MMX, pero sólo permite la unión de dos procesadores en placas multiprocesador, en lugar de los cuatro que admite el Pentium Pro. Al igual que el Pentium Pro, el Pentium II mantiene íntimamente unido el procesador con la caché L2, pero en este caso no en el mismo chip, sino en un cartucho S.E.C. Sus características Técnicas más relevantes son: • 32KB de caché L1 (16KB para datos, 16KB para instrucciones), el doble de la del procesador Pentium Pro. • 512KB de caché dedicada de nivel dos (L2). • Arquitectura D.I.B (Dual Independent Bus). • Utiliza la tecnología MMX de Intel. • Ejecución dinámica de instrucciones. • Cartucho S.E.C (Single Edge Contact). • Slot 1. • Frecuencias de 233 y 300 MHz. • Velocidad del bus de 66 MHz. Tecnología de fabricación (indica la distancia entre pistas) de 0,35 micras Alimentación 2,8 voltios. El módulo de Caché L2 utiliza el integrado 82459AB que trabaja a 7 ns.

2.3.5 Variantes del Pentium II Los primeros Pentium II que aparecieron en el mercado trabajaban con velocidades múltiplos de 60 o 66 MHz y por tanto, la velocidad del bus era esa.

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Pentium II/100. Posteriormente Intel lanzó los Pentium con tecnología de 0,25 micras (técnica conocida en Intel como Deschutes) y que trabajan con un bus de 100 MHz. Las velocidades de estos micros son: 350, 400, 450 y 500 MHz. Incorpora una versión mejorada de caché L2 con el chip 82459AC que trabaja a 5 ns. La ventaja fundamental de estos procesadores, reside en que son capaces de sacar todo el partido a las memorias SDRAM de 10 ns. La tensión de alimentación del núcleo de la CPU es de 2 voltios.

Ilustración 2.9. Detalle del Pentium II con su radiador y ventilador, montado sobre el Slot 1.

Pentium Celeron. Se conoció con el nombre clave de Covington y se creo como alternativa barata que sustituiría a los MMX tradicionales. Puede considerarse un Pentium II “capado”, ya que es idéntico a un Pentium II, pero sin la caché L2. La otra diferencia fundamental es que no utilizan el Slot 1 , sino el S370. Frecuencia de 266 MHz y bus de 66 MHz. Pentium Celeron (Mendocino). Dado el poco éxito que tuvieron los procesadores Celeron, Intel lanzó al mercado los denominados Mendocino en los cuales se volvió a incorporar la memoria caché L2, pero en un valor inferior a la de los Pentium II, es decir, 128 KB. Por tanto, estos procesadores vuelven también a hacer uso del Slot 1. Pentium Celeron (Coppermine). Es similar al Mendocino, pero en este caso lleva la caché L2 en el interior del chip, con lo cual, no necesita el Slot 1 y la velocidad de la caché L2 es la misma que la del núcleo de la CPU. Suele utilizar el Socket 370.

2.3.6 Pentium III. El Pentium III es la primera CPU de Intel que no aporta ninguna innovación teórica reseñable, ni siquiera respecto a sus competidores, pues el uso de nuevas tecnologías para acelerar los gráficos tridimensionales ya está disponible en el mercado bajo el nombre de K6-2 3D Now!. Se creo con el nombre clave Katmai y apareció en el mercado español a mediados de 1999. El Pentium III viene a suplir las carencias 3D del actual Pentium II. La novedad más importante, es el nuevo conjunto de instrucciones multimedia que se conoce como MMX2. Las características mas relevantes son: •

Utiliza ocho nuevos registros de 128 Bits para procesar los datos.

•

Tecnología de 0,25 micras con 9,2 millones de transistores.

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Ilustración 2.10. Fotografía del Pentium III con los bloques de que se compone.

•

Utiliza una técnica llamada Streaming Memory, que optimiza la gestión de memoria.

•

Caché L1 de 64 KB, 32 KB de datos y 32 KB de Instrucciones.

•

Al igual que sus antecesores, el Pentium Pro y el Pentium II, puede procesar hasta tres operaciones al tiempo.

•

Ejecución dinámica de instrucciones, con 11 + 1 unidades de ejecución en paralelo.

•

Arquitectura superescalar (Pipeline). De 12 a 17 estados en instrucciones con enteros y hasta 25 estados en instrucciones en coma flotante.

•

Consta de tres unidades de ejecución de coma flotante, pero con un solo puerto de salida. 68

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•

Al igual que ocurre con MMX o 3D Now!, MMX2 solo funciona en programas preparados para ello.

•

Cada chip tiene un número identificador. Con este identificador exclusivo de cada CPU, que se transmite por Internet cuando el usuario se conecta, Intel pretende reducir el robo y la piratería, así como potenciar el comercio electrónico.

•

Algunas estimaciones realizadas con modelos de prueba certifican que el Pentium III es entre un 5 y un 10% que el Pentium II a la misma velocidad, aumentando este valor entre un 15 y un 20% cuando se utilice la extensión MMX2.

•

Permite la implementación del bus AGP 4x.

•

El Pentium III puede conectarse en cualquier placa de Pentium II a 350MHz o superior, únicamente habrá que aplicar un pequeño parche a la BIOS.

Ilustración 2.11. Diagrama de bloques de la arquitectura del Pentium III.

•

•

Pentium III (Coppermine): Este procesador usa el núcleo del Pentium III (Katmai), pero incluye 256 KB de caché L2 integrada en el mismo chip. Por este motivo, este procesador no requiere del encapsulado que utilizan el Pentium II y III para alojar los módulos de memoria. La caché L2 del Coppermine trabaja a la misma velocidad que el núcleo de la CPU y por tanto, mejora las características del Katmai. Este procesador se fabrica en tecnología de 0,18 micras y en versiones de 100 y 133 MHZ de velocidad del bus. Willamette: Es el procesador que Intel prepara como sucesor de los Pentium III. Representa la siguiente arquitectura P7 para procesadores Intel de 32 Bits (IA32) y no irá montado sobre Slot 1 dado que trabajará sobre una plataforma nueva.

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•

No se conoce mucho sobre esta nueva arquitectura, pero se prevé que sea realizada con tecnología de 0,13 micras. Pemtium III Xeon: Constituyen la gama más profesional de Intel. Sus principales características son: o Tecnología de fabricación de 0,18 micras. o Velocidades del núcleo de la CPU superiores a 600 MHz. o Velocidad del bus del sistema de 133 MHZ. o 256 KB de caché L1 que seguramente se ampliará hasta el GB. o Pensado para trabajar con el ChipSet i840. o Hasta 2MB de caché L2 o Admite la conexión simultánea de 4 procesadores en una misma placa en unión con el ChipSet i450 NX. o Utiliza el Slot2

Ilustración 2.12. Pentium III Xeon.

2.4 Otros fabricantes 2.4.1 AMD Uno de los más fuertes competidores de Intel ha sido siempre la empresa AMD (American Micro Device). Como alternativa a la familia de Pentium, AMD ha sacado al mercado los siguientes procesadores: K5. Es el procesador que plantó cara al Pentium clásico o P5. Al igual que el Pentium se diseñó para utilizar el Socket 7 y por tanto, la velocidad del bus no superó los 66 MHz. Por el contrario, mejoró la caché L1 introduciendo 24KB en lugar de los 16 KB del Pentium. La caché L2 utilizada es la de la placa madre con un máximo de 512 KB. K6. Podría considerarse el Pentium II para Socket 7. Está basado en un desarrollo de la compañía NexGen y por tanto es compatible con el procesador Nx686 de esta compañía. Sus características más destacables son: • • • • • •

Tecnología MMX. 64 KB de caché L1 Ejecuta dos instrucciones en cada ciclo de reloj No incorpora la función Pipeline en las operaciones en coma flotante. Tecnología de 0,35 y 0,25 micras Frecuencias superiores a 166MHz 70

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• Mucho más económico que el Pentium II. K6-2 3D. Apareció en 1998 y ronda los 10 millones de transistores. Es la alternativa de los Pentium II/100 mejorando algunos aspectos de los procesadores de Intel. Sus características básicas son: •

Tecnología 3D Now¡, que incorpora 24 instrucciones nuevas al repertorio MMX estándar y es compatible con DirectX 6 y superior. • Utiliza placas madre Super 7, es decir, zócalo Socket 7 con bus a 100MHz. • El juego de chips que se monta con estos procesadores soporta AGP y bus local. • No incorpora la función Pipeline en las Ilustración 2.13. AMD K6 II operaciones en coma flotante. K6-III. Puede considerarse un K6-2 con 256 KB de 300 MHz caché L2 integrada en el propio chip que contiene el procesador, y por tanto, trabaja a la misma velocidad que el núcleo de la CPU. Puede por tanto, utilizar caché L3, siendo esta la que viene montada en la placa madre y se monta sobre Socket 7. La tensión de alimentación Vcore es de 2,2 a 2,5 voltios. La caché L1 sigue siendo de 64 KB utilizando 32 KB para caché de instrucciones y los otros 32 KB para caché de datos. Está fabricado en tecnología de 0,25 micras y consta de 21,3 millones de transistores. K7-Athlon. Fue presentado en 1998 en California, aunque hasta mediados de 1999 no se comercializó en España. Algunas de sus principales características se citan a continuación:

Ilustración 2.14. K7 Athlon.

Tecnología de fabricación de 0,25 micras. Consta de 22 millones de transistores, más del doble que el Pentium III.

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Ilustración 2.15. Fotografía del Athlon con los bloques de que se compone.

Al igual que el Pentium III puede decodificar hasta tres instrucciones al tiempo mediante la utilización de tres decodificadores de instrucciones en paralelo (3-way Instruction Decoder). El Athlon no tiene la limitación de los decodificadores de Intel, en los cuales, para poder decodificar tres instrucciones al tiempo, una de ellas debe ser compleja y las otras dos simples, el Athlon decodifica cualquier combinación de instrucciones que le llegue a cualquiera de sus tres decodificadores. La siguiente figura trata de explicar esto.

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Ilustración 2.16. Ejecución dinámica de instrucciones con más unidades de ejecución en paralelo que el Pentium III.

Arquitectura superescalar (Pipeline), tanto en las instrucciones con enteros (10 etapas) cómo en las instrucciones en coma flotante (15 etapas).

Ilustración 2.17. Diagrama de ejecución de las instrucciones bajo arquitectura Pipeline.

o Al igual que los Pentium III, consta de tres unidades de ejecución de coma flotante pero cada una con su puerto independiente, pudiendo ejecutar dos instrucciones extendidas de 80 bits mientras que el Pentium ejecuta una sola. o Obtiene mucho mejor resultado en las operaciones en coma flotante que el Pentium III, lo que se aprecia sustancialmente en programas como el 3D Estudio Max.

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Ilustración 2.18. Diagrama de bloques de la arquitectura del Athlon.

o Introduce el mismo repertorio de instrucciones MMX que el Pentium III, es decir, es compatible con MMX2, pero su velocidad de ejecución de estas nuevas instrucciones es prácticamente la mitad que en un micro de Intel siendo más lento que el Pentium III si el programa utiliza este repertorio de instrucciones. o Suma 5 nuevas instrucciones al repertorio 3DNow¡. Se estima que las aplicaciones multimedia que utilicen estas instrucciones, verán incrementada su velocidad hasta en un 20%. o Caché L1 de 128 KB, 64 KB de datos y 64 KB de instrucciones. o Caché L2 de 0,5 a 8MB, los rangos de velocidad pueden estar en relación 1/3, 1/2, 1/1.5 o 1 de la frecuencia del reloj interno de la CPU. Por tanto, puede llegar a trabajar a la velocidad del reloj interno de la CPU. o Utiliza una técnica llamada Streaming Memory, que optimiza la gestión de memoria. o Conexión a través del Slot A que utiliza el protocolo EV6 de Digital.

2.4.2 Cyrix Cyrix es otro de los fabricantes de microprocesadores compatibles con los Pentium de Intel. En este caso, Cyrix no fabrica directamente los micros, sino que sólo los diseña, la fabricación la realiza IBM y por tanto, la familia 6x86 pertenece a Cyrix/IBM. Los microprocesadores desarrollados para rivalizar con los Pentium han sido los siguientes: • 6x86 M1. Es el equivalente al Pentium clásico. Sus características más relevantes son: o Frecuencias: 120, 133, 150, 166 y 200 MHz. o Zócalo: Socket 7 o Frecuencias del bus del sistema: 66, 75 y 83 MHz. o Tensión de alimentación: 3,3 y 3,5 voltios 74

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•

•

•

o Caché L2: la que incluye la placa madre. 6x86 MX. Conocido como M2. Es el equivalente al Pentium II y sus principales características son: o Tensión de alimentación Vcore: 2’8 Voltios o Frecuencias del bus del sistema: 66, 75 y 83 MHz. o Frecuencias: 150, 200 y 225 MHz. o 64 KB de caché L1. o Incorpora el set de instrucciones MMX. o Mejora considerablemente la ejecución de aplicaciones normales Ilustración 2.19. Cirix 6x86M. respecto del Pentium II, pero trabaja mucho más lento en aplicaciones multimedia que utilizan MMX y en cálculos en coma flotante. o Zócalo: Socket 7. o Caché L2: la que incluye la placa madre Cyrix Media GX. Implica un nuevo concepto de procesador de bajo coste que incluye en un solo chip, el procesador, chip gráfico, chip de sonido, el controlador de memoria y el controlador PCI. Al estar todos estos elementos integrados en el mismo chip, la velocidad de los gráficos es más elevada, ya que el bus de conexión entre dispositivo gráfico y procesador trabaja a la velocidad de la CPU interna. Por otro lado, se hace innecesaria la memoria caché de nivel dos, puesto que el controlador de memoria está también incorporado en el chip y por supuesto, tampoco hace falta una memoria de vídeo específica, puesto que la memoria del trabaja lo suficientemente rápida, dado que el acceso a la misma es totalmente directo, como para realizar esta tarea. Cyrix Cayenne. Es la apuesta de Cyrix por hacer sus micros comparables a los Pentium en cuanto a la gestión multimedia y cálculo en coma flotante. Sus principales características son: o Tecnología de 0,25 micras. o Repertorio MMX ampliado y mejorado. o Unidad de coma flotante mejorada.

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2.5 Configuración de la BIOS. En lo concerniente a la BIOS, el microprocesador ofrece muy pocas cosas que configurar.

2.5.1 Arward BIOS

2.5.1.1

BIOS FEATURES SETUP

En este apartado podremos configurar únicamente la habilitación o deshabilitación de la caché L1 interna y L2 externa de la CPU. •

CPU Internal Cache o CPU Level 1 Cache: Permite habilitar o deshabilitar la caché interna de la CPU o caché de nivel 1(L1). • External Cache o CPU Level 2 Cache: Permite habilitar o deshabilitar la caché externa de nivel 2 (L2). En algunas placas madre, la configuración de la tensión Vcore se puede realizar mediante los puentes de la placa o mediante la BIOS: Para poder configurar la tensión Vcore desde la BIOS, deberemos seleccionar en los puentes de la placa madre la opción Auto y posteriormente, desde la BIOS, seleccionar la tensión deseada: • Vcore: 2,20 voltios Por otra parte, si la placa soporta Pentium III, también nos encontraremos con la posibilidad de habilitar o deshabilitar el número de identificación del microprocesador que es único para cada unidad vendida. •

Procesor Number Feature: Habilita o deshabilita (Enabled/Disabled) la utilización del número de identificación del microprocesador para ser utilizado como verificación en transacciones realizadas desde Internet.

2.5.2 AMI WinBIOS

2.5.2.1

Avanced Setup

Al igual que en la BIOS de AMI, sólo podemos configurar las opciones de Caché L1 y L2 que en este caso están en la misma opción. • Cache Memory: Disabled/Internal/External/Both Por tanto, desde esta única opción podemos deshabilitar toda la caché (Disabled), habilitar la memoria interna o externa (Internal/External), o habilitar ambas al tiempo (Both).

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2.6 Instalación de un microprocesador. Antes de iniciar la instalación del microprocesador es imprescindible disponer de la información de la placa madre que se va a utilizar, de este modo podremos comprobar si la placa admite el microprocesador que queremos instalar y obtendremos la suficiente información para realizar la configuración de frecuencias y tensiones correspondientes al microprocesador elegido. Si no disponemos del manual de nuestra placa, siempre podremos acudir a Internet en su busca, ya que prácticamente todos los fabricantes importantes de placas tendrán en su página dicha información. Las placas actuales soportan alimentación bitensión programable mediante puentes, imprescindibles para microprocesadores modernos del tipo MMX, AMD K6, CYRIX MX, etc. Un placa antigua solo proporcionará un voltaje y no servirá para estos microprocesadores.

2.6.1 Pasos que deberemos seguir Podemos encontrarnos con dos casos: Sustitución o ampliación del microprocesador de una placa antigua, o que se trate del montaje de un ordenador nuevo. Estudiaremos los pasos que deberemos seguir en ambos casos, aunque evidentemente en el primer caso habrá que realizar algunas operaciones añadidas como la retirada del microprocesador antiguo. De esta forma en el caso de un ordenador nuevo se realizarán solo aquellos pasos necesarios de los descritos a continuación. Paso 1.- Hacer una copia de seguridad de los datos. Aunque esto no es estrictamente necesario, y de hecho es bastante improbable que se pierdan datos en esta operación, la mera posibilidad de que ocurra un accidente basta para no dejar este aspecto sin atender. Paso 2.- Desconectar el cable de alimentación de la toma de red. Y abrir la carcasa.

Ilustración 2.20. Desconexión de la alimentación ATX.

Paso 3.- Si es necesario se extraerá la placa madre. Pero antes hay que apuntar la posición exacta de cada cable para poder reponerlos en su sitio correcto después, durante el montaje. Paso 4.- Extraer el microprocesador antiguo. Retirar el disipador y ventilador antes de desmontarlo. El ventilador puede utilizar anclajes o tornillos para extraerlo. También puede suceder que el refrigerador o ventilador se encuentre fijado con algún tipo de pegamento, en este caso sacar el conjunto entero, y luego, proceder a la separación de los elementos. Si el zócalo es del tipo ZIF (Zero Insertion Force, fuerza de inserción nula), como el Socket 7 o el Socket 370, bastará con levantar la palanca para que el microprocesador quede libre. Si el microprocesador viene montado en un Slot-1 o Slot A, deberemos liberar los anclajes de los laterales del Slot antes de tirar de la placa del microprocesador. Deberemos tener cuidado, tanto de no doblar los Ilustración 2.21. Vista delicados terminales de los microprocesadores, como de no inferior del AMD K6 exponerlos a posibles descargas accidentales de electricidad

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estática a las cuales son muy sensibles. Para ello, los trataremos con sumo cuidado y cuando se depositen en algún lugar ajeno al zócalo o al embalaje del propio microprocesador, deberemos situarlo sobre un soporte conductor (papel aluminio) o un corcho antiestático. El mejor lugar para almacenar un microprocesador es el propio embalaje que trae de fábrica. Si disponemos de una cadena antiestática, este es el momento de utilizarla. Paso 5.- Sacar el microprocesador nuevo del embalaje, sujetándolo por los bordes. Hay que localizar la patilla 1 que suele indicarse mediante un chaflán en uno de los vértices. Si el zócalo es del tipo Socket 7 o Socket 370 de inserción nula (ZIF), atención al chaflán de uno de los vértices que deberemos hacer coincidir con el chaflán que lleva el microprocesador también en uno de sus vértices. Si utiliza el SLOT-1 o Slot-A, el microprocesador se inserta como si fuera una placa más, pero con una sujeción similar a la que utilizan las memorias SDRAM.

Ilustración 2.22. Detalles del montaje del Microprocesador sobre Slot 1.

Paso 6.- Montar el refrigerador, en algunos casos (elevado calentamiento del microprocesador) puede ser conveniente aplicar una pasta o silicona (conductor térmico) para aumentar la transferencia de calor entre la cápsula del microprocesador y el radiador, de este modo, aumentaremos el calor extraído de su núcleo, esta pasta se puede adquirir en cualquier almacén de componentes electrónicos. Actualmente, los radiadores ya disponen en su zona de contacto de una sustancia que mejora la unión térmica entre chip y radiador, de Ilustración 2.23. Detalle del conjunto microprocesador, radiador y ventilador. Socket S7 forma que no es necesario añadir ninguna sustancia. Paso 7.- Montar el ventilador. Paso 8.- Configurar los puentes de la placa madre para que reconozca el microprocesador que se ha instalado y que funcione a la frecuencia correcta.. Esta operación se hará a partir de la información del manual de la placa madre. Los puentes implicados en esta configuración se distribuyen en distintas categorías: • Configuración de la frecuencia de reloj del Bus de la CPU(System Bus Clock o CPU Bus). Podremos encontrar una tabla como la siguiente:

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CPU BUS 60MHZ 66MHZ 75MHZ 83MHZ 95MHZ 100MHZ

JP6 2-3 1-2 2-3 1-2 2-3 1-2

JP7 2-3 2-3 1-2 1-2 1-2 1-2

JP8 JP10 JP11 2-3 2-3 X 2-3 2-3 X 2-3 1-2 1-2 2-3 1-2 1-2 1-2 1-2 2-3 1-2 1-2 2-3

Tabla 2-3. Opciones de configuración de la frecuencia del sistema.

Nota: Cuando ajuste el BUS de la CPU a 100MHZ tenga en cuenta que la SDRAM soporte esta frecuencia • Selector de velocidad de la CPU o multiplicador. Selecciona el factor de multiplicación que utiliza la CPU para determinar la velocidad de proceso de los datos, normalmente mayor que la velocidad del Bus. Podremos encontrar una tabla como la siguiente: MULTIPLICADOR 1.5x/3.5x 2.0x 2.5x 3.0x 4.0x 4.5x 5.0x 5.5x

JP16 OFF ON ON OFF ON ON OFF OFF

JP17 OFF OFF ON ON OFF ON ON OFF

JP18 OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON

Tabla 2-4. Opciones del factor de multiplicación de la velocidad interna del microprocesador.

La combinación de las dos tablas anteriores nos dará la velocidad del microprocesador de acuerdo con la siguiente fórmula: Frecuencia interna = Frecuencia del Bus x Factor multiplicador. A continuación se citan dos ejemplos: Puentes K6-233MHZ

JP6 1-2

JP7 2-3

K6-2 450MHZ

1-2

1-2

JP8 2-3 66MHZ 1-2 100MHZ

JP10 2-3 1-2

JP11 JP16 JP17 JP18 X OFF OFF OFF 3.5x 2-3 ON ON ON 4.5x

Tabla 2-5. Ejemplos de configuración.

•

Tensión de alimentación del núcleo del microprocesador (Vcore voltaje). Permite modificar la tensión con la que se alimenta el núcleo de microprocesador, que normalmente será inferior a la que utilizan los buses de salida. Podremos encontrar una tabla como la siguiente: Vcore voltaje (JP19) 2.1V 2.2V 2.4V 2.5V 2.8V 2.9V 3.2V 3.52V

1-2 ON OFF OFF ON OFF ON OFF ON

3-4 OFF ON OFF OFF OFF OFF OFF ON

5-6 OFF OFF ON ON OFF OFF ON ON

7-8 OFF OFF OFF OFF ON ON ON ON

Tabla 2-6. Opciones de configuración de la tensión del núcleo de la CPU.

En realidad, los puentes del selector JP19 responden a una combinación binaria natural, de forma que cada combinación binaria supone un aumento de 0,1 voltios sobre la base que son 2.0 voltios, por tanto, si quisiéramos obtener algún valor que no se 79

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encuentre en la tabla sólo tendremos que calcularlo, por ejemplo, si quisiéramos aplicar un valor de tensión de 2.3 voltios, la combinación sería: 2.3 – 2.0 = 0.3; 0.3/0.1 = 3 Î 0011 Î 7-8 = OFF, 5-6 = OFF, 3-4 = ON y 1-2 = ON. En la siguiente tabla, podemos observar las tensiones de funcionamiento de algunos microprocesadores comerciales: CPU Type Pentium (P54C), 6x86, K5 K6-233 (o superior) K6-166/200, 6x86MX(M2) MMX(P55C), 6x86L K&-2 450~500, K6-3 400~500 K6-PR/3D, 266/300~400

Vcore 3.52 3.2 2.9 2.8 2.4 2.2

Tabla 2-7. Tensiones de funcionamiento de algunos microprocesadores comerciales

Si tras la instalación de un microprocesador, se observa que éste se calienta mucho, deberemos rebajar en un punto la tensión de alimentación del núcleo y probar de nuevo su funcionamiento, si no es inestable, dejaremos este nuevo valor de tensión. Paso 9.- Volver a montar la placa madre, y cerrar la carcasa. Asegurándose que todos los cables vuelven a estar en su sitio. Paso 10.- Conectar el ordenador a la red y encenderlo, si todo ha salido bien, el ordenador ahora funcionará correctamente. Si no funciona correctamente, a continuación se exponen algunas posibles causas. • Algún cable o placa se ha movido durante la instalación y hay que volver a ponerlo en su sitio, para ello abrir la carcasa y comprobar primero visualmente, y si es necesario manualmente para asegurarnos que todo está correctamente en su lugar. • Si el sistema se vuelve inestable o no funciona puede ser porque la frecuencia de reloj o el voltaje no están bien ajustados. • Comprobar que la frecuencia de reloj es la adecuada. En caso de duda siempre se puede bajar para comprobar si es esta la causa. • Un voltaje elevado puede deteriorar definitivamente un microprocesador, mientras que un voltaje insuficiente hará que no funcione o sea inestable, hay que poner su valor exacto. o Un valor superior al indicado por el microprocesador supondrá un mayor calentamiento, que hará que el micro sea muy inestable y que en un futuro se deteriore por completo. o Un valor ligeramente inferior al indicado por el microprocesador supondrá un menor calentamiento y en algunos casos con un buen funcionamiento, pero en general, no debe utilizarse este valor salvo que el micro se caliente mucho con la tensión nominal indicada. o Un valor sensiblemente inferior al indicado por el microprocesador supondrá que el micro sea muy inestable y por tanto, que el sistema no funcione bien • Es posible también que no esté refrigerando adecuadamente. En este caso puede que no funcione desde el principio, o lo que es más posible que el sistema se vuelva inestable.

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3 Memorias La memoria es un dispositivo electrónico encargado de almacenar información, normalmente de forma temporal, aunque también puede ser de forma permanente. A diferencia de los discos duros u otro sistema de almacenamiento, el soporte físico está compuesto, como cualquier otro chip, de silicio, no habiendo partes mecánicas ni móviles.

3.1 Características Las memorias, como todos los elementos electrónicos, tienen unos parámetros o características que diferencian a unas de otras y que de algún modo determinan su utilización y también su calidad. Algunas de estas características más relevantes de las memorias son las siguientes: • Volatilidad de la información almacenada. Se dice que una memoria es volátil, si la información que tiene almacenada desaparece cuando se elimina la alimentación. En caso contrario, se denomina no volátil. • Tipo de acceso a los datos. El acceso a un dato concreto que se encuentra almacenado en la memoria puede ser llevado a cabo de dos formas distintas, de forma secuencial o de forma aleatoria. En el acceso secuencial, para leer o escribir un dato en la posición de memoria n, deberemos haber accedido previamente a todos los datos anteriores, en el caso de memoria de acceso aleatorio, podremos acceder a cualquier posición de memoria de forma independiente, sin tener en cuenta las posiciones anteriores, son las que más se usan. • Dinámicas o Estáticas. Las memorias dinámicas necesitan que la información almacenada sea refrescada cada cierto tiempo. Las celdas de memoria se estructuran en filas y columnas, como si de una matriz bidimensional se tratase y esto permite que el refresco de la memoria no se realice celda por celda, sino fila por fila, lo que agiliza en gran medida esta operación. El refresco consiste en regrabar todas las celdas de memoria cuya información es un “1” lógico y suele hacerse en ciclos o estados en los que la memoria está inactiva, aunque también se aprovechan los ciclos de lectura o escritura para realizar el refresco de toda la fila en la que se encuentra el dato que se desea modificar o leer. El refresco debe ser constante y la cadencia de refresco del orden de milisegundos, lo que nos puede hacer pensar que estas memorias deben ser lentas; sin embargo, las memorias dinámicas son muy rápidas y baratas, puesto que cada célula de información lo compone un condensador construido con transistores o células CMOS. Las memorias Estáticas no tienen el inconveniente del refresco; sin embargo, su estructura interna es bastante más compleja y eso hace que sean más caras que las anteriores y que el nivel de integración sea inferior. En general, estas memorias son mas rápidas que las anteriores, como ejemplo podemos citar las memorias utilizadas como caché que alcanzan tiempos de acceso inferiores a los 10 ns, aunque son de mucha menos capacidad que las dinámicas, del orden de 250 KB hasta 1 MB. • Tiempo de acceso. Es el tiempo que se tarda desde que se da la orden de leer o escribir un dato, hasta que éste aparece en los terminales de salida de la memoria (bus de datos), o pasa del bus de datos a la celda correspondiente, según sea el caso. En las memorias utilizadas en los PC, este tiempo es del orden de nanosegundos (ns = 10-9 segundos) que es un tiempo francamente muy pequeño.

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•

•

•

•

•

Las actuales SDRAM P100 tienen tiempos de acceso de 10 ns y existen memorias más rápidas como veremos más adelante. Ancho de banda o velocidad de la memoria. Este parámetro puede entenderse como la velocidad a la que la memoria puede aceptar datos (escritura) o puede entregar datos (lectura) de forma continua, aunque debemos tener en cuenta, que la memoria no está continuamente recibiendo o entregando datos, sino que lo hace en ráfagas más o menos largas. El valor teórico de este parámetro es la inversa del tiempo de acceso, por tanto, una memoria con un tiempo de acceso de 10 ns tiene un ancho de banda teórico de 100 MHz, ya que 1/10-8 s = 108 Hz = 100 MHz. En las actuales memorias SDRAM, este parámetro se da precedido de una “P”, así, una memoria SDRAM P100 no es más que una memoria de 100 MHz. Memorias Síncronas o Asíncronas. Las memorias por lo general son asíncronas, es decir, no utilizan ningún reloj para que el dato sea leído o escrito en su interior, simplemente necesita que una serie de terminales sean activados para que el dato se lea o se escriba; sin embargo, actualmente se emplean memorias SDRAM que requieren de un reloj que marque las pautas de lectura o escritura de los datos. Estas memorias se denominan síncronas y trabajan normalmente a la velocidad del bus del sistema. Este modo de trabajo permite que las memorias alcancen mayor velocidad manteniendo otras características, como ser dinámicas y necesitar refresco. Modo burst (ráfaga). Las memorias que implementan el modo burst, están preparadas para realizar operaciones de lectura o escritura de bloques de memorias contiguos de forma muy rápida. En general, cuando el micro quiere leer o escribir en una zona completa de memoria que ocupa varias posiciones consecutivas, debe ir indicando a la memoria, una por una, a qué dirección quiere acceder y posteriormente leer o escribir el dato. En las memorias que admiten el modo burst, el micro sólo debe indicar cual es la primera dirección de memoria y la longitud del bloque que desea leer o escribir, posteriormente en operaciones de escritura, el micro sólo envía datos y es la memoria quien va incrementando su contador de direcciones para que cada dato que entra se sitúe uno a continuación del anterior. En las operaciones de lectura, una vez que se indica la posición del primer dato y el número de datos que deseamos leer, el micro sólo tiene que ir leyendo todos los datos que la memoria le va depositando en el bus de datos sin tener que ir indicando en que posición se encuentra cada uno de ellos. La velocidad se incrementa considerablemente, sobre todo en las memorias síncronas en las cuales este modo de trabajo es el ideal. Modo Pipeline. Esta característica suele implementarse sólo en las memorias estáticas que se utilizan como caché del microprocesador. En general, las memorias deben terminar un ciclo de lectura o escritura para poder comenzar el siguiente, pues bien, las memorias que admiten el modo pipeline pueden ir preparando el siguiente o siguientes datos antes de que el que está en proceso haya concluido, es similar al modo pipeline utilizado en el registro de instrucciones del microprocesador. Las actuales cachés L1 suelen incorporar este modo de funcionamiento, tanto en la porción destinada a las instrucciones, como la destinada a los datos incrementándose el rendimiento de la misma. Paridad (parity). No es una característica de un tipo de memoria, sino de un módulo de memoria compuesto por distintos chips de memoria. Los módulos de memoria que no implementan la paridad trabajan directamente con datos de 8, 16 o 32 bits y por tanto no se realiza ningún control del flujo de datos. Los 82

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módulos que implementan la paridad, utilizan un bit más para forzar la paridad de los datos que entran o salen del módulo. La paridad puede ser par o impar: o Paridad PAR: El número de “1” en cada dato es un número par, por ejemplo: 010111000 o 111011001. El bit de más a la izquierda (mayor peso) se denomina bit de paridad. Para que un tren de datos contenga paridad par, sólo tendremos que incorporar el bit de paridad adecuado, de forma que a los datos pares se le añadirá como bit de paridad un “0” para no modificarlo y los datos que tengan paridad impar, se le añadirá como bit de paridad un “1”, de forma que la paridad resultante será par. o Paridad IMPAR: El número de “1” en cada dato es un número impar, por ejemplo: 110111000 o 011011111 Si un dato (con bit de paridad) con paridad par llega a una memoria configurada para que todos los datos que reciba sean impares, detectará un error, pero no podrá corregirlo. Igualmente pasará si un dato impar llega a una memoria preparada para recibir datos con paridad par. Como conclusión, podemos decir que las memorias sin paridad no detectan fallos en el flujo de datos, las memorias con paridad pueden detectar el cambio de un bit en el flujo de datos, pero no puede saber donde se encuentra el error. •

Códigos de detección y corrección de errores ECC: Los códigos ECC (Error Correction Code) no sólo permiten detectar si se producen errores en el flujo de datos de una memoria, sino que también permite corregirlos sin que el sistema se detenga. Por tanto, los sistemas que incorporan memorias ECC, son mucho más estables, lo que les hace muy atractivos para ser utilizados en los servidores para redes LAN y WAN.

3.2 Tipos Vistas todas las características de las memorias es fácil comprender que habrá muchos tipos distintos de memoria según utilicen unas u otras de estas características. A continuación se comentan los tipos de memorias utilizados en la actualidad, o que aun pueden encontrarse en equipos en servicio.

3.2.1 ROM. Las memorias ROM (read only memory) o memorias de sólo lectura se caracterizan precisamente por que su contenido se graba en fábrica durante el proceso de fabricación y el usuario sólo puede leerla. Su principal característica es que son memorias no volátiles y por tanto, la información grabada en fabrica permanece invariable durante toda la vida útil de la memoria. Son utilizadas para realizar el firmware del sistema o la BIOS de inicialización y configuración del sistema. Otra característica de este tipo de memoria es su bajo nivel de integración, lo que implica capacidades bajas de memoria. Las utilizadas en los PC suelen ser de 32 Kb o 64 Kb, aunque algunos modelos utilizan capacidades mayores.

3.2.2 PROM. Las memorias PROM (Programed ROM) o ROM programables eléctricamente. Son similares a las anteriores excepto en la grabación, que no se realiza en el proceso de fabricación, sino que se realiza con unos aparatos denominados grabadores de PROMs Sólo pueden grabarse una única vez y son no volátiles. También mantienen un muy bajo nivel de integración y su utilización se limita a la realización de prototipos o como

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sistema de configuración de tarjetas electrónicas sustituyendo a los puentes. También permiten la implementación de funciones lógicas.

3.2.3 EPROM. Las memorias EPROM (Erasable PROM) o memorias ROM se realiza aplicando rayos UVA con una longitud de onda determinada por el fabricante, a través de una ventana que incorpora el circuito integrado a tal efecto. Al igual que las memorias ROM son no volátiles y se utilizan en los PC para almacenar el firmware o BIOS.

Ilustración 3.1. Chip de memoria EPROM correspondiente a una

3.2.4 EEPROM o E2PROM. Las memorias EEPROM (Electrical EPROM) es similar a la anterior, pero en este caso, el borrado también se realiza eléctricamente. Actualmente se utilizan versiones de este tipo de memoria denominadas FLASH que permiten al usuario la actualización de la BIOS del sistema mediante unos programas diseñados por los fabricantes de placas madre.

3.2.5 RAM. Las memorias RAM (Random Access Memory) memorias de acceso aleatorio son memorias volátiles y no deben su nombre a ninguna característica que las diferencie de las anteriores, puesto que también las memorias ROM, PROM, EPROM y EEPROM permiten el acceso aleatorio a sus datos. Al pertenecer al grupo de memorias volátiles no puedan ser utilizadas para almacenar el firmware o BIOS del sistema. Existe una gran variedad de memorias que pueden englobarse con este nombre y que iremos definiendo a continuación de acuerdo a sus características principales.

3.2.6 DRAM. Las memorias DRAM (Dynamic RAM), como su nombre indica son memorias RAM dinámicas, es decir, necesitan refrescar sus datos para que estos permanezcan almacenados. Está estructurada como una matriz de “n” filas por “m” columnas, de forma que cualquier dirección que se le envíe debe descomponerse en un par de coordenadas correspondientes a la fila y columna donde se encuentra el dato. Cada acceso a la memoria, ya sea en lectura o escritura implica una decodificación de la fila y la columna correspondiente, estas coordenadas se aplicarán a la matriz y posteriormente se validarán, en este momento la matriz nos entregará el dato a leer, o escribirá en la posición seleccionada el dato que le proporcionemos en el bus de datos. Es importante tener en cuenta que en los equipos actuales, el microprocesador no lee directamente de la memoria RAM, sino de la memoria caché y por tanto, es ésta quien se comunica directamente con la RAM. Si tenemos en cuenta, que las memorias caché están diseñadas para trabajar, no con datos, sino con ráfagas de datos, es lógico pensar, que también las memorias RAM se diseñen en ese sentido. Son las utilizadas en los PC como memoria RAM y podemos encontrar distintos tipos que han ido evolucionando poco a poco.

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3.2.6.1

FPM RAM.

Puede decirse que son las primeras memorias que se instalaron en los Pentium, aunque los últimos 386 y 486 también la utilizaron. Este tipo de memorias se presentaba en módulos SIMM (Single In-line Memory Modulo) de 30 contactos utilizando un bus de datos de 8 bits. Esto implicaba que un banco de memoria estaba compuesto por cuatro módulos para completar el bus de 32 bits del sistema utilizado en los 386 y 486. También se encuentra en módulos de 72 contactos (32 bits) para las últimas placas 486 y las placas para Pentium. En este caso, los bancos de memoria constaban de un único módulo en los sistemas 486 con bus de datos de 32 bits y de dos módulos para completar la longitud del bus de datos del Pentium que es de 64 bits. También se usa en las tarjetas gráficas, aunque existe un tipo con doble puerto, llamada VRAM que veremos más adelante. Su nombre viene de las siglas correspondientes a Fast Page Mode RAM (RAM con modo de paginación rápida), ya que incorporan un sistema de paginación que incrementa considerablemente la velocidad de lectura o escritura al considerar que el siguiente dato estará posiblemente en la misma columna o fila que el anteriormente Ilustración 3.2. Módulos SIMM de memoria FPM RAM. leído o escrito. La primera vez que se accede a una fila, el controlador de memoria deberá descomponerla en la fila y columna donde se encuentra el dato, pasar estos datos a la memoria y validarlos. Si el siguiente dato se encuentra en la misma fila, no será necesario acceder a la matriz para validar la fila, puesto que ya está activa, y por tanto, nos ahorraremos ese tiempo en la lectura o escritura del dato. Con el resto de datos sucederá lo mismo, pero si el dato cambia de fila, entonces se deberá comenzar el proceso de cálculo de fila y validación en la matriz. Como consecuencia: si los datos que se desean leer o escribir se encuentran en una misma fila, la transferencia se agiliza considerablemente, pero si se encuentran en distintas filas, las memorias FPM se comportan de forma tradicional. Normalmente se leen o escriben paquetes de 4 datos denominados ráfagas (Burst), siendo el número de ciclos de lectura o escritura de cada dato que forman la ráfaga distintos. El ideal sería una memoria con los cuatro tiempos iguales a “1”, que se denominaría 1-1-1-1, pero lo normal es que se produzcan tiempos de espera entre datos y salgan combinaciones del estilo 4-3-3-2 o similares, esto significa que utiliza 3 ciclos de espera para el primer dato, 2 ciclos de espera para el segundo y tercer dato y 1 ciclo en el último. En el caso de las memorias FPM, la ráfaga más favorable es la 5-3-3-3, es decir, una ráfaga utiliza 14 ciclos de reloj para enviar 4 datos, o lo que es lo mismo, una media de 3,5 ciclos de reloj por dato. Pues bien, si utilizamos un bus de 66 MHz, tendremos que cada ciclo de reloj es de 1/66 106=15 ns, por tanto, 3,5 ciclos de reloj tienen una duración de unos 52 ns, lo que implica que deberemos utilizar memorias rápidas de al menos 50 ns para que el funcionamiento sea lo más estable posible. En sistemas con buses de 33 MHz, basta utilizar memorias de 70 ns. En la realidad, se han estado utilizando memorias de 60 ns en buses de 66 MHz, esto suponía simplemente un descenso del rendimiento teórico, puesto que las ráfagas se fijaban a valores superiores al máximo teórico de 5-3-3-3.

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3.2.6.2

EDO RAM

Estas memorias constituyen una mejora respecto a las anteriores y tratan de suplir el problema que tenían las FPM durante los tiempos de espera, es decir, ¿qué hacía el microprocesador durante los tiempos de espera en la lectura o escritura de un dato?, pues bien, la respuesta es muy simple, nada. Estas memorias se presentan en módulos SIMM de 72 contactos (32 bits) y en módulos DIMM (Dual In-line Memory Modules)de 168 contactos (64 bits) en este último caso, los bancos están constituidos por un único módulo DIMM. Las memorias EDO utilizan la técnica pipeline para agilizar los procesos de transferencia de datos, es decir, mientras aun se está leyendo el último dato ya se está preparando el siguiente, utilizándose así los tiempos de espera para algo más que no hacer nada. Está mejora se realiza mediante un nuevo buffer de salida que almacena el Ilustración 3.3. Módulos de memoria EDO RAM. dato al que se acaba de acceder, de este modo, el sistema puede ir buscando el siguiente dato aunque no se haya leído aun el anterior. Con esta técnica se mejora el esquema de la ráfaga que puede llegar a ser 5-22-2, bastante mejor que la utilizada por las memorias FPM, aunque no mejoran el tiempo del primer acceso. Este modo de funcionamiento se denomina Extended Data Output, de donde reciben estas memorias el nombre EDO RAM. Su constitución interna es básicamente igual que el de las memorias FPM con una mínima circuitería adicional.

3.2.6.3

BEDO

La memoria BEDO (burst Extended Data Output) fue diseñada originalmente para el conjunto de chipsets de Intel 82430HX para soportar mayores velocidades de BUS. La diferencia fundamental respecto a la anterior es que es capaz de transferir datos a la velocidad del reloj, pero no de forma continua, sino a ráfagas (burst).

3.2.6.4

SDRAM

Las memorias SDRAM, o DRAM síncronas (Synchronous RAM) se comenzaron a utilizar con los Pentium II con arquitectura de bus de 100 MHz, dada la imposibilidad de las memorias EDO RAM de llegar a trabajar a estas frecuencias. Se presentan únicamente en módulos DIMM de 168 contactos (64 bits). Aunque en sus principios estas memorias eran muy caras, más del doble del precio de las EDO RAM, con su comercialización masiva el precio ha descendido considerablemente, incluso por debajo del que ostentaban las memorias EDO y por tanto, son ahora las memorias más utilizadas.

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Como su nombre indica, esta memoria debe funcionar de forma síncrona con el bus al que se conecta (aunque su núcleo sigue siendo una RAM dinámica), en este caso el bus del sistema, eso quiere decir que la frecuencia de trabajo de estas memorias viene Ilustración 3.4. Módulo de memoria SDRAM. determinada por el bus al que se conecta. Por tanto, en las placas que permiten configurar la velocidad del bus del sistema, podremos hacer trabajar a la memoria SDRAM a 66, 100 o 133 MHZ, aunque deberemos asegurarnos de que la SDRAM sea capaz de soportar dicha velocidad. Actualmente se utilizan varias técnicas para que estas memorias optimicen el tiempo de acceso a los datos sin tener que modificar la estructura de la matriz de datos que caracteriza a las memorias DRAM. Estas técnicas son: •

Latencia CAS programable: Permite programar ( por medio de la BIOS) está característica de forma que se adapte de la mejor forma posible al sistema en el que se ha implantado la memoria. • Sincronización: Permite que sea el reloj del sistema quien controle la transferencia de datos simplificando así el número de señales implicadas en las transferencias, tanto de control como de direcciones, lo que permite aumentar la frecuencia de trabajo del dispositivo. • Pipeline: Permite buscar un dato mientras que el anterior se está procesando. • Utilización de bancos independientes: Consiste en dividir las matrices en dos o cuatro, esto permite que mientras se utiliza una se pueda estar preparando un dato en la otra. • Burst: En estas memorias se puede programar la longitud de la ráfaga (burst) mediante un registro que se configura en la BIOS del sistema. También se puede programar el tipo de ráfaga utilizada entre lineal (todos los datos de la ráfaga son consecutivos) o interpolado (los datos pueden estar salteados). Como es lógico pensar, estas memorias ya tienen sucesores que en muy poco tiempo sustituirán a este tipo de memorias. Actualmente se comercializan con el nombre PC66, PC100 y PC133 según estén diseñadas para un bus de 66 MHz, 100MHz o 133 MHz respectivamente. La memoria SDRAM, bien sea PC66, PC100 o PC133, tiene un ancho de bus de datos igual a 64 bits, lo que significa que en cada ciclo de reloj (cada Hz) envía 64 bits = 8 bytes. De esta forma, su capacidad de transferencia de datos (es decir, su velocidad útil) será: PC66: 8 bytes/ciclo x 66 MHz = 533 MB/s PC100: 8 bytes/ciclo x 100 MHz = 800 MB/s = 0,8 GB/s PC133: 8 bytes/ciclo x 133 MHz = 1066 MB/s = 1,06 GB/s

3.2.6.5

SDRAM II o DDR SDRAM.

Memoria SDRAM de doble velocidad (Double Data Rate SDRAM). Este tipo de memoria permite la sincronización de la transferencia de datos, tanto en el flanco de subida del ciclo de reloj del sistema, como en el flanco de bajada. De esta forma se divide por dos el tiempo, o lo que es lo mismo, se multiplica por dos la velocidad de transferencia de datos. Prometen ser en breve las sustitutas de las SDRAM. 87

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3.2.6.6

RDRAM

Este tipo de memorias denominadas también Direct Rambus DRAM por ser Rambus el fabricante y principal desarrollador, incorporan buses de datos muy pequeños para poder alcanzar altísimas velocidades de transferencia que rondan los 533 MHz con picos de transferencia de 1,6GB/s en ráfagas de 2 ns.

Ilustración 3.5. Módulos de memoria RDRAM.

La Rambus tiene un bus de datos más estrecho, de sólo 16 bits = 2 bytes, pero funciona a velocidades mucho mayores, de 300, 356 y 400 MHz. Además, es capaz de aprovechar cada señal doblemente, de forma que en cada ciclo de reloj envía 4 bytes en lugar de 2. Debido a este doble aprovechamiento de la señal, se dice que la Rambus funciona a 600, 712 y 800 MHz "virtuales" o "equivalentes". Y por motivos comerciales, se la denomina PC600, PC700 y PC800. Por todo ello, su capacidad de transferencia es: Rambus PC600: 2 x 2 bytes/ciclo x 300 MHz = 1,2 GB/s Rambus PC700: 2 x 2 bytes/ciclo x 356 MHz = 1,42 GB/s Rambus PC800: 2 x 2 bytes/ciclo x 400 MHz = 1,6 GB/s

Como puede observarse, cualquiera de las memorias RAMBUS superan a las memorias PC133 que sólo alcanzan un ancho de banda de 1,06GB/s.

3.2.6.7

CDRAM

Incorpora en su interior memoria DRAM y SRAM, es decir, podríamos considerar que es la unión de una memoria DRAM con caché interna SRAM. En su contra, el precio de estas memorias son unas cinco veces superior a los de las memorias PC133 y de momento sólo es soportada por las placas con chipset de altas prestaciones como las que utilizan el i840 y están diseñadas para trabajar con el bus AGP de alta velocidad.

3.2.7 SRAM Las memorias SRAM o RAM estáticas (Statics RAM) tienen tiempos de acceso muy pequeño, inferior a los 10 ns y no necesitan refresco, sin embargo, su precio es muy alto en relación con las memorias DRAM. Este tipo de memorias se utiliza normalmente como memoria Caché del sistema, tanto de nivel 1 como de nivel 2, ya que la memoria caché suele tener un tamaño inferior a 1 MB de memoria. 88

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Al igual que con las memorias DRAM, podremos encontrar memorias SRAM síncronas, burst o pipeline que mejoran las características técnicas de la memoria SRAM básica. Todas estas técnicas son imprescindibles para una buena memoria caché en los sistemas actuales. o Asynchronous Static RAM (Async SRAM): la antigua caché de los 386, 486 y primeros Pentium, más rápida que la DRAM pero que provoca igualmente estados de espera en el procesador. Su velocidad es de 20 ns, 15 ns y 12 ns. o Synchronous Burst Static RAM (Sync SRAM):es la mejor para un bus de 66MHz y puede sincronizar la velocidad de la caché con la velocidad del procesador. Su velocidad es de 8.5 ns a 12 ns. o Pipelined Burst Static RAM (PB SRAM): funciona de manera continuada sincronizada con el procesador a velocidades de hasta 133 MHz. Tarda un poco más en cargar los datos que la anterior, pero una vez cargados, el procesador puede acceder a ellos con más rapidez. Su velocidad es de 4.5 ns a 8 ns.

3.2.7.1

Caché L1 Como ya se ha comentado, en realidad este no es un tipo de memoria, sino una forma de utilización de la memoria. Las memorias Caché de nivel 1 suelen estar introducidas en el mismo chip que el microprocesador o montado junto a él en una placa especial, de forma que la velocidad de la caché es prácticamente la misma que la del microprocesador, o lo más cercana posible. Actualmente todos los microprocesadores utilizados en PC´s la implementan. Suponen un aumento enorme del rendimiento del sistema, de forma que un Pentium II sin activar la caché L1 puede tener un rendimiento ligeramente superior que un 486.

3.2.7.2

Caché L2

Al igual que la anterior, no es un tipo de memoria, sino una forma de utilización de la memoria. En este caso, la memoria caché de nivel 2 suele estar situada en la placa base, aunque ya hay microprocesadores que la incorporan en el mismo chip que el microprocesador. Esta memoria suele trabajar a la velocidad del bus del sistema, con lo que no suponen una mejora del rendimiento del sistema muy importante, pero si apreciable. Tanto la memoria caché L1 como la caché L2 sirven de intermediarios entre el microprocesador y el resto de memorias RAM del sistema que suelen ser más lentas incrementando el rendimiento del sistema. Cuando la CPU solicita un dato de la memoria principal, realmente se la pide a la memoria caché, si el dato está en esta memoria se lo entrega directamente, si no está, la caché pide el dato a la memoria principal recogiendo no sólo ese dato, sino un bloque completo de datos y posteriormente se lo entrega al microprocesador. Cuando la CPU solicita un nuevo dato, como la caché ha cargado un bloque completo de datos, la posibilidad de que ese nuevo dato esté en la caché es muy alta y por tanto, la velocidad con que se accede a esos nuevos datos también es superior que si la caché no estuviera instalada. En el caso de la caché de nivel 1, se reparte entre memoria de datos y memoria de instrucciones agilizando así también el proceso de ejecución del programa. La caché de nivel 1 no es ampliable, puesto que se encuentra en el interior del chip de procesador, pero la caché de nivel 2 si lo es y se realiza por medio de chips que se insertan en los correspondientes zócalos de la placa base (placas antiguas), o en

89

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módulos de ampliación similares a los SIMM que se insertan en una ranura o slot de la placa madre destinado a tal efecto.

Ilustración 3.6. Detalle de un módulo de memoria caché insertado en su slot correspondiente

3.2.8 Tag RAM Esta memoria, a diferencia de las DRAM, no almacenan datos, sino direcciones. Concretamente almacenan las direcciones de los datos, de la DRAM, que ya están almacenados en la memoria caché. De este modo, cuando el microprocesador va a buscar un dato, comprueba la dirección en la Tag RAM, si se encuentra allí, va directamente a la caché a buscarlo y en caso contrario se dirige a la DRAM. Cuando se habla de Cacheable Memory en las placas actuales, nos referimos a la cantidad de memoria principal susceptible de ser cacheada o lo que es lo mismo, con posibilidad de ser almacenada en la caché, por tanto, una placa que contenga un chipset con capacidad de “cachear” 64 MB no verá incrementado prácticamente su rendimiento si se le incorporan más de estos 64 MB de memoria principal. Esto es lo que sucede con el chipset 430TX que no permite utilizar con la caché más de 64 MB, sin embargo el 430 Hx sí lo permite.

3.2.9 VRAM La memoria VRAM o RAM de vídeo es la utilizada por las tarjetas gráficas para escribir en ellas la información que se visualiza en el monitor. La tarjeta de vídeo o tarjeta gráfica es un periférico de los denominados memory mapped, es decir, el procesador escribe en una determinada zona de memoria y la tarjeta de video lee esos datos en la misma zona de memoria. Por tanto, se puede producir el caso en el que el procesador y tarjeta de vídeo intenten Chips de memoria VRAM acceder a la memoria de vídeo al mismo tiempo. Por este motivo, las memorias VRAM se diseñan con un doble puerto o doble acceso que permite al controlador de vídeo y al procesador acceder al mismo tiempo a la memoria. Ilustración 3.7. Vista de los chips de memoria VRAM en una tarjeta de vídeo.

Esta memoria suele venir incorporada en la controladora de vídeo y en la mayoría de los casos es ampliable. En las tarjetas de vídeo antiguas que no soportaban texturas ni gráficos en 3D, la ampliación suele realizarse mediante chips de memoria que se insertan en los zócalos que llevan las controladoras, en las actuales placas, la ampliación se realiza mediante módulos especiales que se insertan en unas ranuras o slots de la tarjeta controladora. 90

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3.3 SIMMS Y DIMMS Es el nombre que reciben los circuitos impresos o tarjetas de memoria en forma de plaquitas alargadas, en las que se han montado los chips de memoria. Estas plaquitas disponen de una hilera de conexiones que se acoplan al ordenador a través de los slots de memoria correspondientes. Se caracterizan además por el número de bits que pueden leer o escribir en una única operación de lectura o escritura. •

•

SIMMs: Single In-line Memory Module, son módulos con 30 ó 72 contactos. Los de 30 contactos tienen un bus de datos de 8 bits, por lo que en un 386 ó 486, que tiene un bus de datos de 32 bits necesitamos usarlos de 4 en 4 módulos iguales, es muy importante que todos los módulos de un mismo banco sean idénticos. Miden unos 8,5 cm (30 c.) ó 10,5 cm (72 c.) y sus zócalos suelen ser de color blanco. Los SIMMs de 72 contactos, más modernos, tienen un bus de datos de 32 bits, por lo que se usan de 1 en 1 en los 486; en los Pentium se haría de 2 en 2 módulos (iguales), porque el bus de datos de los Pentium es el doble (64 bits). DIMMs: más alargados (unos 13 cm), con 168 contactos y en zócalos generalmente negros. Son de 64 bits, por lo que pueden usarse de 1 en 1 en los Pentium y Pentium II. Se fabrican módulos para voltaje estándar (5 voltios) o reducido (3.3 V).

También existen otro tipo de módulos llamados SIP semejantes a los SIMM, pero con unos terminales cobre fino soldados en los contactos del circuito impreso, dando sensación de fragilidad. Estos módulos dejaron de utilizarse hace tiempo, aunque en algunos ordenadores de marca aún utilizan este sistema para parte o toda su memoria. Los módulos de memoria tienen la ventaja de que son extraíbles y fácilmente intercambiables, permitiendo las actualizaciones y ampliaciones necesarias en los sistemas. Generalmente tienen algún sistema de enclavamiento mecánico que asegura la correcta posición de los contactos eléctricos (excepto los módulos ZIP que sólo van pinchados en el zócalo), así como la fijación adecuada quedando inmovilizados y evitando de esta forma que se salgan fácilmente de su posición.

91

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4 Dispositivos de almacenamiento de datos 4.1 Discos Flexibles 4.1.1 Principio de funcionamiento

4.1.1.1

Principios físicos

El principio de funcionamiento es el mismo que el utilizado en las cintas de audio y vídeo. Se utiliza un material que servirá de substrato base con las propiedades mecánicas de rigidez, flexibilidad, resistencia a la tracción, etc.. deseado. Puede ser algún tipo de plástico para los casos de cintas de audio, vídeo y para los discos flexibles. Sobre este substrato se deposita y adhiere una capa muy fina de material ferromagnético en forma de filamentos muy finos que serán los que guarden la información en forma de magnetismo remanente. Este tipo de dispositivos necesita para leer y escribir la información de una cabeza magnética. En las operaciones de escritura esta cabeza magnética es regida por una pequeña corriente eléctrica con la información que se desea grabar. Se sitúa la cabeza en contacto a la superficie magnética Ilustración 4.1. Disquetera de 3 ½’’ sin la tapa del soporte, y el paso de la corriente superior eléctrica por el solenoide genera un campo magnético capaz de imantar las partículas magnéticas que se encuentren en la proximidad de la cabeza. En las operaciones de lectura, la cabeza será sensible a los campos magnéticos remanentes que se han grabado en el soporte, generando una pequeña corriente eléctrica que tras una adecuada amplificación se utilizará para restaurar la información que previamente se guardó en la operación de escritura. Una vez finalizada la operación de lectura los filamentos magnéticas influidas por la cabeza guardarán un campo magnético residual que se utilizará para recuperar la información en las operaciones de lectura. En las operaciones de lectura estos campos magnéticos se traducen como niveles lógicos, o lo que denominamos generalmente bits, por los circuitos electrónicos que incorporan estos dispositivos. Todos estos procesos se basan en los siguientes principios físicos electromagnéticos: a) Al circular una corriente eléctrica por un conductor, genera a su alrededor un campo magnético proporcional a dicha corriente, y perpendicular al conductor. b) Al situar un conductor en el seno de un campo magnético variable, se induce una corriente en dicho conductor proporcional a la variación de dicho campo magnético. El primer principio es el que siguen las operaciones de escritura, basta situar la cabeza en el lugar del soporte deseado y se producirá la escritura. El segundo principio es el que siguen las operaciones de lectura, en este caso no basta sólo con situar la cabeza encima del lugar de lectura elegido, sino que es necesario que exista un movimiento constante durante esa operación, ya que en caso contrario no 92

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habrá variación de flujo magnético aunque la imantación remanente sea muy fuerte, la cabeza captará un campo magnético constante incapaz de generar ninguna corriente. Para hacer más eficiente el sistema de escritura, sólo se modifica la orientación magnética de las partículas a las que corresponde un 1, dejando sin modificación las que deben almacenar un 0. Previamente a la escritura se habrán orientado todas las partículas en una misma dirección, es decir se habrán puesto a cero (Formateo de un disco). De todo lo explicado, se deduce que para poder escribir o grabar un dato deberá haber un movimiento relativo del soporte respecto de la cabeza por dos motivos: a) Hay que situar la cabeza en el lugar adecuado. b) Hay que realizar las operaciones de lectura durante un movimiento constante. En los casos de las grabadoras/reproductoras de audio y vídeo, el procedimiento que se ha seguido es simplemente mover el soporte (la cinta) manteniendo la cabeza fija en su posición. En el caso de las cabezas de audio esto es estrictamente cierto, en el caso de las cabezas de vídeo, además se produce un movimiento de la cabeza de forma transversal o helicoidal a la dirección de la cinta. En el caso de los discos flexibles, el soporte magnético (disco) realiza un movimiento de rotación sobre su propio eje, mientras que la cabeza magnética se desliza transversalmente por la superficie del disco. De este modo, la combinación de ambos movimientos, permite realizar una primera distribución de la información en el soporte a base de pistas concéntricas ( a diferencia de lo que sucede en un disco de vinilo o CD, en los cuales la información se encuentra en una única pista (en forma de espiral) que envuelve toda la superficie del disco). Cada paso de la cabeza supondrá la lectura o escritura en una nueva pista, por tanto, el tamaño de la cabeza de lectura/escritura determinará el número de pistas máximas en un soporte determinado. A menor tamaño de la cabeza, mayor será el número de pistas que se puedan generar y por tanto, también será mayor la información que podrá grabarse en dicho soporte.

4.1.1.2

Posicionamiento de la cabeza

Vista la necesidad del movimiento de la cabeza para alejarse o acercarse al eje del disco, se ha solucionado con el mismo procedimiento que el utilizado con los discos de vinilo, es decir con un brazo móvil que sujeta la cabeza. La diferencia estriba en que en el disco de vinilo, el brazo realiza un desplazamiento siempre tangencial a la pista leída y en los discos flexibles, el desplazamiento es siempre Ilustración 4.2. Arrastre de la cabeza perpendicular a las mismas. Dicho brazo es dirigido por los circuitos electrónicos de la unidad de lectura/escritura, y utiliza motores “paso a paso” para el posicionamiento en la pista deseada.

4.1.1.3

Distancia entre la cabeza y el soporte magnético

93

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En un disco flexible, la velocidad es relativamente baja, la cabeza grande y robusta y la superficie del disco de un material plástico, por tanto, en este caso, la cabeza de lectura escritura se apoya directamente sobre la superficie del disco, aunque esto provoca que la vida útil de un disco sea más bien corta y el desgaste de las cabezas grandes si se utiliza con mucha asiduidad.

Ilustración 4.3. Detalles de la mecánica de una disquetera

4.1.1.4

Estructura física: pistas y sectores

Como se comentó anteriormente, la superficie del disco se distribuye en pistas concéntricas que son recorridas por la cabeza de lectura/escritura, pero esta no es la única división que se realiza, cada pista es dividida a su vez en sectores, donde realmente se almacena la información. Todas las pistas tienen la misma cantidad de sectores y todos los sectores almacenan la misma cantidad de datos, 512 bytes. Si tenemos en cuenta que las pistas interiores son mas pequeñas que las exteriores, es fácil deducir, que en las pistas interiores la información estará mas agrupada que en las exteriores y por tanto hay más posibilidad de error.

4.1.1.5

Tamaño del disco flexible y capacidad

Actualmente los discos flexibles utilizados tienen un tamaño de 3 ½”, pero los antecesores de estos tenían un tamaño de 5 ¼” . A continuación se muestra una tabla con las capacidades y tamaño de los discos que se pueden encontrar. Capacidad Tamaño Pistas Sectores/pista Sectores /disco 360KB 5 ¼” 40 9 720 1,2MB 5 ¼” 80 15 2400 720KB (DD) 3 ½” 80 9 1440 1,44MB (HD) 3 ½” 80 18 2880 2,88MB (ED) 3 ½” 80 36 5760 Tabla 4-1

DD: Doble densidad. HD: Alta densidad. ED: Densidad mejorad.

94

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La velocidad de transferencia actual de un disco flexible de 1,44MB viene a ser de unos 500KB/segundo. Para calcular la capacidad de un disco flexible se utiliza la siguiente fórmula: “Capacidad = 2 caras x Número de pistas x Número de sectores por pista x 512 bytes por sector”.

4.1.2 Estructura lógica de un disco flexible Cuando compramos un disco flexible, el fabricante normalmente se ha encargado de realizar un primer Formateo del disco, pero en el caso de los discos más baratos no vienen formateados, y será misión nuestra realizar un formateo del disco antes de grabar datos, ya que de lo contrario el ordenador nos dará un error de disco y no nos permitirá utilizarlo. Para Formatear un disco flexible podemos utilizar el comando “FORMAT” del MS-DOS, o realizarlo desde el “explorador de Windows” . Estas dos operaciones se encargan de establecer una estructura lógica en el disco a nivel de pistas y sectores, además de agrupar los sectores en otros de mayor tamaño llamados clusters. La estructura lógica generada con los comandos anteriores utilizan una forma de ordenación de los ficheros que se distribuyen en directorios, es el llamado sistema de ficheros. Los elementos de que consta esta estructura son: sector de arranque, “FAT”, “directorio raíz” y área de datos.

4.1.2.1

Sector de arranque

En el primer sector de la pista cero, también denominado sector lógico cero encontraremos el Boot sector o sector de arranque en el que se guarda la información mínima necesaria para iniciar el sistema operativo de forma que el ordenador arranque, además de información sobre el disco como el número de bytes por sector y el numero de sectores por cluster. Como sólo disponemos de un sector para el arranque del ordenador, el programa de arranque está limitado a 512 bytes, por tanto, además de este programa de arranque es necesario que el disco contenga los denominados archivos del sistema que normalmente están ocultos y protegidos contra escritura, estos ficheros son, el IO.SYS y el MSDOS.SYS. Para poder controlar el ordenador tras el arranque también es necesario incluir un intérprete de comandos que nos permita trabajar, este intérprete se encuentra en el fichero COMMAND.COM. Para cargar estos ficheros en el disco duro o flexible correspondiente, no sirve el realizar una copia desde otro disco que contenga estos ficheros, deberemos realizar una de las siguientes operaciones: •

Formatear con la opción /S: C:\>FORMAT A: /s

•

Ejecutar el comando “SYS” del sistema operativo: SYS C: A:

•

Desde Windows , Formatear el disco manteniendo activa la opción “copiar archivos del sistema” o “copiar sólo archivos del sistema”. La primera opción es equivalente a Formatear con la opción /s y la segunda opción es equivalente a ejecutar el comando “SYS”.

4.1.2.2

FAT

A continuación del “Boot sector” y ocupando un número variable de sectores contiguos, encontramos la “FAT” (File Allocation Table) que es la tabla de localización de ficheros. Esta tabla se encuentra duplicada por motivos de seguridad, y en ella existe una entrada por cada cluster (agrupación de bits que hace el sistema operativo) del disco. La longitud de la “FAT” es variable dependiendo de la capacidad del disco y 95

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podemos encontrarnos “FAT” de 12 bits, 16 bits y las actuales para discos duros de 32 bits. Cuando se graba un nuevo fichero en el disco , se escribe su nombre y atributos en el “directorio raíz”, que es otra estructura que se encuentra justo a continuación de la “FAT” y que comentaremos más adelante, esta información puede verse desde el “explorador de Windows” , o con el comando “Dir” del MSDOS. Además, desde el “directorio raíz” se apunta a una dirección dentro de la “FAT”, esta dirección de la “FAT” tiene información sobre el lugar exacto en el disco de la localización del primer cluster asignado a este fichero donde se comenzará a leer o escribir. Como un fichero utiliza mas de un cluster, y estos cluster no tienen por que encontrarse en lugares consecutivos, también se indica en las siguientes direcciones de la “FAT” la posición del resto de clusters que componen el archivo. Para saber cuando se termina un fichero, se reserva un código hexadecimal concreto para indicar que ya no hay más cluster asignados al archivo en cuestión. En esta tabla también se indican otras condiciones como cluster no utilizado, cluster reservado o cluster dañado. FAT 12 bits

FAT 16 bits

0

0

Cluster no utilizado

FF0-FF6H

FFF0-FFF6H

Cluster reservado

FF7H

FFF7H

Cluster dañado

FF8-FFFH

FFF8FFFFH

Último Cluster de un fichero

Otros valores

Significado

Siguiente cluster de un fichero Tabla 4-2

4.1.2.3

Directorio raíz

Inmediatamente después de la “FAT” encontramos el “root” o raíz, que contiene información sobre los nombres de los ficheros y directorios que se encuentran en el raíz del disco duro o flexible, su extensión, la fecha y hora de creación o modificación del fichero y la dirección inicial de cada fichero concreto en la “FAT”. El número de entradas correspondientes a esta estructura es limitada y depende del tamaño del disco, esto limita el número de carpetas o ficheros que se pueden encontrar en el raíz de un disco. Tipo de disco

Capacidad Nº de sectores que ocupa el directorio raíz Nº de entradas del directorio raíz

Disquete de 5 ¼ “

360 KB

7

112

1,2 MB

14

224

Disquete de 3 ½ “

720 KB

7

112

1,44 MB

14

224

>32

>512

Discos duros

Tabla 4-3

La información correspondiente al resto de ficheros se encontrará distribuida por la zona de datos, siendo el único límite del número de ficheros en el disco, la capacidad física del mismo. Cada una de las entradas del “directorio raíz” ocupa 32 bytes y su contenido es el siguiente:

96

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Desplazamiento

Descripción

Tamaño en bytes

Formato

00H

Nombre del fichero

8

ASCII

08H

Extensión

3

ASCII

0BH

Atributos

1

Codificado en bits

0CH

Reservado

10

Ceros, no se utiliza

16H

Hora

2

Palabra, codificado

18H

Fecha

2

Palabra, Codificado

1AH

Direcc. Cluster inicial

2

Palabra

1CH

Tamaño del fichero

4

Entero

Tabla 4-4

Cuando se borra un fichero, el DOS cambia el primer carácter del nombre del fichero por el código E5H (229) para indicar que el espacio utilizado por este fichero puede ser reutilizado por otro nuevo, pero no borra la información del mismo. Por tanto, este fichero puede ser recuperado, siempre que ningún otro haya sobrescrito el área o parte del área utilizada por el mismo, simplemente restituyendo este primer carácter del nombre del fichero en la entrada del directorio correspondiente. Para realizar esta operación automáticamente, el MSDOS (últimas versiones hasta 6.22) dispone del comando “UNDELETE” que nos pedirá el primer carácter del fichero para poder restaurarlo. También existen utilidades de recuperación de ficheros borrados en Windows , este es el caso de las “Utilidades Norton”.

4.1.2.4

Área de datos

Seguidamente al “directorio raíz” y hasta el último sector del disco se encuentran todos los demás sectores del disco dispuestos para su utilización por el contenido de los ficheros y subdirectorios. Cabe decir, que cuando un disco se formatea con la opción rápido (/Q en MSDOS ), no se borran los datos correspondientes a esta área, simplemente se borran las entradas del “directorio raíz” y de la “FAT”, por tanto, en este caso es posible la reconstrucción del disco mediante el comando UNFORMAT del MS-DOS.

4.1.3 Forma física del disco flexible de 3 ½” El disco flexible es una superficie circular con partículas magnéticas a la que se le ha fijado en su centro una pieza metálica también circular, esta pieza metálica tiene la misión se encajar en el eje del motor de la disquetera y hacer girar a todo el conjunto. Este disco viene protegido mediante una carcasa de plástico, con un cierre metálico deslizante de protección. Los antiguos discos de 5 ¼ “ no disponían de cierre metálico. Al insertar el disco en la disquetera, se desliza el cierre metálico de 97

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protección, para permitir el acceso de la cabeza magnética a la superficie del disco. La carcasa de plástico de los discos flexibles, incorporan una protección de datos, se trata de una pestaña situada en la parte inferior derecha. Cuando la pestaña cierra esta abertura, el disco puede ser escrito o leído indistintamente, pero cuando la pestaña libera esta abertura, el disco solo podrá realizar operaciones de lectura, dando un error cuando se intenta escribir en él.

Ilustración 4.4. Disco de 3 1/2

En la zona inferior izquierda de la carcasa del disco suele encontrarse otra abertura idéntica a la anterior, pero sin la pestaña de cierre. Esta abertura es característica del tipo “HD”. Los discos del tipo “DD” no incorporan esta abertura.

4.1.4 El cable de datos Se utiliza un mismo cable plano de datos de 34 hilos para las unidades A y B de discos flexibles. Se trata de un mazo de cable plano que tiene normalmente 3 conectores (5 si está preparada para también para unidades de 5 ¼” que utiliza conectores de tarjeta distintos a los utilizados en las unidades de 3 ½”), uno se conectará en la placa base y los otros dos a las dos disqueteras del ordenador. El cable sale plano del conector de la placa base se prolonga de esta forma hasta el siguiente conector situado en la zona intermedia de la longitud total del cable. Entre este segundo conector y el Ilustración 4.5. Mazo de cables BUS de datos tercero situado en el otro extremo el cable sufre una deformación o cruce de las líneas 10 - 16, de tal modo que se cambia el orden de los mismos al llegar al extremo, tomando una forma característica como la mostrada en la figura. El conector de este cable que utilicemos para gestionar los datos de la disquetera determinará que la misma sea reconocida por el sistema como unidad A o B. El conector intermedio se utiliza para la unidad de disco B, y el conector del extremo para la unidad de disco A.

4.1.5 Diagnósticos

4.1.5.1

“ScanDisk”

El programa “ScanDisk” es una herramienta que se utiliza para reparar posibles errores lógicos que se puedan producir en los discos flexibles. Nos referimos a errores lógicos, aquellos que se pueden producir en la estructura lógica del disco, es decir, errores en el sector de arranque, “FAT”, “directorio raíz”, archivos con vínculos cruzados, y pérdidas de asignaciones en cadenas de ficheros o fragmentos de ficheros perdidos. Si el problema es físico (errores de superficie), por ejemplo, un roce de las cabezas con el disco, lo único que puede hacer el “ScanDisk” es marcar los sectores 98

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afectados como sectores dañados o defectuosos para que estos no vuelvan a ser utilizados. Se trata de una herramienta muy útil para el diagnóstico y reparación de discos. Cuando el “ScanDisk” detecta errores físicos, intenta cambiar la información a otros sectores que estén en buen estado, en este caso, necesita un espacio libre suficiente en la misma unidad en la que se está realizando la reparación, éste es quizás, el mayor problema que plantea el “ScanDisk” para poder reparar los sectores dañados. Esta utilidad se localiza en la “carpeta de Accesorios”, “Herramientas del sistema”.

Ilustración 4.6

Como se aprecia a primera vista, nos plantea dos opciones de diagnóstico: • Estándar. Esta opción realiza un análisis básico de la unidad seleccionada, buscando sólo errores en archivos y carpe-tas, no comprueba las zonas del sistema. • Completa. En este caso el análisis es muy completo, permitiéndonos, a través del botón de opciones configurar las funciones de análisis.

Ilustración 4.7

•

“Reparar errores automática-mente”. Esta opción está indicada para los usuarios iniciados, en el caso de usuarios avanzados, es conveniente no

99

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•

seleccionar esta opción y decidir en cada momento lo que se debe hacer con cada error detectado. Por último, también dispone de opciones Avanzadas que permite a los usuarios avanzados realizar la configuración del análisis a realizar.

Ilustración 4.8

4.1.5.2 • • • •

Análisis básico

Iniciar “ScanDisk” . Seleccionar la unidad que contiene los archivos y las carpetas que desea comprobar. En “Tipo de prueba”, seleccionar Estándar. Por último pulsar en Iniciar.

4.1.5.3

Diagnóstico al iniciar el equipo

Cuando se produce un error durante una sesión de Windows 98 y se bloquea el ordenador, al reiniciar el equipo y de forma automática, se ejecuta el “ScanDisk” para detectar y solucionar cualquier problema que se haya podido producir en la estructura lógica del disco. Aún así, nosotros podemos configurar el sistema para que cuando se inicie Windows se analice una o más unidades de disco. La forma de realizarlo es la siguiente: 1. Instalar el “ScanDisk” en la ““carpeta de Inicio””. 2. En la “carpeta de Inicio”, hacer clic con el botón secundario del ratón sobre “ScanDisk” y seleccionar Propiedades. 3. En la ficha “Acceso directo”, escriba uno o más de los parámetros siguientes tras el texto que aparece en Destino:

Ilustración 4.9

100

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Escriba x: (sustituya la x por la letra de la unidad) /a /n /p

Para Especificar la unidad que se desea comprobar. Comprobar todos los discos duros locales. Iniciar y salir de “ScanDisk” automáticamente. Evitar que “ScanDisk” corrija los errores que encuentre. Tabla 4-5

Notas • Para comprobar la unidad D: e iniciar y salir de “ScanDisk” automáticamente, en Destino, escriba: c:\Windows \scandskw.exe d: /n

•

Para comprobar todos los discos duros pero evitar que “ScanDisk” corrija los errores que encuentre, en Destino, escriba: c:\Windows /a /p

\scandskw.exe

Al finalizar el diagnóstico estándar aparecerá la siguiente ventana de información.

Ilustración 4.10

4.1.6 Instalación/Sustitución de una disquetera para discos flexibles 1º Desconecta el ordenador de la red eléctrica. 2º Abre la carcasa del ordenador. 3º Desatornilla los tornillos de fijación de la disquetera con el chasis de la caja. 4º Retira los conectores de alimentación y de datos que se encuentran conectados a la disquetera antigua.

Ilustración 4.11. Detalle de los cables de conexión de una disquetera

5º En el caso de la instalación en un ordenador nuevo: Localiza el conector de datos en la placa base. Conecta el mazo plano de cables en el conector de la placa base haciendo coincidir el cable 1º (marcado de color rojo o negro) con la muesca 1 del conector de la placa base. Se conectará el conector del mazo situado en el extremo que no tiene hecho el relevo de datos (irregularidad), es decir el

101

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extremo al que llegan todos los cables de forma plana en el mismo orden de conexión al conector. 6º Conecta el otro extremo del mazo da cables de datos al conector de la disquetera. En el caso de una sustitución conéctalo en la misma posición en la que se encontraba en la disquetera antigua. 7º Conecta el cable de alimentación a la disquetera, este conector de alimentación es de formato pequeño (observa los conectores de alimentación y verás que hay de dos tamaños).

Ilustración 4.12. Conectores de alimentación y BUS de datos de una disquetera

8º Fija la disquetera a la carcasa utilizando los tornillos de fijación que tenía la disquetera antigua. En el caso de una disquetera nueva, deberás conseguir los tornillos de fijación al adquirir la disquetera. 9º Cierra la carcasa, y conecta el ordenador a la red. 10º Arranca el ordenador y comprueba que la nueva disquetera funciona bien. En caso de un mal funcionamiento de la nueva disquetera revisa el apartado de averías en las disqueteras para discos flexibles.

4.1.7 Averías en una disquetera para discos flexibles. Después de la instalación, si no arranca el ordenador, lo más probable es que se haya movido alguna de las placa situadas en los slots de expansión, o algún conector. Revisa los posibles contactos móviles del ordenador. Si no encuentras el error de forma visual, es conveniente reafirmar todos los conectores en su posición, o mejor aún sacar las placas y conectores y volver a conectarlos.

Ilustración 4.13. Frontal de una disquetera

Las averías más usuales en estos dispositivos son: 1. El LED indicador de la disquetera no se apaga: La causa más probable es que el cable de datos se haya conectado con las conexiones cambiadas, es decir, el 102

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cable 1 en la conexión 34 y viceversa, o que alguno de los conectores no se haya insertado correctamente. Reafirma las conexiones del mazo de cable de datos. 2. El LED indicador de la disquetera no se enciende nunca: La causa más probable es la falta de alimentación en la disquetera, seguramente por una mala conexión del cable de alimentación. Tendrás que comprobar y reafirmar el conector de alimentación. Si la avería persiste, comprueba que llega voltaje al terminal de alimentación. También puede ser a causa de no haber conectado el cable de datos. 3. Tras cambiar una disquetera, el ordenador no reconoce el cambio de disco: Lo más probable es que el mazo del cable de datos esté mal. Lo más recomendable es su sustitución por uno nuevo. 4. La disquetera es nueva y recién instalada pero no reacciona a ninguna operación: Puede ser que esté configurada para un ordenador distinto del PC. En estos casos suelen traer un jumper en la zona trasera para determinar el tipo de ordenador en el que funcionará. Si es así, bastará con que cambies la posición de este jumper. 5. La disquetera tiene errores de lectura/escritura que se van haciendo más frecuentes a medida que pasa el tiempo: Este es un síntoma inequívoco de que las cabezas están sucias. La solución será pasarles un disco limpiacabezas o realizar la limpieza manual. 6. No reconoce la disquetera: Puede ser que el error esté en la BIOS . En la pantalla Standard Cmos Setup, en la opción Drive A: tendrá que estar instalada la configuración para nuestra disquetera. Si se ha revisado todo y a pesar de ello no se encuentra la razón del mal funcionamiento, siempre es posible que la disquetera se haya estropeado, y la solución sea la de sustituir la disquetera. Si no lee los datos de un disco o discos determinados, mientras que si que lee bien el resto de discos, es posible que el error lo tengan dichos discos, para diagnosticar este fallo se utiliza el “ScanDisk” .

Ilustración 4.14. Disquetera sin la tapa inferior

4.1.8 Mantenimiento de discos flexibles. Nunca debe colocarse un disco flexible al lado de una fuente magnética como por ejemplo un altavoz, ya que se destruirían los datos. También les perjudica la humedad, y el calor excesivo. Hay que tener presente que estos discos son bastantes delicados y como medida de precaución deberíamos llevarlos siempre protegidos en una caja de plástico de las que venden expresamente para transportar y guardar estos discos.

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4.2 Discos duros 4.2.1 Principio de funcionamiento El principio de funcionamiento es el mismo que el utilizado en las cintas de audio y vídeo. Se utiliza un material que servirá de substrato base con las propiedades mecánicas de rigidez, flexibilidad, resistencia a la tracción, etc.. deseado. Puede ser algún tipo de plástico para los casos de cintas de audio, vídeo y para los discos flexibles, y en al caso concreto de los discos duros se trata de una aleación de aluminio, que les proporcionará la rigidez adecuada con peso aceptable. Sobre este substrato de deposita y adhiere una capa muy fina de material ferromagnético en forma de gránulos muy finos que serán los que guarden la información en forma de magnetismo remanente. Este tipo de dispositivos necesita para leer y escribir la información de una cabeza magnética. En las operaciones de escritura esta cabeza magnética es regida por una pequeña corriente eléctrica con la información que se desea grabar. Se sitúa la cabeza muy próxima a la superficie magnética del soporte, y el paso de la corriente eléctrica por el solenoide genera un campo magnético capaz de imantar las partículas magnéticas que se encuentren en la proximidad de la cabeza. Una vez Ilustración 4.15. Destalle del disco y la cabeza finalizada la operación de lectura las de un disco duro partículas magnéticas influidas por la cabeza guardarán un campo magnético residual que se utilizará para recuperar la información en las operaciones de lectura. Estos campos magnéticos podrán luego ser decodificados como niveles lógicos o lo que llamamos generalmente bits por los circuitos electrónicos que incorporan estos dispositivos. En las operaciones de lectura, la cabeza será sensible a los campos magnéticos remanentes que se han grabado en el soporte, generando una pequeña corriente eléctrica que tras una adecuada amplificación se utilizará para restaurar la información que previamente se guardó en la operación de escritura. Todos estos procesos se basan en los siguientes principios físicos electromagnéticos: a) Al circular una corriente eléctrica por un conductor, genera a su alrededor un campo magnético proporcional a dicha corriente, y perpendicular al conductor. b) Al situar un conductor en el seno de campo magnético variable, se induce una corriente en dicho conductor proporcional a la variación de dicho campo magnético. El primer principio es el que siguen las operaciones de escritura, basta situar la cabeza en el lugar del soporte deseado y se producirá la escritura. El segundo principio es el que siguen las operaciones de lectura, en este caso no basta sólo con situar la cabeza encima del lugar de lectura elegido, sino que es necesario que exista un movimiento constante durante esa operación, ya que en caso contrario no habrá variación de flujo magnético, es decir aunque la imantación remanente sea muy fuerte, si la cabeza se sitúa estáticamente encima no se inducirá corriente en el 104

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solenoide, ya que no habrá la imprescindible variación de flujo, la cabeza captará un campo magnético constante incapaz de generar ninguna corriente. De todo esto se deduce que deberá haber un movimiento relativo del soporte respecto de la cabeza por dos motivos: c) Hay que situar la cabeza en el lugar adecuado. d) Hay que realizar las operaciones de lectura durante un movimiento constante. En los casos de las grabadoras/reproductoras de audio y vídeo, el procedimiento que se ha seguido es simplemente mover el soporte (la cinta) manteniendo la cabeza fija en su posición. En el caso de las cabezas de audio esto es estrictamente cierto, en el caso de las cabezas de vídeo, además se produce un movimiento de estas de forma transversal a la dirección de la cinta. En el caso de los discos flexibles y discos duros se produce el movimiento del soporte Ilustración 4.16. Vista del interior de un disco duro respecto a la cabeza, para asegurar las operaciones de lectura y escritura; pero al ser un movimiento circular alrededor del eje del disco, la cabeza gira siempre sobre la misma pista, es decir si no tiene posibilidad de movimiento, siempre girará en un circulo a la misma distancia del centro, no pudiendo acceder a los datos en el resto de la superficie del disco. Vista la necesidad del movimiento de la cabeza para alejarse o acercarse al eje del disco, se ha solucionado con el mismo procedimiento que el utilizado con los discos de vinilo, es decir con un brazo móvil que sujeta la cabeza. Dicho brazo es dirigido por los circuitos electrónicos de la unidad de lectura/escritura, y utiliza sistemas muy sofisticados para el posicionamiento en la pista deseada. Hasta ahora hemos determinado los materiales del Ilustración 4.17. Detalle de la mecánica del brazo soporte, la constitución de la cabeza, y la forma del movimiento del disco y la cabeza. Pero... ¿A qué distancia debe estar la cabeza del soporte?. Si se sitúan demasiado lejos, exigirá que la cabeza proporcione campos magnéticos muy grandes, con lo que la zona del soporte afectada por estos campos será en general también grande. Si se ponen demasiado cerca se corre el riesgo de que la

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cabeza roce con el soporte, y dado el movimiento del soporte, la cabeza podría desprender virutas del soporte dejándolo inservible. La solución es lo más cerca posible que permita la tecnología, sin riesgo de que rocen la cabeza y el soporte. Cuanto más cerca estén el soporte y la cabeza, más débil puede ser la corriente eléctrica y por tanto los campos magnéticos utilizados, esto ante todo nos permitirá la mayor densidad de datos que es lo que se busca. En el caso de un disco duro, los discos giran a unas 7000 r.p.m., y la distancia entre la cabeza y el disco es del orden de una micra o menor. ¿Qué ocurriría si una partícula de polvo que se encuentre en el ambiente se posara sobre el disco?. Irremediablemente en algún momento la cabeza pasará por encima de esta partícula, en este momento la partícula será arrastrada por la cabeza ya que su tamaño será mayor que la distancia de la cabeza al disco, con el consiguiente riesgo que se raye el disco, produciendo el desgarro de una parte de la superficie. Para evitar este problema los discos duros vienen dentro de una caja blindada herméticamente, con el fin de aislarlos de las partículas de polvo del exterior. Por esta razón no se debe abrir un disco duro, en caso de reparación debe hacerse en un lugar esterilizado preparado a propósito para este fin. En los discos duros al encender el equipo, el tanden de discos que componen el disco duro empiezan a girar solidariamente al eje, a una velocidad de entre 3600 a 10000 revoluciones por minuto y permanece girando hasta que apagamos el equipo. En equipos portátiles es necesario ahorrar el máximo de energía para que las baterías duren más, por esta razón suelen disponer de un modo de reposo, haciendo que pare el giro del disco cuando el sistema no ha Ilustración 4.18. Detale donde se puede apreciar el tanden de realizado ninguna petición discos de datos durante un cierto tiempo. En equipos portátiles es necesario ahorrar el máximo de energía para que las baterías duren más, por esta razón suelen disponer de un modo de reposo, haciendo que pare el giro del disco cuando el sistema no ha realizado ninguna petición de datos durante un cierto tiempo. Para hacer más eficiente el sistema de escritura, sólo se modifica la orientación magnética de las partículas a las que corresponde un 1, dejando sin modificación las que deben almacenar un 0. Previamente a la escritura se habrán orientado todas las partículas en una misma dirección, es decir se habrán puesto a cero. Los discos duros modernos utilizan cabezas de efecto magneto-resistivo, se basan en la propiedad de determinados metales de cambiar su resistencia al ser sometidos a un campo magnético. Porque permite una mayor densidad superficial de datos y porque es más sencilla la eliminación de posibles errores en el filtrado de la señal que proporciona.

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4.2.2 Estructura de la información en un disco Se utiliza una forma de ordenación de los ficheros que se distribuyen en directorios: es el llamado sistema de ficheros. • •

Para MSDOS este sistema de ficheros se llama “FAT” Para Windows 95 es “VFAT”. En el caso de MSDOS encontraremos el “Boot” o sector de arranque en el que se guarda la información mínima necesaria para llamar al sistema operativo y que el sistema arranque, además de información sobre el disco como el numero de bytes por sector y el numero de sectores por cluster. El “Boot” se almacena en el primer sector del disco. A continuación del Boot encontramos la “FAT” (File Allocation Table) que es la tabla de localización de ficheros. Esta tabla se encuentra duplicada por motivos de seguridad, y en ella existe una entrada por cada cluster del disco. Cuando se graba un nuevo fichero en el disco , se escribe su nombre y atributos en el directorio raíz, esta información puede verse desde el “explorador de Windows” , o con el comando “Dir” del MSDOS. Además se apunta a una dirección dentro de la “FAT”, esta dirección de la “FAT” tiene información sobre el lugar exacto en el disco de la localización del primer sector asignado a este fichero donde se comenzará a escribir, como un fichero utiliza más de un sector, y estos sectores no se encuentran en lugares consecutivos, también se indica en la “FAT” la posición del siguiente sector, así hasta completar todos los sectores. En realidad la “FAT” es un espejo de los sectores del disco, contiene un registro para cada sector, en este se escribe la información necesaria sobre dicho sector, por ejemplo si un sector está dañado y no se puede utilizar, se escribe la información adecuada en su registro de la “FAT”, con lo que este sector no se volverá a utilizar, evitando la perdida de datos que supondría ignorar esta información. Además cada registro tiene la dirección del siguiente sector del disco en el que continúa el fichero actual, y además en el caso de que el sector sea el último que utiliza un fichero, tendrá escrito en el registro dicho dato, con lo cual el sistema sabrá que ha acabado el acceso a disco y se ha completado la lectura del fichero. Inmediatamente después de la “FAT” encontramos el “root” o raíz, que contiene información sobre los nombres de los ficheros, su extensión y la dirección inicial de cada fichero concreto en la “FAT”. Seguidamente se encuentran todos los demás sectores del disco dispuestos para su utilización.

4.2.2.1

Particiones en un disco duro

Cuando adquirimos un disco duro, el distribuidor nos suministra un disco duro que sólo se ha formateado a bajo nivel. Esto quiere decir que el fabricante le ha dado un formato en el que se han definido las pistas y el tamaño del sector, y se han marcado los sectores defectuosos, es decir, la estructura más básica caracteriza la unidad. Sin embargo, antes de poder trabajar con el disco hemos de definir una o varias particiones, dependiendo del sistema operativo que utilicemos y de la capacidad del disco duro. Si el sistema operativo que tenemos es MSDOS o Windows 95 y nuestro disco duro supera la capacidad de 2GB será recomendable hacer una partición, si nuestro sistema de ficheros es “FAT 16” ya que con este sistema solo se puede direccionar un máximo de 2GB.

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El sistema Windows 98 puede incorporar un sistema de ficheros “FAT 32””, lo que amplia el tamaño de la partición hasta los 2 Terabytes, y reduce el tamaño de los cluster de forma que no se desperdicie espacio en los pequeños ficheros. No olvidemos que si queremos guardar un archivo de 100 bits, lo hará utilizando un cluster, es decir ocupará un tamaño real en el disco de 2048 bytes

4.2.3 Buses de conexión discos duros

4.2.3.1

IDE

El bus IDE está basado en el estándar de normas “ATA”, por esta razón en algunos documentos técnicos se les denomina así. Es el más utilizado en los PCs ya que incorporan dicho interfaz en las placas bases, además los discos duros que utilizan este interfaz son más baratos haciendo que ante esta valoración económica los usuarios se decanten mayoritariamente por esta opción. Que en realidad es la que tiene una mejor relación calidad/precio. El bus IDE provee de 1 canal, en este canal se podían conectar dos dispositivos al ordenador, normalmente un disco duro y un CD-ROM, a uno de estos dispositivos se le denomina maestro o máster , y al otro esclavo o Slave. El estándar IDE fue ampliado en la norma ATA-2 y cambió su nombre por el de EIDE (Enhanced IDE o IDE mejorado). El bus EIDE provee dos canales IDE un llamado primario y otro llamado secundario. Con esto se pueden conectar hasta 4 dispositivos (que cumplan las normas de conectores ATAPI) al ordenador: • Primario maestro • Primario esclavo • Secundario maestro • Secundario esclavo El dispositivo maestro se conecta al conector situado al final del cable (que en realidad se trata de un mazo plano), asignándosele generalmente la letra "C" en DOS al primario maestro. El esclavo se conecta en el conector situado en el medio del cable y el dos le asignará normalmente la letra “D”, así que tendremos un cable por cada canal y dos conectares en cada cable. Los dispositivos IDE o EIDE como discos duros o CD-ROMs disponen de unos jumpers, situados generalmente en la parte posterior o inferior de los mismos, que permiten seleccionar su carácter de maestro, esclavo o incluso otras posibilidades como maestro con esclavo. Las posiciones de los jumpers vienen indicadas en una pegatina en la superficie del disco, o bien en el manual o serigrafiadas en la placa de circuito del disco duro, con las letras M para designar "maestro" y S para "esclavo". En un canal EIDE los dos dispositivos tienen que intercambiar el control del bus. Por ejemplo, si tenemos un disco duro y un CD-ROM en el mismo canal, el disco duro tendrá que esperar hasta que el CD-ROM haya terminado. Esto es un inconveniente puesto que las velocidad del CD-ROM es mas lenta que la del disco duro, y por tanto si este tiene que esperar la respuesta del dispositivo mas lento, el ira por consiguiente mas lento y las prestaciones del sistema disminuirían. Por esto se suele conectar el disco duro en el canal primario y el dispositivo mas lento, en este caso el CD-ROM, en el secundario. Los canales trabajan independientemente el uno del otro. Los buses IDE y EIDE permiten varios formatos para la transferencia de datos: • PIO-0: 3,3 MB/s, se utilizaba en Discos muy antiguos de 100 MB o menos

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• PIO-1: 5,2 MB/s. Se utilizaba en Discos antiguos de capacidad menor de unos 400 MB • PIO-2: 8,3 MB/s. Se utilizaba en Discos antiguos de capacidad menor de unos 400 MB • PIO-3: 11,1 MB/s. Se utiliza en Discos más o menos modernos, de capacidad superior a unos 400 MB • PIO-4: 16,6 MB/s. Se utiliza en Discos más o menos modernos, de capacidad superior a unos 400 MB • DMA-1 multiword: 13,3 MB/s. Apenas se utiliza • DMA-2 multiword o DMA/16: 16,6 MB/s. Apenas se utiliza • ULTRADMA o DMA/33: 33,3 MB/s. El estándar actual. • DMA/66: 66,6 MB/s. El estándar que viene y se está imponiendo rápidamente. Aunque las anteriores son cifras de transferencia máxima teóricas, los 33,3 MB/s son inalcanzables para cualquier disco duro actual. En realidad, llegar a 10 MB/s con un disco duro. Los modos PIO se habilitan generalmente mediante la BIOS y dan pocos problemas, aunque en discos duros antiguos a veces la auto detección del modo PIO da un modo un grado superior al que realmente puede soportar con fiabilidad, pasa mucho por ejemplo con discos que se identifican como PIO-4 pero que no son fiables más que a PIO-3. Los modos DMA tienen la ventaja de que liberan al microprocesador de gran parte del trabajo de la transferencia de datos, encargándoselo al ChipSet de la placa (si es que éste tiene esa capacidad), algo parecido a lo que hace la tecnología SCSI. Sin Ilustración 4.19. Conectores de un disco IDE embargo, la activación de esta característica (conocida como bus mastering) requiere utilizar los drivers adecuados y puede dar problemas con el CDROM, por lo que en realidad el único modo útil es el ULTRADMA . Se debe tener en cuenta que la activación o no de estas características es opcional y la compatibilidad hacia atrás está garantizada; podemos comprar un disco duro ULTRADMA y usarlo en modo PIO-0 sin problemas, al menos en teoría. ULTRADMA 66 (o ATA66, o UltraATA66) es un método de transferencia de datos para los discos duros IDE . Las principales novedades respecto al actual estándar (ULTRADMA 33) son: 1. Permite alcanzar una velocidad de hasta 66 MB/s. 2. Necesita un cable especial, de 40 pines pero con 80 conductores. Aunque pasar de 33 MB/s con ULTRADMA 33 a justo el doble parece un aumento de velocidad impresionante, debemos matizarlo un poco: esta velocidad es la máxima alcanzable entre el ordenador y el disco duro, no la del disco duro en sí. En realidad, pocos discos llegan a rozar siquiera los 33 MB/s del formato ULTRADMA 33, si bien los modelos más modernos y caros (que giran a 7.200 rpm e incluso a 10.000 rpm) empiezan a conseguirlo, lo que motiva el cambio a ULTRADMA 66. 109

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4.2.3.2

Discos duros SCSI

Los dispositivos SCSI (que utilizan un bus SCSI) necesitan un controlador extra ya que no están integrados en la mayoría de las placas bases, esta es una más de las causas por las que los dispositivos SCSI son mas caros que los EIDE. Con el interfaz SCSI se pueden llegar a conectar siete dispositivos o quince si se utiliza WIDE SCSI. La ventaja mas obvia del SCSI es su capacidad para manejar múltiples dispositivos a través de un único slot de expansión Esta tecnología es mucho menos utilizada, pero no por ser mala, sino por tener un precio elevado. Estos discos suelen ser más rápidos a la hora de transmitir datos, a la vez que usan menos al procesador para hacerlo, lo que se traduce en un aumento de prestaciones. Es típica y casi exclusiva de ordenadores caros, servidores de red y muchos Apple Macintosh. Los conectores SCSI son múltiples, como lo son las variantes de la norma: SCSI-1, SCSI-2, WIDE SCSI, Ultra SCSI... Pueden ser planos de 50 contactos en 2 hileras, o de 68 contactos, o no planos con conector de 36 contactos, con mini-conector de 50 contactos... Una pista para identificarlos puede ser que, en una cadena de dispositivos SCSI (hasta 7 ó 15 dispositivos que van intercalados a lo largo de un cable o cables, como las bombillas de un árbol de Navidad), cada aparato tiene un número que lo identifica, que en general se puede seleccionar. Para ello habrá una hilera de jumpers, o bien una rueda giratoria (Sobre todo en los dispositivos externos), que es lo que deberemos buscar. La ventaja de estos discos no está en su mecánica, que puede ser idéntica a la de uno IDE (misma velocidad de rotación, mismo tiempo medio de acceso...) sino en que la transferencia de datos es más constante y casi independiente de la carga de trabajo del microprocesador. Esto hace que la ventaja de los discos duros SCSI sea apreciable en ordenadores cargados de trabajo, como servidores, ordenadores para CAD (diseño asistido por ordenador) o vídeo, o cuando se realiza multitarea de forma intensiva. En los discos SCSI resulta difícil llegar a los 20 MB/s de transferencia teórica del modo Ultra SCSI, y mucho menos a los 80 MB/s del modo Ultra-2 WIDE SCSI, pero sí a cifras quizá alcanzables pero nunca superables por un disco IDE. De esta forma los discos SCSI son una opción profesional, de precio y prestaciones elevadas, por lo que los fabricantes siempre escogen este tipo de interfaz para sus discos de mayor capacidad y velocidad. Resulta difícil encontrar un disco duro SCSI de mala calidad. En resumen: •

•

Todos los SISTEMAS OPERATIVOS actuales funcionan muy bien con SCSI, excepto el Windows 3.x. Los buses para varios dispositivos operarían mejor si fuesen controlados por un SCSI. Los discos duros mas rápidos son SCSI.

•

SCSI te proporciona una gran capacidad y la mas alta transferencia.

•

4.2.4 Características constructivas de los discos duros Es un conjunto de varios discos dispuestos en batería, como las utilizadas en los Compact de automóviles o en las gramolas que hay en los bares, montados sobre un eje común de forma que todos giran a la vez solidarios a este eje, situados en el interior caja 110

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metálica y hermética a modo de blindaje que los protege de choques, de campos magnéticos perjudiciales y de las partículas del aire exterior. Estos discos, tienen material magnético por las dos caras, y cada cara dispone de una cabeza magnética de escritura/lectura que lee la información o la escribe en ellas. Las cabezas se sitúan sobre los datos, mediante un brazo mecánico, que es a su vez movido por un motor de posicionamiento, regido por la controladora del disco. La cabeza del disco envía señales a la controladora de cuál es su posición real sobre el disco, de forma que ésta corrige su posición hasta conseguir una gran exactitud.

4.2.5 Cálculo de la capacidad del disco. Cada uno de los discos que componen el disco duro está dividido en coronas circulares llamadas pistas, numeradas desde el exterior, pista cero, hasta el interior. Se llama cilindro al conjunto de las pistas equidistantes del eje de giro. Cada disco tendrá las dos caras con capa magnética, y por tanto dos pistas correspondientes al mismo cilindro. Cada una de las caras con material magnético necesitará una cabeza lectora/escritora para acceder a su información (con la excepción de los discos de doble cabeza lectora en paralelo, como los Barracuda 2HP de Seagate), por tanto el número de pistas por cilindro es igual al de cabezas. Cada una de estas pistas está dividida en sectores de igual ángulo, que son los mínimos segmentos de longitud de pista que pueden ser asignados en el disco para el almacenamiento de datos. En los discos actuales los sectores suelen ser de 512 bytes. A su vez, estos sectores se agrupan a nivel de sistema operativo en bloques de datos. En el sistema operativo DOS, el bloque de datos contiguos mínimo que se dispone para el almacenamiento de datos se denomina cluster y corresponde a 4 sectores (2048 bytes). Esto quiere decir que cada vez que hace una operación de lectura en el disco se trae de golpe 2048 bytes, aunque la cantidad de datos que se desea leer sea menor. El cálculo de la capacidad de almacenamiento de un disco será: Capacidad en bytes = Cilindros x cabezas x sectores x 512. Cap. en KB= cilindros x cabezas x sectores /2. Como ejemplo, un disco con 1000 cilindros, 13 cabezas lectoras y 17 sectores por pista tendrá una capacidad de 1000 x 13 x 17 /2= 110500 KB

4.2.6 Prestaciones de los discos La elección de un disco duro se hace en función de 2 parámetros, • La capacidad de información que puede almacenar, medida en GB. • La velocidad con que accede a los datos (tanto para operaciones de escritura como de lectura). Esta velocidad se mide en milisegundos correspondientes al tiempo medio que invierte el disco en el acceso a los datos . El almacenamiento de los datos sigue en general el siguiente proceso: Se rellenan en primer lugar todos los sectores correspondientes a una pista antes de pasar a la siguiente pista, en general cuando se ha rellenado una pista se pasa a la misma pista de la cara siguiente es decir la que corresponde al mismo cilindro de la cara siguiente. De esta forma cuando se ha rellenado un cilindro se continúa con el siguiente y así sucesivamente. Los tiempos empleados por los discos duros para el acceso a los datos se invierten principalmente en el posicionamiento de las parten móviles, así que nos centraremos en este aspecto considerando despreciables otros aspectos como los tiempos invertidos en el procesamiento de la señal captada por las cabezas.

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El movimiento que debe realizar el disco para que la cabeza se posicione sobre el dato que queremos leer o escribir se puede descomponer en el tiempo que tarda la cabeza en trasladarse de la pista actual a aquella en la que está el dato y estabilizarse sobre ella (tiempo de búsqueda) más el tiempo que tarda el disco en girar hasta colocar bajo la cabeza el sector en que se encuentra el dato (latencia rotacional). También influye otro factor en la velocidad del disco duro que es el tipo de bus de conexión utilizado, que puede ser IDE, o SCSI. Son más rápidos los discos que utilizan el bus SCSI. Así, en general, los criterios más importante para elegir un disco duro son: capacidad, interfaz, transferencia de datos sostenida y velocidad de rotación. La capacidad debe ser lo más grande posible. En cuanto a la interfaz, habrá que elegir entre EIDE/UDMA y SCSI según lo comentado en las líneas anteriores, quedando ya anticuados los discos EIDE que no sean Ultra DMA. La velocidad de transferencia de datos está limitada por características mecánicas, el tiempo de latencia rotacional depende básicamente de la velocidad de rotación, por lo que cuanto más rápido gire un disco, mayor será su velocidad de transferencia. Los discos SCSI más rápidos giran a 7.500 o 10.000 r.p.m., lo cual genera un calor considerable que habrá que evacuar debidamente. Otras características, como la caché, no son demasiado relevantes pues, debido al modo de funcionamiento de los discos, no se puede decir que cuanta más caché más rápido vaya a ser. Generalmente esta memoria esta optimizada para conseguir la mejor relación precio/prestaciones. Por último decir que el precio de los discos duros en general es mayor cuanto mayores son las prestaciones de estos, una buena regla para elegir un disco duro es calcular el precio medio del cada MB que se almacenará, por ejemplo un buen precio puede ser de 10 ptas/MB ,de esta forma veremos que hay un valor de capacidad para la cual el precio por MB de mercado es el más barato. De esta forma valores de capacidad pequeños de discos duros tendrán un precio elevado debido que ya han dejado de utilizarse, y venderse porque se han quedado anticuados. Y valores de capacidad muy altos tendrán precios elevados por que se encuentran aún en la fase de amortización de la nueva tecnología que utilizan, estos mismos discos seguramente el año próximo tendrán un precio por MB que los harán los más aceptables para una compra, pero hoy en día pertenecen a las más modernas tecnologías. Únicamente aquellos usuarios que se dediquen a procesos gráficos o de vídeo, tendrán necesidades de discos superiores a los normales debido a la necesidad de velocidad que requiere un proceso de video, o las cantidades inmensas de capacidad que requieren los ficheros generados en estos procesos. En general basta echar una ojeada a las ofertas que se ofrecen en un momento determinado para comprobar que en todas ellas se utiliza un rango pequeño de capacidades, ¿Por qué todas las ofertas ofrecen capacidades de discos semejantes?, Porque corresponden a la mejor relación calidad/precio del momento.

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4.2.7 Diagnósticos

4.2.7.1

“ScanDisk”

Para comprobar si hay errores físicos y lógicos en el disco duro se utiliza “ScanDisk” . Es capaz de reparar a continuación las áreas dañadas en muchos casos. Se trata de una herramienta muy útil para el diagnóstico y reparación de discos. Esta utilidad se localiza en la “carpeta de Accesorios”, “Herramientas del sistema”.

Ilustración 4.20

4.2.7.1.1 Para buscar errores en los archivos y en las carpetas 1. Iniciar “ScanDisk” . 2. Seleccionar la unidad que contiene los archivos y las carpetas que desea comprobar. 3. En “Tipo de prueba”, seleccionar Estándar. 4. Por último pulsar en Iniciar. Notas: • Para cambiar la configuración que “ScanDisk” utiliza cuando comprueba si hay errores en los archivos y en las carpetas, tras el paso 3, seleccionar Avanzado. Para especificar el modo en que “ScanDisk” reparará los errores que encuentre, desactivar la casilla de verificación “Reparar errores automáticamente”. • Para obtener ayuda acerca de elementos de “ScanDisk” , hacer clic con el botón secundario del ratón en el elemento deseado .

4.2.7.1.2 Para comprobar si hay errores de disco cuando se inicia el equipo

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1. En la carpeta “Inicio”, hacer clic con el botón secundario del ratón sobre “ScanDisk” . 2. seleccionar Propiedades. En la ficha “Acceso directo”, escriba uno o más de los parámetros siguientes tras el texto que aparece en Destino:

Ilustración 4.21

Escriba x: (sustituya la x por la letra de la unidad) /a /n /p

Para Especificar la unidad que se desea comprobar. Comprobar todos los discos duros locales. Iniciar y salir de “ScanDisk” automáticamente. Evitar que “ScanDisk” corrija los errores que encuentre. Tabla 4-6

Notas • Para comprobar la unidad D e iniciar y salir de “ScanDisk” automáticamente, en Destino, escriba: c:\Windows \scandskw.exe d: /n

•

Para comprobar todos los discos duros pero evitar que “ScanDisk” corrija los errores que encuentre, en Destino, escriba: c:\Windows \scandskw.exe /a /p

Al finalizar el diagnóstico estándar nos aparecerá la siguiente ventana de información.

Ilustración 4.22

114

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4.2.7.2

Desfragmentador

Para aumentar la velocidad de acceso al disco duro se utiliza la herramienta Desfragmentador Se puede utilizar el Desfragmentador de disco para volver a organizar los archivos y el espacio no utilizado en el disco duro de forma que los programas se ejecuten más rápidamente. Cuando el disco está recién formateado, los sectores asignados a los ficheros se colocan uno a continuación de otro, pero cuando se han grabado varios fichero, y se Ilustración 4.23 borra uno de ellos se crea un hueco en los sectores que el sistema utilizará la próxima vez que guarde un fichero, pero como lógicamente las longitudes de los ficheros nuevos, y los borrados no coincidirán, lo nuevos ficheros se grabarán en sectores que ya no son contiguos. Después de miles de operaciones de grabación y borrado de ficheros, el acceso a los datos del disco se vuelve lento y pesado, para corregir esta situación se utiliza la herramienta Desfragmentador. La

desfragmentación consiste en agrupar todos los sectores utilizados por Ilustración 4.24 los ficheros de forma que queden unos a continuación de otros con lo que el tiempo de acceso a dichos datos mejorará sensiblemente. El desfragmentador se encuentra en “Accesorios”, “Herramientas del sistema”. Para desfragmentar el disco seguir los siguientes pasos. 1. Iniciar Desfragmentador de disco. 2. Seleccionar la unidad que se desee . Aceptar.

Ilustración 4.25

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Notas: • Mientras se está desfragmentando el disco, puede utilizar el equipo para realizar otras tareas. Sin embargo, el equipo funcionará más despacio y tardará más en terminar Desfragmentador de disco. Para detener temporalmente Desfragmentador de disco de modo que pueda ejecutar otros programas con más rapidez, haga clic en Pausa. • Durante la desfragmentación, Desfragmentador de disco debe reiniciarse cada vez que otros programas escriban en el disco. Si Desfragmentador de disco se reinicia demasiado a menudo, puede que prefiera cerrar otros programas mientras está desfragmentando el disco.

4.2.7.3

Compresión

Otra buena opción para ganar más espacio en el disco es utilizar las herramientas de compresión que provee Windows .

4.2.7.3.1 Agente de compresión Agente de compresión se utiliza para comprimir los archivos seleccionados con la configuración que especifique. Si el sistema no está comprimido aparecerá el siguiente mensaje. Con el Agente de compresión se puede ahorrar espacio en disco al comprimir los archivos o mejorar el rendimiento al cambiar el nivel de compresión de los archivos. Mientras se vuelven a comprimir los archivos de la unidad, el Agente de compresión actualiza la información en una tabla para reflejar cómo cambia el espacio en disco a medida que los archivos pasan de un método de compresión a otro. Para abrir Agente de compresión. Agente de compresión se encuentra en “Accesorios”, “Herramientas del sistema”. Notas: • Sólo puede utilizar Agente de compresión para comprimir archivos en unidades comprimidas mediante DriveSpace 3.

Ilustración 4.26

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4.2.7.3.2 DriveSpace 3 Se puede utilizar DriveSpace 3 para comprimir tanto discos duros como disquetes con el fin de crear más espacio libre para los archivos. También puede utilizar DriveSpace 3 para configurar unidades de disco que ya ha comprimido mediante

Ilustración 4.27

DoubleSpace o DriveSpace 3. Para iniciar DriveSpace 3. DriveSpace 3 se encuentra en “Accesorios”, “Herramientas del sistema” Notas: • No es posible comprimir las unidades que utilizan “FAT 32”. 4.2.7.3.2.1 Descripción de la compresión de disco

Una unidad comprimida no es una unidad de disco real, aunque lo parezca. El contenido de una unidad comprimida se almacena en un único archivo, denominado (CVF), que está ubicado en una unidad no comprimida, llamada unidad host . Por ejemplo, cuando se comprime el disco duro (unidad C), DriveSpace 3 le asigna una letra de unidad diferente, como la H. La unidad H será el host de la unidad C. DriveSpace 3 comprime después el disco duro en un archivo de volumen comprimido en la unidad H. El archivo de volumen comprimido de la unidad H aparece como la unidad C original, pero la unidad C tiene más espacio libre que antes.

Ilustración 4.28

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Cuando se ve el contenido del equipo mediante “Mi PC “o a través del “explorador de Windows” , la unidad host está oculta salvo que tenga más de 2 megabytes (MB) de espacio libre. En ese caso, está visible y se puede trabajar con ella como se haría con cualquier otra unidad. DriveSpace 3 puede también utilizar el espacio libre de una unidad no comprimida para crear una unidad comprimida nueva y vacía. Por ejemplo, en lugar de comprimir la unidad C, podría utilizar 10 MB de espacio libre para crear una unidad nueva, la unidad G. Esta unidad contendrá aproximadamente 20 MB de espacio libre. 4.2.7.3.2.2 Ventajas de actualizar una unidad comprimida a DriveSpace 3

El actualizar una unidad comprimida a aumenta la capacidad total de la unidad y proporciona mayor espacio en disco duro libre. Además, puede utilizar todas las características de compresión mejoradas de DriveSpace 3 para administrar la compresión de discos. Por ejemplo, puede: Utilizar el Agente de compresión para volver a comprimir una unidad mientras no esté utilizando el equipo. • Utilizar UltraPack para lograr la máxima compresión en archivos que no utiliza a menudo. • Crear unidades comprimidas mayores de 512 megabytes (MB). Las unidades comprimidas de DriveSpace 3 pueden tener un tamaño de hasta dos gigabytes (GB). • Utilizar todo el espacio libre de su unidad, incluso si está fragmentada Notas: La compresión UltraPack proporciona máxima compresión para obtener el mayor ahorro de espacio en disco. La compresión UltraPack normalmente comprime los archivos a un tamaño tan pequeño como un tercio de su tamaño original. Por ejemplo, si utiliza UltraPack para recomprimir un archivo que originalmente ocupaba 10 megabytes (MB) sin comprimir, puede ocupar sólo 3 MB. Sin embargo, el acceso a archivos comprimidos mediante UltraPack puede ser más lento si utiliza un equipo basado en 486 o más lento. 4.2.7.3.2.3 Compatibilidad entre DoubleSpace y DriveSpace

DriveSpace 3 es compatible con unidades comprimidas tanto con DoubleSpace (incluido en las versiones 6.0 y 6.2 de MS-DOS) como con DriveSpace para MS-DOS versión 6.22 y DriveSpace para Windows . Si se tienen unidades comprimidas mediante DoubleSpace o DriveSpace, puede configurar su compresión con DriveSpace 3. Dado que DriveSpace 3 aprovecha la compresión mejorada, debería actualizar las unidades DoubleSpace y DriveSpace al formato DriveSpace 3 para utilizar plenamente todas sus características de compresión. Nota: • Para utilizar una unidad comprimida con DriveSpace en otro equipo, habrá que instalar DriveSpace en él.

4.2.7.3.3 Comprimir el disco mediante DriveSpace 3 1. 2. 3. 4. 5.

Iniciar DriveSpace 3. Selecciona la unidad que desees comprimir. En el menú “Unidad”, seleccionar “Comprimir”. Iniciar. Si no has hecho una copia de seguridad de los archivos, selecciona “Copia de seguridad” y después sigue las instrucciones que aparecerán en la pantalla. 118

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Cuando hayas terminado, continua con el paso 6. 6. pulsa “Comprimir ahora”. 7. Si Windows te pide que reinicies el equipo, pulsa Sí.

Ilustración 4.29

4.2.7.4

Convertir a “FAT 32”

4.2.7.4.1 Convertidor de unidades (FAT32) El Convertidor de unidades (FAT32) convierte la unidad al sistema de archivos “FAT32”, una mejora de formato del sistema de archivos Tabla de asignación de archivos (“FAT” o “FAT 16”). Cuando la unidad tiene este formato, almacena los datos más eficazmente, lo que crea varios cientos de MB de espacio en disco adicional en la unidad. Además, los programas se cargan más rápidamente y el equipo utiliza menos recursos de sistema. El convertidor de unidades se encuentra en la carpeta Accesorios, “Herramientas del sistema”.

Ilustración 4.30

119

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4.2.7.4.2 Lo que hay que saber antes de convertir a “FAT32” Notas • Una vez que convierta el disco duro al formato “FAT 32” mediante Convertidor de unidades “FAT 32”, no podrá volver a utilizar el formato “FAT 16” a menos que vuelva a hacer particiones y a formatear la unidad “FAT 32”. Si convirtió la unidad en la que está instalado Windows 98, debe reinstalar Windows 98 tras volver a crear particiones en la unidad. • El software antiguo de compresión de disco no es compatible con “FAT 32”. Si la unidad ya está comprimida, quizá no pueda convertir a “FAT 32”. • Si convierte un disco extraíble y utiliza el disco con otros sistemas operativos que no son compatibles con “FAT 32”, no podrá tener acceso al disco mientras ejecuta el otro sistema operativo. • Si el equipo tiene una característica de hibernación (cuando se ha seleccionado que el ordenador se desactive después de un tiempo de no utilizar el teclado ni el ratón), la conversión puede desactivarla. Consulte la documentación del equipo para obtener más detalles. • Como las versiones anteriores de Windows no son compatibles con “FAT 32”, no puede desinstalar Windows 98 después de la conversión. • Aunque a la mayoría de los programas no les afecta la conversión de “FAT 16” a “FAT 32”, algunas utilidades de disco que dependen de “FAT 16” no funcionan en unidades “FAT 32”. Se le advertirá si ejecuta alguna de dichas utilidades. Póngase en contacto con el fabricante de la utilidad de disco para saber si hay una versión actualizada que sea compatible con “FAT 32”. • Si convierte la unidad de disco duro a “FAT 32” mediante Convertidor de unidades“FAT 32”, ya no podrá utilizar el inicio dual para ejecutar versiones anteriores de Windows (Windows 95 [Versión 4.00.950], Windows NT 3.x, Windows NT 4.0 y Windows 3.x). Sin embargo, si forma parte de una red, las versiones anteriores de Windows todavía podrán tener acceso a su disco duro FAT32 a través de la red.

4.2.7.5

Liberador de espacio en el disco

Se puede ejecutar “Liberador de espacio en disco” para liberar espacio en la unidad de disco duro. “Liberador de espacio en disco” busca en la unidad y enumera los archivos temporales, archivos de caché de Internet y archivos de programa innecesarios que puede eliminar de forma segura. Para liberar espacio en disco. Iniciar esta herramienta que se encuentra en la carpeta accesorios, “Herramientas del sistema”. Ilustración 4.31

120

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4.2.7.5.1 Para quitar archivos que no se necesitan 8. Abrir el “explorador de Windows” o Mi PC. 9. hacer clic con el botón secundario del ratón en el disco en el que desee liberar espacio y, después, haga clic en Propiedades. 10. En la ficha “General”, haga clic en “Liberador de espacio en disco”.

Ilustración 4.32

11. Hacer clic en los archivos innecesarios que desee quitar. Se puede ver una descripción de cada tipo de archivo en el área que hay bajo la lista. 12. Aceptar. Para una liberación máxima del disco recordamos aquí que se debe también vaciar papelera de reciclaje que probablemente contenga archivos de los que no nos hemos percatado.

Ilustración 4.33

4.2.7.6

FDISK

Para ver la información general acerca de la partición de un disco sin iniciar el programa “FDISK” (utilidad del sistema operativo que se utilizará para esta tarea) escribir lo siguiente desde el prompt del DOS. FDISK /status

4.2.7.6.1 Uso de la utilidad FDISK • • • • • •

Se puede utilizar “FDISK”para realizar las siguientes tareas: Crear una partición primaria de MSDOS. Crear una partición extendida de MSDOS. Establecer la partición como activa. Eliminar una participación. Presentar información sobre una partición. Nota: Es importante no experimentar con “FDISK” si se elimina accidentalmente una unidad o una partición se perderán todos los datos del disco duro. Hay que advertir que... • “FDISK” no funciona en una red o en una unidad interlink (comando del sistema operativo para la conexión entre dos ordenadores). • “FDISK” No mostrará el tamaño de las unidades comprimidas.

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4.2.7.7

Comando FORMAT

El comando “FORMAT” crea un nuevo “directorio raíz” y una tabla de asignación de ficheros para el disco. También verifica si hay sectores defectuosos, y borra todos los datos del disco. A continuación se expone la sintaxis del comando “FORMAT”: Sintaxis “FORMAT” unidad: [/V[:etiqueta]] [/Q] [/U] [/F:tamaño][/B|/S] [/C] “FORMAT” unidad: [/V[:etiqueta]] [/Q] [/U] [/T:pistas /N:sectores] [/B|/S] [/C] “FORMAT” unidad: [/V[:etiqueta]] [/Q] [/U] [/1] [/4] [/B|/S] [/C] “FORMAT” unidad: [/Q] [/U] [/1] [/4] [/8] [/B|/S] [/C] Advertencia: No dar‚ formato a un disquete especificando un tamaño mayor del que realmente posee. Parámetro : unidad: Especifica la unidad que contiene el disco al que se dar formato. Debe especificar un parámetro unidad. Si no especifica ninguno de los siguientes modificadores, “FORMAT” se basará en el tipo de unidad para determinar el formato que debe ser dado al disco. Si el disco ya tenía formato y no usa el modificador /U, la tabla de asignación del archivo antiguo y el “directorio raíz” se guarda n para reconstruir el disco si fuese necesario. Si dio formato al disco equivocado, use el comando “UNFORMAT” lo antes posible para recuperar los datos. Modificadores /V:etiqueta: Especifica la etiqueta del volumen. La etiqueta del volumen sirve para identificar al disco y puede tener un máximo de 11 caracteres. Si se omite el modificador /V o si se utiliza sin especificar una etiqueta de volumen, MS-DOS le pedir que indique la etiqueta del volumen una vez finalizado el formato del disco. Si se da formato a m s de un disco con el mismo comando FORMAT, todos los discos recibir n la misma etiqueta del volumen. El modificador /V no es compatible con el modificador /8. /Q: Especifica un formato r pido de un disco. Con este modificador, “FORMAT” elimina la tabla de asignación de archivos (FAT) y el “directorio raíz” de un disco al que se haya dado formato previamente pero no busca sectores defectuosos en el disco. El modificador /Q sólo se debe usar para volver a dar formato a discos que están en buena condición. /U: Especifica un formato incondicional para un disco. Este formato incondicional destruye toda la información existente en un disco e impide que se pueda "reconstruir" el disco posteriormente. Deber usar /U si se han presentado errores de lectura y escritura durante el uso de un disco. Para obtener información acerca de la manera de reconstruir un disco, consulte el comando “UNFORMAT”. /F:tamaño: Especifica el tamaño del disquete al que se dar formato. Siempre que sea posible, utilice este modificador en lugar de los modificadores /T y /N. Use uno de los siguientes valores para tamaño: 160 ¢ 160k o 160kb Disquete de 5,25 pulgadas de 160 K, de doble densidad y de una sola cara 180 ¢ 180k o 180kb Disquete de 5,25 pulgadas de 180K, de doble densidad y de una sola cara 320 ¢ 320k o 320kb Disquete de 5,25 pulgadas de 320K, de doble densidad y de dos caras

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360 ¢ 360k o 360kb Disquete de 5,25 pulgadas de 360K, de doble densidad y de dos caras 720 ¢ 720k o 720kb Disquete de 5,25 pulgadas de 720K, de doble densidad y de dos caras 1200 ¢ 1200k o 1200kb o 1,2 ¢ 1,2m o 1,2mb Disquete de 5,25 pulgadas de 1,2MB, de alta densidad y de dos caras 1440 ¢ 1440k o 1440kb o 1,44 ¢ 1,44m o 1,44mb Disquete de 3,5 pulgadas de 1,44MB, de alta densidad y de dos caras 2880 ¢ 2880k o 2880kb o 2.88 ¢ 2.88m o 2.88mb Disquete de 3,5 pulgadas de 2.88MB, de super alta densidad y de dos caras /B: Reserva espacio para los archivos del sistema IO.SYS y MSDOS.SYS (como archivos ocultos) en un disco al que se acaba de dar formato. En versiones anteriores de MS-DOS, era necesario reservar dicho espacio antes de utilizar el comando SYS para copiar los archivos del sistema al disco. Este modificador se ha conservado en la versión 6.0 de MS-DOS únicamente por razones de compatibilidad. /S: Copia los archivos del sistema operativo IO.SYS, MSDOS.SYS y COMMAND.COM de la unidad de inicio del sistema a un disco al que se acaba de dar formato que se pueda utilizar como el disco de sistema. Si “FORMAT” no puede encontrar los archivos del sistema operativo, le pedirá que inserte el disquete de sistema. /T:pistas: Especifica el número de pistas en el disco. Siempre que sea posible, utilice el modificador /F en lugar de este modificador. Si usa el modificador /T, también deber usar el modificador /N. Estos dos modificadores proporcionan un método alternativo de especificar el tamaño del disquete al que se esté dando formato. No se puede usar el modificador /F con el modificador /T. /N:sectores: Especifica el número de sectores por pista. Siempre que sea posible utilice el modificador /F en lugar de este modificador. Si utiliza el modificador /N, también deber usar el modificador /T. Estos dos modificadores proporcionan un m‚todo alternativo de especificar el tamaño del disco al que se está dando formato. No se puede usar el modificador /F con el modificador /N. /1 : Da formato a una sola cara de un disquete. /4 : Da formato a un disquete de 5,25 pulgadas, de 360K, de dos caras y de doble densidad en una unidad de disco de 1,2MB. Algunas unidades de 360K no pueden leer acertadamente disquetes a los que se haya dado formato con este modificador. Cuando se utilice con el modificador /1, se dará formato a disquetes de 5,25 pulgadas, 180K y de una sola cara. /8 :Da formato a un disquete de 5,25 pulgadas con 8 sectores por pista. Este modificador da formato a un disquete compatible con las versiones anteriores a la versión 2.0 de MS-DOS. /C : Comprueba los grupos dañados. Por defecto, si una unidad contiene grupos que han sido marcados como "defectuosos", “FORMAT” no vuelve a comprobar los grupos, sino que los deja marcados "defectuosos". Utilice el modificador /C si desea que “FORMAT” vuelva a comprobar los grupos defectuosos de las unidades. (En las versiones anteriores de MS-DOS, “FORMAT” siempre comprobaba los grupos dañados).

4.2.8 Configuración de la BIOS para un disco duro Básicamente existen dos fabricantes de BIOS para PC que han acaparado el Mercado. Estos fabricantes son American Megatrends Inc con su “AMIBIOS” que actualmente se presenta en entorno de ventanas denominándose “WinBIOS” y su 123

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competidor es AWARD SOFTWARE que aun mantiene el entorno de texto para realizar la configuración. Las diferencias entre las posibilidades que ofrecen ambos fabricantes son mínimas en placas madre de similar categoría. Las opciones de configuración que presentan son muy similares, siendo su mayor diferencia, el hecho de que las BIOS WinBIOS son gráficas y se manejan con ratón mientras que las BIOS AWARD son de texto.

4.2.8.1

AWARD BIOS

Al igual que en otras muchas BIOS , la forma de entrar en la configuración es pulsando la tecla “Supr” mientras comprueba la memoria en la inicialización del ordenador. Cuando entramos en la pantalla de configuración “CMOS SETUP UTILITY”, nos encontramos con diversas opciones. Las concernientes al disco duro son: STANDARD CMOS SETUP, POWER MANAGEMENT SETUPINTEGRATED PERIFHERALS, IDD AUTO DETECTIONY HDD LOW LEVEL FORMAT.

4.2.8.1.1 STANDAR CMOS SETUP En esta ventana podremos encontrar información correspondiente a los discos duros que ya están instalados. Por ejemplo: HARD DISK Primary Máster : Primary Slave: Secondary Máster : Secondary Slave:

TYPE User None Auto None

SIZE

CYLS 0 0 0

HEAD PRECOMP LANDZ 0 0 0

0 0 0

0 0 0

SECTOR MODE LBA 0 0 Auto 0 0 Auto 0 0 Auto

Tabla 4-7

Los discos duros (Hard Disk) Primary Máster y Slave corresponden al canal primario IDE y los Secondary Máster y Slave, al canal secundario. Los tipos (TYPE) pueden ser los siguientes: • Del 1 al 46, en este caso son predefinidos, es decir, ya vienen con datos concretos de discos duros estándar del mercado (no suelen utilizarse). • User, definido por el usuario o detectado con la opción de IDE HDD AUTO DETECTION. Es la opción utilizada para los discos duros conectados. • None, indica que ese bus no tiene ningún dispositivo IDE conectado. • Auto, cada vez que se inicie el ordenador, se buscará un dispositivo en este puerto IDE autodetectando sus características. Esta opción se utiliza para la detección de CDROM o cualquier otro dispositivo IDE conectado al bus IDE correspondiente. La columna de tamaño (SYZE) nos indica la capacidad del disco en Mb (1024 x 1024 bytes). Es interesante tener en cuenta, que fabricantes como Seagate, cuando nos indican su capacidad, la indican en millones de bytes, no en Mb, aunque utilicen también este termino, por ejemplo, el disco Seagate Decthlon 850, según el manual, tiene una capacidad de 854,6 Mbyte, sin embargo, nos indica con una nota al pie de página que un Mbyte es igual a 1.000.000 de bytes. Lo cierto es que este disco es de 815 Mbytes entendiendo como Mbyte 1024 x 1024 byte o lo que es lo mismo, 1.048.576 bytes y este es el valor que realmente encontraremos en la BIOS del ordenador al instalarlo. Esto es simplemente un estrategia comercial más. Las columnas cilindros (CYLS), cabezas (HEAD) y sectores (SECTOR) nos indican la estructura física del disco. Tenemos que tener en cuenta, como veremos más adelante, que estos parámetros sólo coincidirán con los que vienen en el manual del disco, cuando éste se utilice en modo Normal, si lo utilizamos en modo LBA o LARGE,

124

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estos parámetros serán distintos, aunque la capacidad del disco será la misma. Esto es así, por la estrategia que utiliza el sistema LBA y LARGE para poder controlar discos de tamaño superior a 2Gb. La columna correspondiente a la precompresión (PRECOMP) no se utiliza actualmente y su valor debe estar fijado a cero. Este parámetro, indica a partir de que cilindro se ha realizado la compresión de datos en el disco duro. El sentido de este parámetro radicaba en la mala calidad que tenían los discos antiguos y que hacía que en las pistas internas, donde los datos están más comprimidos, se produjeran muchos errores de lectura escritura. Para solucionar este problema, se comprimían los datos que se alojaban en las pistas mas internas ( desde la pista central hasta la última), de este modo, los datos disponían de más espacio a costa de que se perdía tiempo al comprimir y descomprimir la información. La columna (LandZ) o zona de aterrizaje de cabezas, indica donde deben alojarse las cabezas cuando están inactivas o cuando el ordenador está apagado, normalmente será el cilindro más interno, es decir, el último. Por último, la columna (MODE) nos indica el modo en que será utilizado el disco, LBA, Normal o Large.

4.2.8.1.2 POWER MANAGEMENT SETUP Esta ventana configura la actuación del modo de bajo consumo del ordenador. En relación al disco duro, existe una opción denominada HDD POWER DOWN, que normalmente puede configurarse con un valor entre 1 y 15 minutos o deshabilitado (DISABLE). El valor en minutos será el tiempo que tardará el disco en pasar a bajo consumo (STANDBY) una vez que no haya actividad en el mismo. En el supuesto de estar deshabilitada esta opción, no pasará nunca al estado de standby.

4.2.8.1.3 INTEGRATED PERIPHIERALS Cuando seleccionamos esta opción nos aparece una ventana con las siguientes opciones: Onchip IDE First Chanel Onchip IDE second Chanel

: Enable : Enable

IDE HDD Block Mode IDE Primary Máster PIO IDE Primary Slave PIO IDE Secondary Máster PIO IDE Secondary Slave PIO IDE Primary Máster UDMA IDE Primary Slave UDMA IDE Secondary Máster UDMA IDE Secondary Slave UDMA Init Display First

: Enable : Auto : Auto : Auto : Auto : Auto : Auto : Auto : Auto PCI Slot

Onboard FDC Controller Onboard UART 1 Onboard UART 2 Onboard UART 2 Mode

: Enable : Auto : Auto Standard

Onboard parallel 1 port Parallel Port Mode

: 378/IRQ7 : Normal

Tabla 4-8

Onchip IDE First Chanel yOnchip IDE second Chanel permiten habilitar o deshabilitar los buses IDE que se encuentra en la placa madre. Normalmente debe estar habilitado (ENABLE), sólo se deshabilitará si utilizamos un placa conectada a un Slot de expansión para controlar los dispositivos IDE. 125

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IDE HDD Block Mode. Si el disco duro soporta el modo de bloques múltiples (MODE MÚLTIPLE BLOCK READ/WRITE), es conveniente habilitar esta opción, puesto que, la velocidad del disco se incrementará considerablemente reduciendo los tiempos de acceso. En caso contrario, debe deshabilitarse. IDE Primary Máster PIO, IDE Primary Slave PIO, IDE Secondary Máster PIO e IDE Secondary Slave PIO. Nos permiten seleccionar los modos PIO de cada puerto IDE de forma independiente. Si no conocemos el modo Ideal de funcionamiento de los dispositivos instalados, podemos seleccionar el modo automático, en este caso, el sistema intentará detectar el modo de funcionamiento óptimo de cada dispositivo conectado al ordenador. IDE Primary Máster UDMA, IDE Primary Slave UDMA, IDE Secondary Máster UDMA e IDE Secondary Slave UDMA. Nos permite configurar los dispositivos que trabajan en modo Ultra DMA. Si no disponemos de la información al respecto, correspondiente a nuestros dispositivos IDE, lo mejor es configurarlo en modo Auto.

4.2.8.1.4 IDE AUTO DETECTION Esta opción permite que el sistema detecte automáticamente los parámetros físicos de un disco duro conectado a un puerto IDE. Cuando seleccionamos esta opción, aparece una ventana como la siguiente, donde irá apareciendo, por orden, la configuración de todos los discos duros IDE conectados. HARD DISKS Primary Máster

TYPE

SIZE

CYLS

HEAD

PRECOMP LANDZ SECTOR MODE

Select Primary Máster Optión (N= Skip) : N OPTIONS SIZE 2 (Y) 1703 1 1703 3 1703

CYLS

HEAD PRECOMP LANDZ MODE 825 64 0 63 LBA 3303 16 65535 63 NORMAL 825 64 65535 63 LARGE Note: Some oses (like sco-UNIX) must use “NORMAL” for installation Tabla 4-9

Como puede observarse en el ejemplo, para un mismo disco duro, aparecen tres posibles configuraciones. La número 2 (Y) se ofrece como la más aconsejable para el disco reconocido, aunque nos indica en una nota, qué sistemas operativos como el UNIX necesita que se configure en modo NORMAL para que se instale correctamente. Si mirásemos el manual del disco duro, veríamos que sólo los parámetros de la opción 1, NORMAL, se corresponden con los que allí aparecen, en el caso del modo LARGE y LBA, el disco engaña al sistema indicándole que tiene más cabezas de las reales y por tanto, menos cilindros, de este modo, el número de sectores disminuye y por tanto el de futuros CLUSTERS, permitiendo al sistema operativo que pueda utilizarlo.

4.2.8.1.5 HDD LOW LEVEL FORMAT Esta opción de la BIOS , permite formatear en bajo nivel (Low Level FORMAT) el disco duro instalado en el ordenador. Debemos tener en cuenta, que los discos duros actuales vienen ya formateados a bajo nivel, y que los fabricantes, tanto de discos duros como de placas madre, aconsejan no realizar este tipo de formato salvo que sea del todo

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imprescindible, ya que en este acto, se puede deteriorar seriamente la integridad del disco duro. De hecho, muchas de las BIOS actuales no tienen esta opción, debido a que no es demasiado fiable. Al formatear en bajo nivel el disco duro, se nos ofrecen varias opciones: • Marcar manualmente los sectores defectuosos del disco, o realizar un análisis de superficie que los detecte. Ilustración 4.34. Interior del disco • Auto Interleave. Detecta el Interleave más duro adecuado para nuestro disco duro. En los discos actuales el parámetro típico es 1, siendo de 3 para discos antiguos. • Preformat. Realiza el Formateo en bajo nivel con los parámetros anteriores seleccionados. Mientras se realiza este tipo de formato, no es aconsejable pararlo y un apagón de luz, podría ser totalmente destructivo para el disco duro.

4.2.9 Instalación de un disco duro.

4.2.9.1

Requerimientos antes de instalar un disco duro.

4.2.9.1.1 Localización física del disco duro dentro de la carcasa El disco duro debe alojarse en las zonas reservadas para las unidades de disco dentro de la carcasa. Estas zonas reservadas tienen dos dimensiones estándar, unas son de 5 ¼ pulgadas, o lo que es lo mismo el tamaño normalizado para las disqueteras de CD-ROM, y las otras son de 3 ½ pulgadas. Actualmente los discos duros tienen el tamaño estándar de 3’5 pulgadas, el mismo que el de la disquetera del disco flexible, así que la mejor localización suele ser justamente debajo de la disquetera del disco flexible, No suele haber problema cuando se trata de sustituir uno ya existente del mismo tamaño ya que se ocupará el lugar del viejo, ni tampoco debe haber problema cuando se trata de instalar el primer disco duro de un ordenador nuevo ya que es seguro que encontraremos el lugar adecuado donde alojarlo, pero si ya hay instalados uno o varios discos duros en el ordenador. Existe la posibilidad seria de que no haya lugar para alojar un nuevo disco. Sobre todo si la carcasa es del tipo semitorre o algún modelo no estándar. En el caso de que no haya lugar físico para el nuevo disco duro, habrá que tomar la ineludible decisión de utilizar uno externo.

4.2.9.1.2 Bus al que se conectará el disco duro Dado que actualmente los discos duros se conectan a un bus IDE o a un bus SCSI, es importante comprobar antes de adquirir el disco cuál de estos buses utilizará. Si va a utilizar un bus IDE, debemos mirar si existe alguno libre dentro del ordenador y cuál es para no llevarnos sorpresas. Puede ser que a pesar de que los ordenadores modernos llevan una controlador EIDE con capacidad para dos canales IDE y dos discos por cada canal, lo que nos da un total de 4 dispositivos, estos ya estén utilizados. Por otros discos duros o unidades CD-ROM. En el caso de utilizar un bus SCSI hay que comprobar si tenemos una tarjeta controladora SCSI a la que conectaremos dicho disco, en caso negativo habrá que adquirirla junto con el disco.

127

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4.2.9.1.3 Tamaño máximo de disco duro que admite el ordenador Hay que recordar en este apartado que si el ordenador es anterior al Pentium, puede ser que no admita el modo LBA en la BIOS . Los ordenadores que disponen del modo LBA no podrán reconocer capacidades superiores a 528MB. En este caso para poder utilizar discos de mayor capacidad necesitaremos un driver que debe proporcionar el fabricante con el disco, generalmente viene incluido en un disco flexible que nos debe proporcionar el vendedor. En el caso de comprar por ejemplo un disco duro de 1GB y no tener el modo LBA, ni algún driver para emularlo, lo que ocurrirá es simplemente que la capacidad del disco que reconocerá el ordenador será de 528MB desperdiciándose el resto.

4.2.9.2

Copia de seguridad

En el caso de que se trate de la sustitución de un disco duro antiguo, es más que recomendable realizar una copia de seguridad por si algo sale mal, al menos de los datos importantes que se guarden. El dueño del ordenador nunca perdonaría al técnico que por un error o accidente le pierda los datos de un proyecto en el que ha estado trabajando durante días o meses. La sola posibilidad de que esto ocurra hace que por prudencia se realice la copia de seguridad. Lo contrario sería sin duda una falta de profesionalidad. En la teoría no sería necesario, pero en la práctica existe la posibilidad real de que algo salga mal, supongamos que se va a realizar la sustitución de un disco antiguo, y se pone como máster el nuevo y secundario el viejo, esto ha implicado que se ha tenido que desmontar el viejo de su alojamiento en la carcasa, aunque solo sea para cambiar el Jumper máster/slave. Y posteriormente se ha vuelto a colocar en su sitio. ¿Qué puede salir mal?. Ha podido sufrir un golpe, se ha podido confundir el disco al utilizar el “FDISK”, ha podido saltar una descarga estática cuando hemos modificado el Jumper, a veces simplemente ya no funciona. Por supuesto estos son casos muy excepcionales, pero si ocurren lo mejor es estar preparado.

4.2.9.3

Crear un disco de arranque

Si el disco se va a poner como dispositivo de arranque, no queda más remedio que hacer un disco de arranque, la forma en que se hará, dependerá del sistema operativo que se utilice, pero según el caso conviene asegurarse que cuando arranque no tengamos problemas para acceder a la unidad de CD-ROM, desde donde se cargará posteriormente el sistema operativo. En cualquier otro caso también conviene preparar un disco de arranque por si algo sale mal. Por las mismas razones que se dieron en el apartado sobre la realización de la copia de seguridad.

4.2.9.4

Adquisición del disco Duro

Al comprar el disco duro, el vendedor debe proporcionarnos, la información del fabricante a cerca del disco duro, y en algunos casos un disco flexible con drivers, tornillos de fijación. Cuando la información del disco duro está suficientemente documentada, traerá todas las instrucciones necesarias para realizar con éxito la instalación. En este caso lo mejor es seguir fielmente dichas instrucciones.

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El disco generalmente lleva adherida una pegatina con sus características, en caso de que no la lleve, debe escribirse en una etiqueta los datos relativos a las características del disco, tales como Nº de cilindros, Nº de cabezas, Nº de sectores, etc. Esto se utilizará en caso de que la BIOS no consiga reconocer automáticamente las características del disco duro, lo que ocurrirá probablemente con ordenadores antiguos. Supóngase que un ordenador que no reconoce al disco duro tiene un problema con la batería, y se resetea (reinicia) la BIOS dentro de un año. Lo que ocurrirá es que habrá que poner a mano los datos del disco duro en la BIOS , para eso necesitaremos o el Ilustración 4.35. Conexiones del disco duro manual del disco, que probablemente esté escondido en lo más recóndito de un cajón o simplemente miraremos las características en la pegatina que prudentemente se colocó el día de la primera instalación. Después de la instalación del disco duro siempre debe guardarse el manual de instrucciones junto con el resto de manuales del ordenador, nunca se sabe cuando hará falta.

4.2.9.5

Montaje del disco duro en la carcasa

Todo el proceso se hará tras previa retirada del cable de conexión a la red para evitar posibles accidentes. Se abrirá la tapa del ordenador, que en la mayoría de los casos utilizará tornillos de ensamble, y en otros simplemente un sistema de anclaje que permite la apertura mediante la presión en algún punto estratégico de la carcasa. En algunas carcasas utilizan los dos sistemas, de forma que los tornillos inicialmente ocultos son accesibles tras retirar la parte Ilustración 4.36. Disposición del disco duro en la carcasa frontal de la carcasa que a su vez lleva un sistema de apertura a presión. Se configurará como maestro o esclavo (que debe de estar decido con anterioridad a este momento del proceso), mediante el Jumper que suele estar en la parte trasera junto a los conectores del bus y de alimentación. Este Jumper suele utilizar las letras M para máster y S para slave. 129

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Se situará en el lugar que previamente se haya decido según se indicó en los apartados anteriores. En el caso de la sustitución, previamente se sacará el disco antiguo. Todo esto se hará suavemente sin golpear ni hacer movimientos bruscos que puedan causar el mal funcionamiento del disco. Conectar el cable de alimentación proveniente de la fuente al conector trasero del disco. Solamente del disco duro en la tiene una posición de ajuste, para evitar Ilustración 4.37. Disposición carcasa. cambiar por equivocación la polaridad de los cables con el efecto destructivo que conlleva. De forma que una guía hará que los

Ilustración 4.38. Conexiones del disco duro

conectores se desplacen uno hacia el interior del otro sin problemas en la posición correcta, en cambio si intentamos ponerlos en la posición incorrecta encontraremos una resistencia que nos advertirá de que no lo estamos haciendo bien. Conectar el cable del bus, que tendrá la forma de un mazo plano de cables. Lo importante es que coincidan el cable Nº 1 del mazo con el terminal Nº 1 del conector trasero del disco. Diferenciaremos el cable Nº 1 del mazo porque es de color diferente al del resto de los cables del mazo, en algunas ocasiones simplemente se apreciará una banda muy fina (como una línea) que indicará que se trata del cable Nº1. En el conector trasero del disco, encontraremos una marca en uno de los pines de los extremos indicando que se trata del terminal Nº 1. Esta marca puede ser diferente de un disco a 130

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otro, en unos casos aparece un número 1, en otros simplemente se trata de una figura geométrica como un triángulo, un cuadrado, o un círculo. Si el espacio es muy pequeño y hay muchos cables, puede ser mejor conectar los cables antes de introducir el disco duro en su posición definitiva, o también puede ser necesario desconectar algún conector para apartar los cables que molestan. Es muy importante recordar antes de cerrar el ordenador que hay que dejar todo como estaba, en caso contrario lo más probable es que el ordenador no arranque al acabar la instalación física del disco.

Ilustración 4.39. Conexiones del disco duro

4.2.9.6

Configuración en la BIOS

Después de cerrar la carcasa y volver a conectar el cable a la red, arrancaremos el ordenador, utilizando según el caso, si es necesario, el disco de inicio que preparamos con anterioridad. Y comprobaremos que todo sigue funcionando. En caso de que no arranque correctamente el ordenador, lo más probable es que algún conector o placa del ordenador se haya movido provocando este mal funcionamiento. Es muy probable que si ocurre esto es por que se haya movido alguna placa sin querer con las manos durante la operación. En este caso no queda más remedio que volver a abrir el ordenador, y ajustar a su posición los elementos susceptibles de haber sido movidos durante la operación de instalación física del disco duro. Después de comprobar que el ordenador arranca correctamente, reiniciaremos el sistema y abriremos la pantalla de la BIOS para proceder a su configuración. Hay que comprobar que la BIOS reconoce el modo LBA, ya que en caso contrario, tendremos que ponerlo a mano, y puede haber problemas de compatibilidad.

131

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En caso de un ordenador antiguo, se seleccionará el modo PIO adecuado, normalmente el PIO4. Aunque los discos modernos son ULTRADMA esta norma asegura la compatibilidad con los formatos de datos anteriores, así que no debe haber ningún problema por esta causa. Si el disco no ha sido aún detectado por la BIOS , ir a la opción de autodetectar y ejecutarla. Si a pesar de esto aún no ha detectado el disco, o la BIOS es antigua habrá que poner los parámetros del disco a mano. Finalmente salir de la BIOS . Los discos duros nuevos ya vienen formateados a bajo nivel, así que no será necesario Formatearlos desde la BIOS durante la instalación, de cualquier forma no es recomendable Si se trataba de una ampliación de disco, este es el momento de verificar que el disco antiguo conserva intactos los datos.

4.2.9.7

FDISK

Utilizando la utilidad “FDISK” prepararemos el disco para ser formateado a alto nivel. En el caso de que el disco duro que hemos instalado, tendremos que ejecutar esta utilidad desde el disco flexible, esto implica en el momento de la creación del disco de arranque habrá que haber tenido la precaución de cargar este archivo en el disco, en caso de que hayamos instalado un segundo disco, habrá que buscar este fichero en el disco duro antiguo. Seleccionar primero la unidad de disco correspondiente Ilustración 4.40. Circuitería de un disco duro al disco nuevo. Es muy importante no confundirse de unidad de disco en este paso, ya que de ser así borraremos todos los datos de la unidad de disco seleccionada. Como el disco es nuevo no debe haber creada ninguna partición en el disco, esto puede utilizarse para saber que hemos seleccionado la unidad de disco correcta. Realizar las particiones deseadas. Es recomendable que el número de particiones sea reducido, pero en cualquier caso se adaptará al deseo del usuario del ordenador y a su sistema de organización. En el caso de que el disco sea de, crearemos una partición primaria de arranque para el DOS. En las versiones antiguas de WINDOWS 95 sólo se podían crear particiones con un máximo de 2 GB, esto se debía al sistema “FAT” de 16 bits que utilizaba, En WINDOWS 98 no existe esta limitación al utilizar un sistema “FAT” de 32 bits.

4.2.9.8

Formatear el Disco duro

Con el comando “FORMAT” dar formato a la unidad de disco desde MSDOS, desde Windows , utilizar el explorador para el mismo fin. Y ya se puede dar por finalizado el proceso de instalación del disco duro. 132

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4.2.10

Averías en un disco duro.

Después de la instalación, si no arranca el ordenador, lo más probable es que se haya movido alguna de las placa situadas en los slots de expansión, o algún conector. Revisa los posibles contactos móviles del ordenador. Si no encuentras el error de forma visual, es conveniente reafirmar todos los conectores en su posición, o mejor aún sacar las placas y conectores y volver a conectarlos. Las averías más usuales en estos dispositivos son: Problema Posible solución Tras la instalación del disco duro El disco duro no funciona y no • Cable de alimentación desconectado o mal hace ningún ruido aparente. insertado en el conector. Conectar correctamente el cable de conexión. El disco duro gira, pero la luz • Mazo de cables de conexión conectado al revés o HD no se enciende y la BIOS mal insertado en el conector. Conectar detecta un error en la correctamente el cable de conexión. controladora del HDD. El disco parece que funciona • Lo más probable es que no hayamos configurado correctamente y el sistema lo en la BIOS los parámetros correctos del disco duro, reconoce iniciándose el y que no esté activa la autodetección del HDD. arranque del sistema operativo, • Si la detección del HDD por la BIOS es correcta, pero da múltiples errores, y es lo más probable es que el disco duro tenga posible que no se termine con deteriorada la superficie de los discos internos. éxito la iniciación del sistema Iniciar en MSDOS y ejecutar el programa scandisk operativo. para realizarle un análisis de superficie al disco. Si el disco duro no llega a iniciar el sistema operativo, utilizar un disco de inicio de Windows para arrancar el sistema y realizar el análisis de superficie. El disco duro funciona • El conector está desconectado o ha sido conectado perfectamente, pero la luz del de forma incorrecta. Comprobar la conexión del panel frontal HD no se ilumina. conector HD en la placa. El disco duro se ha montado En este caso se pueden dar varias posibilidades. como segundo disco duro del • Utilizan los dos discos el mismo canal IDE. En sistema y tenemos problemas este caso, es posible que la configuración de los con alguno de los discos jumpers o puentes no haya sido correcta. Debemos instalados. asegurarnos de que el primario está configurado como master (MS) y el secundario como slave (SL). • Cada disco utiliza un canal IDE distinto. Comprobar el cable de conexión del disco duro que falla, es posible que esté mal conectado. También puede suceder que se haya realizado una configuración errónea de los parámetros del HDD en la BIOS. Comprobar los parámetros del HDD en la BIOS. • Cada disco utiliza un canal IDE distinto, pero el secundario comparte el canal IDE 1 con el CDROM. En este caso, lo más probable es que el 133

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Hemos instalado correctamente un disco duro ULTRADMA 33 ó 66 y no funciona o funciona pero da muchos problemas.

conflicto esté entre el CDROM y el HDD que comparte bus con él. Uno de los dos dispositivos del canal debe estar configurado como master (preferiblemente el HDD) y el otro como slave (preferiblemente el CDROM). • Los discos ULTRADMA no son soportados por las placas antiguas utilizadas por Pentiums antiguos. En estos casos, el dispositivo lo detecta y cambia al modo estándar, pero aun así, es posible que en algunas placas muy antiguas no funcionen o funcione con muchos errores. La única solución en estos casos es actualizar la placa base que soporte estos dispositivos, o utilizar un disco más antiguo (lo ideal es actualizar la placa puesto que mejorará considerablemente el rendimiento del sistema)

Hemos instalado un disco duro SCSI y funciona de forma aleatoria, algunas veces tras el encendido del sistema y otras veces no lo detecta la controladora SCSI.

•

Lo más probable es que el disco duro SCSI no tenga instalada la terminación SCSI. Instalar la terminación SCSI en el HDD.

•

Si ya disponíamos de un disco duro SCSI, deberemos dejar sólo una terminación SCSI que se instalará en el HDD que esté mas lejos (respecto al mazo de conexión) de la controladora SCSI.

Hemos instalado correctamente un disco ULTRA WIDE II SCSI y no funciona.

•

Lo más probable es que la tarjeta controladora SCSI no soporte este tipo de discos duros. Sustituir la tarjeta controladora SCSI por una más moderna que soporte este modo de funcionamiento.

El disco duro ya estaba instalado y funcionaba correctamente hasta el momento de la avería. El disco duro no funciona y no • Es posible que con las vibraciones de la caja o hace ningún ruido aparente. alguna manipulación en el interior de la caja se haya desconectado el cable de alimentación. Conectar correctamente el cable de conexión. El disco duro gira, pero la luz • Es posible que con las vibraciones de la caja o HD no se enciende y la BIOS alguna manipulación en el interior de la caja se detecta un error en la haya desconectado el mazo de cables de conexión, controladora del HDD. conectado al revés, o mal insertado en el conector. Conectar correctamente el cable de conexión. El disco duro gira • Una vez descartada una mala conexión del disco aparentemente, pero al duro, procederemos a instalarlo en el canal IDE iniciarse el ordenador nos secundario para descartar una avería en el canal indica que se ha producido un IDE. Si el fallo persiste, lo más probable es que se error al inicializar el HDD. haya producido una avería en la controladora interna (circuitería interna) del disco duro. • Si el sistema no está muy bien ventilado, es posible que alguno de los servomotores de las cabezas o 134

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El disco duro funciona aparentemente bien, pero se producen múltiples errores de lectura en la unidad.

El disco duro es SCSI y funcionaba correctamente, hasta que instalamos una tarjeta nueva en el sistema.

discos de HDD se haya sobrecalentado y por tanto, haya dejado de funcionar. En cualquiera de los casos descritos, se debe proceder a la sustitución del HDD por otro nuevo. Antes de realizar una sustitución, es conveniente asegurarnos del mal funcionamiento del HDD, y para ello, lo mejor es montarlo en otro equipo para ver si persiste el problema. • Es posible que por algún golpe se haya deteriorado la superficie del disco duro. Analizar el disco con el scandisk. o Si los errores encontrados son pocos y con el tiempo dejan de producirse más, no es necesario sustituirlo. o Si los errores son múltiples y están distribuidos por varias zonas del disco duro, lo más probable es que, aunque sean marcados como erróneos por el scandisk, éstos se vayan multiplicando y por tanto, lo mejor es sustituir el disco duro. o Si disponemos de algún software que nos permita formatear a bajo nivel el HDD (algunas BIOS lo incorporan), antes de desestimar el disco duro, podemos darle formato a bajo nivel. Si el software realiza la operación con éxito, sin mostrarnos algún mensaje que nos indique que existen múltiples errores en el disco, podremos instalar de nuevo el sistema operativo en el disco y esperar que los errores se hayan estabilizado, y por tanto, podremos seguir utilizando el disco duro. • Las tarjetas controladoras SCSI antiguas no eran PnP y por tanto, si se instala una nueva tarjeta en el sistema, es posible que se interfiera con la controladora haciendo que el disco duro y cualquier dispositivo conectado a ella deje de funcionar. Para solucionar este conflicto deberemos tener en cuenta si la tarjeta que hemos insertado nueva es o no PnP: o La tarjeta es PnP. En este caso, la única solución es cambiar la configuración de los jumpers de la controladora SCSI modificando, en primer lugar la IRQ utilizada, y si persiste el problema, las direcciones de memoria utilizadas por la controladora. o La tarjeta no es PnP. En este caso (el más común) podremos alterar la configuración de ambas tarjetas. Lo más conveniente es comenzar variando la configuración de la tarjeta última que se insertó en el sistema. 135

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El disco es SCSI y funcionaba • bien hasta que conectamos un nuevo dispositivo SCSI en la controladora SCSI.

Lo más probable es que la dirección o puerto SCSI utilizado por el nuevo dispositivo coincida con la del disco duro (normalmente la dirección ‘0’). La solución es cambiar la dirección del nuevo dispositivo por una que esté libre, por ejemplo la número ‘7’.

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4.3 CD-ROM 4.3.1 Principio de funcionamiento Las unidades de lectura CD-ROM utilizan para su funcionamiento el principio óptico de la reflexión de la luz. Un disco CD-ROM tiene una superficie con propiedades ópticas de forma que unas zonas de dicha superficie reflejarán la luz y otras no. La unidad lectora por su parte generará un haz de luz láser de baja intensidad, que se enviará sobre la superficie del disco, este haz será reflejado o no dependiendo del lugar de la superficie del disco en la que incida. Cuando el rayo láser enviado por la unidad lectora, incide en una zona reflectora de la superficie del disco, será reflejado y continuará su recorrido en sentido inverso, es decir alejándose del disco y volviendo hacia la unidad lectora por un camino próximo al que llegó. La unidad lectora dispone de un sensor capaz de detectar si el haz de luz ha sido reflejado o no. La reflexión o no de un rayo determinará que se haya leído un dato correspondiente a un cero o a un uno lógico. Para realizar este proceso la unidad lectora dispone de una cabeza óptica denominada OPU (Óptical Pick-up Unit). Dicha cabeza dispone de un generador de luz láser de muy baja potencia que se envía casi perpendicularmente hacia la superficie del disco y un detector óptico que detectará si el rayo de luz láser ha sido reflejado en dicha superficie. Además dispone de una lente con la misión de desviar dichos rayos de forma que su Ilustración 4.41 CD-ROM sin tapa superior trayectoria sea la adecuada para llegar al detector óptico tras todo el recorrido y corregir las pequeñas desviaciones entre la distancia del CD-ROM y la OPU . A esta operación la denominaremos enfoque. Teniendo en cuenta que el generador de luz y el sensor de luz no pueden estar físicamente en el mismo lugar, el rayo de luz no debe volver exactamente al lugar de donde salió por que no sería detectado. Así que el rayo de luz láser no incide exactamente en dirección vertical a la superficie del disco, sino que es casi vertical para que al reflejarse varíe su dirección hacia el detector.

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Disco demasiado alejado Disco Rayo desenfocado

Lente

Rayo enfocado

Sensor Rayo optico laser

OPU

OPU Ilustración 4.42. Esquema del enfoque de una OPU

4.3.2 Características de un lector óptico Los CD-ROM no utilizan el sistema de pistas concéntricas utilizados por los discos duros. Utilizan una única pista con forma espiral que parte de la zona mas interna del disco y va envolviéndose a si misma 22.188 vueltas hasta llegar a la zona mas externa del disco. Esta pista tiene un ancho de 0,6 micras, obteniendo capacidades de 640 MB de datos o 74 minutos de audio/vídeo, equivalente a unas 150.000 páginas de información, o la información contenida en 1.200 disquetes. Para la exploración de toda la superficie del disco se utiliza el mismo sistema que se utilizó con los discos flexibles. Un motor hace que el disco se ponga a girar, y la cabeza se desplaza en sentido perpendicular a la pista movida por un mecanismo del tipo tornillo sin fin.

Ilustración 4.43. Detalle del tornillo sin fin

Para la carga y extracción de los discos el sistema más utilizado es una bandeja de carga motorizada, dicha bandeja actúa sobre unos sensores que indican a los circuitos

138

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del lector que se ha introducido un disco. A continuación el lector intentará averiguar si hay un disco en la bandeja, para ello la OPU se desplazara hacia la zona mas interna del disco y enviara un rayo de luz cuya reflexión le indicará que el disco esta disponible en la bandeja. Durante esta operación la lente se desplazara automáticamente realizando los movimientos necesarios para asegurar el enfoque, corrigiendo de esta forma posibles desviaciones de la distancia entre dicha cabeza y la superficie del disco. Ilustración 4.44. CD-ROM y CADDY

Otras técnicas para la carga de discos es la utilización de obteniendo capacidades de 640 MB de datos que es una especie de funda en la cual se inserta el disco para posteriormente insertar el CADDY en la unidad. Esta técnica se ha utilizado sobre todo en las grabadoras SCSI. Ilustración 4.45. CADDY Últimamente se está utilizando la técnica SLOT -IN en la cual el disco es absorbido al acercarlo a la entrada. Esta técnica se utiliza sobre todo en los lectores para automóviles y DVD. Tiene la ventaja de que no se puede dañar la bandeja accidentalmente debido a un golpe.

4.3.2.1

SEGURIDAD

En muchos casos conviene comprobar de forma visual que la OPU funciona de forma correcta. Esta operación entraña cierto peligro ya que se emite un rayo Láser que aunque es de pequeña potencia, puede ser perjudicial para la vista, hay que evitar tanto la exposición directa como la exposición continuada del mismo. A continuación se muestran algunos avisos de seguridad que se pueden encontrar.

Tabla 4-10

139

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La forma correcta de observar la OPU en funcionamiento es según muestra la figura:

Rayo Laser

1.

45º

de ás M

15

s cm

A más de 15 centímetros de distancia. 2. Con un ángulo de 45 º con respecto a la normal. Hay que realizar la observación en el menor tiempo posible.

90º

Ilustración 4.46. Observación correcta de la OPU

4.3.2.2

Velocidad de transferencia

La velocidad de transferencia de estas unidades ha ido variando con el avance de la tecnología, las primeras unidades tenían una velocidad de transferencia de 150 KB/s y se denominaron de simple velocidad, posteriormente han ido apareciendo unidades 2X (2 x 150 = 300 KB/s), 4X, etc. De esta forma una unidad de 44X tendrá una velocidad de transferencia de datos de 44 X 150 = 6600 KB/s. Otro factor que afecta a la velocidad es el buffer o caché. Hoy en día, la mayoría de los lectores incluyen 128Kb de memoria caché, aunque cada día son más los que elevan esta cantidad a 256Kb, e incluso algunos hasta 512Kb. Cuanto mayor sea el tamaño, mejor será el funcionamiento, ya que los datos en un CD-ROM se graban de forma continua y no tiene los problemas de dispersión de ficheros que tienen los discos duros.

4.3.2.3

Controles • • • •

Piloto indicador: Se enciende cuando se buscan o transfieren datos. Botón de expulsión/inserción. Control de volumen. Salida de auriculares En los modelos más caros podemos encontrar otros como play, avance, retroceso, stop, etc.

4.3.3 Sistemas CAV y CLV Los lectores antiguos inferiores a 8x utilizan normalmente el sistema CLV (Constant Linear Velocity). Para mantener esta velocidad linear a lo largo de toda la espiral de datos, la velocidad de movimiento de los datos debe ser más lenta en la parte exterior del disco (diámetro grande) que en la zona interna (diámetro pequeño), se trata de que siempre tarde lo mismo la cabeza en leer longitudes iguales de datos. Esta adaptación de la velocidad de la cabeza para cada posición en el disco requiere un tiempo mínimo para estabilizarse que hace que este sistema sea un poco más lento, aumentando el tiempo medio de acceso a los datos. En el sistema CAV (Constant Angular Velocity), el régimen de revoluciones permanece invariable sea cual sea la posición de la cabeza en el disco. Este sistema por el contrario tiene el inconveniente de que el tiempo de acceso a los datos es diferente en la zona exterior que en la zona interior, ya que tardará lo mismo en leer los datos de una 140

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revolución completa tanto en la zona exterior como en la interior, pero teniendo en cuenta que la cantidad de datos en la zona exterior es mucho mayor que en la zona interior llegaremos a la conclusión de que la velocidad de acceso a los datos dependerá de la zona en la que se encuentren dichos datos. De este modo el tiempo de acceso a los datos en la zona exterior del disco es mucho mayor que en la zona interior. Dicho de otra forma la transferencia de datos en el sistema CAV es variable.

Ilustración 4.47. Mecánica del CD-ROM

4.3.4 Sonido con CD-ROM La unidad lectora de CD-ROM dispone además de las conexiones típicas de datos y alimentación comunes a los discos duros de una conexión añadida para la función de sonido. Recordemos que una unidad lectora de CD-ROM no se diferencia mucho de una unidad lectora de música para Compact Disc. De hecho es perfectamente capaz de leer los Compact Disc comerciales independientemente del microprocesador o cualquier otro elemento del ordenador. Podemos coger una unidad, alimentarla con una toma de alimentación externa o fabricada por nosotros, y utilizarla como un reproductor de música encima del mueble del salón sin que haya ningún ordenador en el lugar de reproducción. Para oírlo estaremos limitados a la conexión para auriculares que suelen incorporar en la parte frontal (o la salida de audio de la parte trasera). Esto es así porque la unidad no incorpora ni el amplificador ni los altavoces necesarios para oírlo sin los auriculares. Pero si nos fijamos en los conectores de la parte trasera veremos la conexión para audio. Esta conexión es una salida de audio estándar que nos permitirá llevar la música que reproduce el grabador a cualquier amplificador. Si cogemos el grabador que hemos dejado encima del mueble en el párrafo anterior y nos preparamos un cable para conectarla a la entrada auxiliar de nuestro equipo de música podremos oír perfectamente la música por los altavoces de nuestro equipo de música.

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Evidentemente no es habitual conectar la unidad lectora del ordenador sin el ordenador al equipo de música, pero ilustra perfectamente lo que vamos a hacer en el interior del ordenador. Si nos fijamos en la tarjeta de audio de nuestro ordenador veremos que incorpora una entrada auxiliar de sonido ya que entre otras funciones incorpora un amplificador de audio que nos permitirá amplificar la fuente de sonido Ilustración 4.48. Conectores traseros introducida por esta entrada. Lo que hay que hacer es conectar la salida de audio de la parte trasera del lector a la entrada de audio de la tarjeta de sonido. Para ello hay que consultar las instrucciones del manual de la placa para localizar la situación de dicha entrada de audio. Con esta operación se pueden oír los Compact Disc musicales desde el propio ordenador con un coste mínimo de recursos del sistema mientras continuamos con nuestro trabajo habitual. Existen varios formatos para estos cables de audio entre el lector y la tarjeta de sonido, y debemos asegurarnos de que tenemos el adecuado. Como norma podemos asegurar que si los conectores encajan entre sí el sonido funcionará. Así que en realidad se trata de que el cable debe tener los mismos conectores que los de la placa o unidad en los Ilustración 4.49. Estremo de conexión a la tarjeta de que se van a insertar. sonido de un cable de audio

Si a pesar de que los conectores encajan adecuadamente no conseguimos oír la música deberemos comprobar si los cables están situados en el orden adecuado en todos los conectores. Las posiciones habituales de los cables son las siguientes: Canal derecho

Masa

Canal Izquierdo

Ilustración 4.50 Conector de audio

142

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En caso de que los conectores coincidan pero los cables no coincidan en la posición, no se deteriorará ningún elemento, así que no hay que preocuparse por averiguar el orden correcto. El siguiente paso será indicarle a Windows que nuestra unidad la utilizaremos para la reproducción de CDs de música. Para ello en el panel de control abriremos la ventana “Propiedades multimedia” y la configuraremos según se muestra en la figura. Una vez que hemos conectado la unidad a la tarjeta de sonido, ya podemos oír música. Si introducimos un CD de música en la unidad, Windows la reconocerá automáticamente y aparecerá en la pantalla la siguiente ventana.

Ilustración 4.51. Configuración Multimedia

Ilustración 4.52. Reproductor de CD 4.3.5

Instalación de una unidad CD-ROM

1. Determinar si se va a instalar una unidad IDE o SCSI. 2. Si la unidad es SCSI necesitará una tarjeta SCSI, si ya tiene una tarjeta SCSI está servirá. 3. Al adquirir la unidad lectora, es conveniente asegurarse de que nos entregan un disco con los drivers y utilidades del fabricante. 4. Desconectar el ordenador de la red eléctrica. 5. Abrir la carcasa del ordenador. 6. Retirar los tornillos de fijación de la unidad antigua a la carcasa. 7. Retirar los cables de datos y de alimentación de la unidad antigua.

Ilustración 4.53. Conectores traseros de una unidad SCSI (Se aprecia el terminal resistivo característico de los buses SCSI)

143

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8. Configurar los jumpers que se encuentran en la parte trasera de la unidad que se va a instalar.

Ilustración 4.54. Conectores de Alimentación y BUS IDE

•

•

Si se trata de una unidad IDE tendremos las siguientes posibilidades: i. Elegir el canal primario o el secundario. 1. Ponerla como maestra 2. Ponerla como esclava. Si se trata de una unidad SCSI: i. Seleccionar el número de dispositivo para la controladora SCSI. ii. Es aconsejable dejar los números bajos para discos duros, y los altos para otros dispositivos como las unidades CD-ROM. Como el 7 suele utilizar la propia tarjeta, recomendamos utilizar el 6, 5, o 4 si es posible. iii. No hay que olvidar que el cable debe estar terminado por una terminación resistiva que normalmente se coloca en el último dispositivo de la cadena SCSI.

Ilustración 4.55. Conexión de 2 unidades SCSI

9. Conectar el cable de datos adecuado (deberemos asegurarnos de que el cable de color rojo, correspondiente al terminal número uno, se hace coincidir con la muesca de los conectores de la placa y del lector), si la unidad es IDE (recuerda que se pueden poner hasta 4 dispositivos IDE) y sólo Ilustración 4.56. Vista posterior de una unidad SCSI se dispone de un disco Externa duro que se encuentra en el primer canal IDE, lo aconsejable es poner la nueva unidad en el segundo canal IDE como maestro. 10. Conectar el cable de alimentación.

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11. Conectar el cable de sonido desde la unidad a la tarjeta de sonido (este cable nos lo proporcionará el vendedor en el momento de la adquisición del lector). 12. Colocar la unidad en su alojamiento dentro de la carcasa (hueco de 5 ¼”). Se introducen desde la parte frontal hacia el interior. Normalmente basta con retirar una tapa de la parte frontal que lleva un sencillo sistema de anclaje que se libera a presión simplemente con un Ilustración 4.57. Detalle vista posterior destornillador plano. Los cables deberán haber sido conducidos a través de esta abertura antes de conectarse a la unidad. Los pasos 9, 10 y 11 pueden hacerse en sentido inverso, dependiendo de la longitud de los cables y habilidad del operador. 13. Fijar la unidad a la carcasa utilizando los tornillos de la unidad antigua, o los que nos proporcionó el vendedor (es conveniente adquirir estos tornillos cuando se compra la nueva unidad para no llevarnos la desagradable sorpresa de que no tenemos tornillos de fijación cuando estemos en plena faena). 14. Cerrar la carcasa del ordenador y conectar a la red eléctrica. 15. Arrancar el ordenador. 16. Ahora hay que hacer que el sistema reconozca a la unidad CD-ROM que acabamos de instalar. • En MSDOS: a. Hay que instalar el controlador de CD-ROM. Normalmente el disco que acompaña a la unidad tendrá un archivo llamado: instalar.bat, instalar.exe, setup.exe, que utilizaremos para esta instalación. Estos archivos copian el driver en el disco duro, y modifican los archivos config.sys y autoexec.bat del ordenador. b. Reiniciaremos el ordenador y comprobaremos que todo funciona correctamente. • En Windows 3.XX a. Este sistema operativo reconoce el CD-ROM a partir de los instalados en MSDOS, así que habrá que proceder con la instalación en MSDOS según el apartado anterior, y no habrá ningún problema. • En Windows 95/98 a. Al arrancar el ordenador reconocerá el nuevo hardware y se instalará automáticamente. En caso de que no lo consigamos a la primera, habrá que hacerlo por el sistema de agregar nuevo hardware de forma manual. Si el sistema sigue sin reconocerlo, instalaremos el CDROM en MS-DOS y comprobaremos que funciona correctamente, posteriormente lo deberá reconocer Windows sin problemas. Un controlador erróneo o mal instalado suele provocar el bloqueo del sistema cuando el sistema intenta acceder a los datos de un CD-ROM. En este caso no hay más remedio que utilizar el controlador (driver ) original del fabricante.

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Si no tenemos espacio en el interior de la carcasa, siempre podemos ampliar el ordenador con una unidad CD-ROM externa, pero esta solución tiene un inconveniente, la velocidad de transferencia de datos es mucho menor ya que se conectan al puerto paralelo, y la velocidad de transferencia está limitada a la máxima que permite este puerto. Posiblemente en el futuro se fabricarán unidades externas para el bus USB.

4.3.6 Diagnósticos

4.3.6.1

Memoria Caché del CD-ROM

La correcta configuración de la memoria caché del CD-ROM permitirá que nuestro sistema lea más rápidamente los datos desde este dispositivo (ver manual del dispositivo). Para acceder a la pantalla de “configuración de Windows” , abrir en el panel de control la ventana Propiedades de Sistema. Seleccionar la solapa Rendimiento. Abrir la ventana “Sistema de archivos”. Seleccionar la solapa CD-ROM. Si tenemos más de 16 MB de RAM seleccionar el tamaño de caché suplementaria máximo. Abrir la persiana de Optimizar esquema de acceso para: y seleccionar la velocidad adecuada a nuestro lector de CD. En el caso de que nuestro lector sea más veloz que cualquiera de las opciones, seleccionar la mayor de las expuestas como se muestra a continuación.

Ilustración 4.58

Ilustración 4.59

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Ilustración 4.60

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4.4 DVD 4.4.1 La evolución del CD hacia el DVD El DVD es la evolución tecnológica del CD. El avance de la tecnología hace que el estándar del CD se quede anticuado. Utilizando la tecnología actual se puede disminuir sensiblemente el tamaño del espacio asignado a cada unidad de información (PIT) en forma de micro muescas en el disco, además los nuevos formatos de compresión han determinado la evolución del CD hacia el DVD. La calidad tanto de vídeo como de audio no tienen comparación con los formatos anteriores. La principal novedad del DVD es que se constituye como el primer dispositivo de almacenamiento masivo digital verdaderamente apropiado para vídeo. Su antecesor el Láser Disk o el propio CD tenían serios problemas de espacio que limitaban las posibilidades de las grabaciones, por ejemplo se Ilustración 4.61. Distancia entre marcas de necesitaban dos CD de 74 grabación en un CD-ROM y un DVD. minutos para visualizar una película entera. Tanto es así que en un principio las siglas DVD significaban Disco de Vídeo Digital. Pero en realidad el DVD tiene muchas más posibilidades, ya que se convertirá en el estándar de sonido, y también de datos. Estas posibilidades hacen candidato al DVD a ser el dispositivo universal de almacenamiento para todas las aplicaciones. Con estas perspectivas no tardó mucho en cambiar el significado de sus siglas para convertirse en Disk Versátile Digital que significa disco versátil digital, o también hay quien lo traduce como disco universal digital. Actualmente la interpretación de las siglas depende de la fuente, por ejemplo en el mundo del cine se le llama videodisco, mientras que las empresas de software insisten en llamarlo disco versátil digital. Las ventajas del DVD respecto al CD son la mayor capacidad de datos (hasta 17GB) y la mayor velocidad de transferencia de datos (1.352 KB/s => X1). Las dimensiones de los datos grabados en el disco son tan pequeñas que son comparables a la propia longitud de onda de la luz láser. Para disminuir la longitud de onda de la luz emitida en los lectores se ha sustituido la luz láser de 780nm utilizada en el CD por una luz láser de 640 nm. La distancia entre pistas del CDROM es de 1,6 micras mientras que en el DVD es de 0,74 micras. La longitud de cada dato grabado en un CD-ROM es de 0,83 micras mientras que en DVD es de 0,4 micras. Siendo la longitud de la espiral de datos en el DVD de unos 11 Km. Los DVD son más sensibles a los efectos del polvo o las huellas dactilares que los CD-ROM por esta rezón su almacenamiento y transporte debe ser especialmente cuidadoso. La conexión del cable de datos utilizada por las unidades DVD pueden ser IDE o SCSI, igual que en el caso de los CD-ROM o los discos duros.

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Disponen de una salida de audio analógica, y en algunos casos de una salida de audio digital (esta es de mayor calidad). Para aprovechar las mejores características de la salida de audio digital se requiere una tarjeta de sonido que admita dicha entrada de audio. Para la carga de los discos utilizan los mismos sistemas que las unidades CDROM. Pueden utilizar el sistema de caddies , bandejas motorizadas, o el sistema Slot In.

4.4.2 Tipos de DVD Además de un tamaño significativamente menor del espacio asignado a cada unidad de información, que permite aumentar la densidad de datos en la misma superficie, los DVD utilizan las técnicas de capas y la posibilidad de escribir en ambas caras. De esta forma podemos distinguir 4 tipos de DVD según su numero de capas y caras utilizadas: 1 cara 1 capa DVD-5 4,7 GB/33 min 2 capas DVD-10 9,4 GB/266 min 2 caras 1 capa DVD-9 8,5 GB/266 min 2 capas DVD-18 17 GB/481 min Tabla 4-11

Las caras son simplemente los lados de DVD, tiene dos caras la de delante y la de detrás. El término capas se refiere a capas de información en la misma cara. Puede tener dos capas, se trata de que la capa más externa será semireflexiva, permitiendo que parte de la luz láser del lector la atraviese para llegar a la segunda capa. La segunda capa es totalmente reflexiva y su principio de funcionamiento es semejante al de un CD-ROM. En realidad podrán fabricarse más capas dentro de una cara, pero por razones de compatibilidad se han limitado a 2. Ilustración 4.62. Detalle de las dos capas utilizadas en un DVD. El lector suele utilizar dos potencias de láser, una más débil para la capa más exterior y otra más intensa para la capa más interna. Luego mediante el enfoque adecuado con una lente holográfica de última generación más precisa que las utilizadas en los CD se accede a los datos de la capa deseada.

4.4.3 Formatos para DVD

4.4.3.1

DVD-ROM

Es el sustituto del CD-ROM. Se utiliza como soporte para la distribución de programas, y datos informáticos. Su capacidad va desde 4,7 GB hasta 17 GB, con velocidades de transferencia muy elevadas. Además puede leer CD musicales, y CDROM estándar. Los lectores antiguos de DVD no pueden leer los CD grabables, ya que estos utilizan una longitud de onda de 640 nm (rojo) en lugar de los 780 nm (infrarrojo) que

149

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utilizan los CD ROM normales. Los actuales DVD que pueden leer CD grabables utilizan dos láser, uno para leer los DVD y otro para los CD-R o grabables.

4.4.3.2

DVD-R

Es el sustituto del CD-R. Son DVD que se pueden grabar una sola vez.

4.4.3.3

DVD-RAM

Sustituto del CD-RW. Este formato admite la función de regrabación hasta 100.000 veces. De momento estos discos no se pueden leer en unidades lectoras de DVD. Dependiendo del número de caras utilizadas se distinguen los siguientes tipos: Type I -> doble cara -> 5,2 GB Type II -> simple cara -> 2,6 GB Se sigue utilizando la tecnología de cambio de fase para la grabación de los discos. Los DVD-RAM no pueden ser leídos por el momento en los DVD-ROM, por lo que de momento sólo se pueden leer desde las propias unidades grabadoras. Se encuentran en una especie de cajas similares a los CADDY de los CDs.

4.4.3.4

DVD-RW

Creado por TDK como sustituto del CD-RW. Este formato admite la función de regrabación, y no necesita de los láseres más potentes utilizados en los DVD-R y DVDRAM. Los formatos DVD-RAM y DVD-RW son incompatibles entre sí.

4.4.3.5

DVD-Audio

Formato para la industria musical. Este formato admite múltiples técnicas de sonido. Se consigue una elevada calidad de sonido gracias a la incorporación de formatos digitales como Dolby AC-3 [con el certificado THX (Tomlinson Holman Experiment)], MPEG-Audio, o PCM en sus dos formatos DTS (Digital Theater Systems) Digital Surround y SDDS (Sony Dynamic Digital Sound).

4.4.3.6

DVD-Vídeo

Formato para la industria cinematográfica, destinado al campo doméstico y futuro sustituto de los vídeos VHS. La grabación de una película de 2 horas a 25 imágenes por segundo ocupa 300GB de almacenamiento. Para reducir este tamaño se recurre a la compresión de las imágenes. La eficacia del sistema de compresión dependerá del tramado de las imágenes. Cuanto más simple sea una imagen menos espacio ocupará en el DVD, es decir más eficaz será la compresión aplicada. Por esta razón la relación entre el espacio requerido y la duración de una película será un valor relativo, que variará de unas películas a otras, pero a pesar de esto se puede calcular estadísticamente un valor medio que es el que se asigna cuando se da un dato como por ejemplo 4,7 GB/33 min. La reproducción de las películas en DVD requieren por tanto una descompresión que se puede hacer de 2 formas: • •

Por hardware (mediante componentes electrónicos) Por software (mediante algoritmos de programación)

150

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La descompresión por hardware se realiza mediante tarjetas descompresoras MPEG-2 que libera al microprocesador de la mayor parte de las tareas inherentes a esta descompresión, dejando suficientes recursos para otras aplicaciones. La descompresión por software requiere que todas las tareas inherentes a la descompresión las realice el microprocesador. Sólo los microprocesadores más potentes son capaces de realizar la descompresión con la suficiente velocidad para que la reproducción no se vea afectada por el retardo en el tiempo de descompresión. Las películas grabadas en DVD permiten: •

El formato 4:3 utilizados en TV y el formato panorámico 16:9 utilizado en el cine. • 8 doblajes diferentes. • 32 canales para subtítulos. • Sonido de alta calidad como el Dolby AC-3 muestreado a 48 KB/s compatible con el sistema Dolby Prologic que es el sistema surround estándar que se utiliza en las películas de Cine. • Multiángulo que permite la visión de una escena desde distintos ángulos. • Comentarios del Director en las escenas más importantes. • La división en capítulos para el avance y retroceso digital. • Y en general la inserción de actividades multimedia de entretenimiento, didácticas, etc., a las que se puede acceder desde diversas tomas de la película. El sistema de grabación de sonido en las películas de cine está compuesto por dos canales frontales de música (derecho e izquierdo), un canal central para los diálogos, dos canales traseros para efectos especiales (derecho e izquierdo), y un canal para frecuencias bajas (graves). Esta calidad de sonido es la que se disfruta habitualmente en una sala de cine. El sistema Dolby AC-3 une todos estos canales y los reduce a dos. Para recuperar y separar los canales originales es necesario disponer de un equipo de música que tenga el decodificador Dolby AC-3 al que se enviará la salida de audio del lector DVD.

4.4.3.7

Tamaño

Por último señalar que existen dos tamaños para los discos: 8cm y 12 cm y 1,2 mm de espesor. Los de 8cm prácticamente no se utilizan.

4.4.3.8

Conclusión

Existe una diversidad de formatos no compatibles entre sí que desconcierta y confunde a los usuarios. La razón de esto es que el DVD está aún en sus inicios, y además debe satisfacer a todas los sectores afectados. Por ejemplo las empresas del mundo cinematográfico demandan sistemas antipirateo eficaces, mientras que las empresas de software no quieren oír hablar de este tema. En cuanto a las unidades regrabables, como se ha visto existen dos modelos incompatibles entre sí, habrá que esperar a que el mercado se decante por una de las dos como ocurrió con los formatos Beta y VHS en los vídeos domésticos. La velocidad estándar para una unidad DVD 1x es de 1,38MB/s. Para indicar velocidades superiores los fabricantes han optado por utilizar la misma forma de múltiplos que en los CD, y la misma nomenclatura 2x, 4x, 8x .... Para calculara la velocidad indicada por la unidad de DVD se multiplica el factor indicado por el valor 1,38MB/s correspondiente al de simple velocidad.

151

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4.4.4 La tarjeta descompresora MPEG-2 El MPEG-2 es un formato de compresión digital de vídeo utilizado por los DVD y por sistemas comerciales de emisión vía satélite como el utilizado por Canal Satélite Digital, o Vía Digital. Se trata de un sistema de compresión muy eficaz, pero con pérdidas de calidad, por esta razón a veces aparece en la imagen granulado o perfiles poco definidos. Las tarjetas descompresoras MPEG-2 leen la señal de video y sonido comprimida con el estándar MPEG-2, desde un bloque de la memoria RAM del ordenador y, a partir de esta, obtiene las señales de vídeo sonido y control originales. La señal de vídeo se utilizará para sobrescribir con la técnica overlay (sobreimpresión del vídeo decodificado) el área de la pantalla correspondiente, en este caso el monitor se conectará a la tarjeta descompresora MPEG-2 Otra posibilidad es enviar la señal de vídeo decodificada a la memoria de la tarjeta de vídeo a través de bus (PCI o AGP). Este método tiene el inconveniente de utilizar más recursos del sistema. La señal de audio se enviará a la tarjeta de sonido o a un equipo externo con el decodificador Dolby AC-3

4.4.5 Sistemas antipirateo

4.4.5.1

Control de zonas

Es un sistema de seguridad opcional mediante el cual un disco DVD funcionará en determinados reproductores, mientras que en otros no. Las empresas del mundo discográfico están recelosas del sistema DVD para la distribución de sus títulos, por la facilidad para el pirateo que ofrece este sistema. Una de las exigencias de la distribución de películas Norteamericanas es que cuando sale un nuevo título este es emitirá primero en su país, y solo después de un tiempo se distribuye a otras zonas del mundo. Por esta razón se han asignado 6 zonas regionales en todo el mundo para la compatibilidad de DVD, de forma que los estándar utilizados en cada zona sean incompatibles entre sí. A pesar de esta división geográfica hay fabricantes como SAMSUMG que ha sacado al mercado una unidad lectora compatible con todas las zonas. España pertenece a la zona 2. Para la incompatibilidad de las distintas zonas geográficas se utilizan los códigos de zona que son claves que se escriben en el DVD y evitan importaciones ilegales. Por esta causa hay que ser cautos en caso de su compra por Internet.

4.4.5.2

Control anticopia

Estos sistema aún no se han estandarizado, pero las opciones más probables son las siguientes: •

•

CPS Analógico (de Macrovisión). Control analógico anticopia para evitar la copia desde nuestro DVD hacia un grabador VHS. Se trata de modular la señal de color con el sistema Colorstripe en los impulsos de borrado que afecta al circuito de CAG (nivel de grabación automático) y de sincronismos del reproductor. CGMS (Copy Generatión Management System). Para el caso de grabaciones digitales. Basado en códigos de protección dominados I-frames en un número elevado de secuencias que especifican si los fragmentos pueden o no ser copiados.

152

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• •

CSS (Content Scrambling System). Se trata de una codificación de los datos para evitar la lectura directa de las imágenes desde el disco. Eliminación de la opción guardar del programa de aplicación utilizado para ver el vídeo.

• •

Control del pirateo desde el sistema operativo. Separación del bus de datos del DVD del resto de buses del ordenador. Además de los sistemas anticopia los DVD disponen de la posibilidad de eliminar determinadas escenas clasificadas de forma que estas no se verán durante la reproducción de la película. A esta opción se la denomina control paterno, y sirve por ejemplo para eliminar secuencias de contenido erótico simplemente pulsando un botón.

4.4.5.3

Sistemas alternativos

La firma Circuit City ha desarrollado para las películas en Estados Unidos el sistema Divx (Digital Vídeo eXpress) como una alternativa que hace la competencia a los formatos estándar DVD para la industria del cine americano. Aunque las restricciones impuestas a la utilización de las películas por este sistema hace que no sea muy popular, también tiene en contra el coste social, ya que su sistema es tan eficaz que desaparecerían los videoclubs. Los lectores gestionan el pago por visión y la compra a través de la línea telefónica con los propios distribuidores de las películas. Los lectores Divx pueden leer películas en formato DVD estándar pero no al revés. El gobierno de Estados Unidos tiene la patente de este sistema de codificación por lo que restringe su utilización por parte de los fabricantes.

153

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4.5 La grabadora de CD 4.5.1 Principio de funcionamiento Los CDs comerciales se fabrican por un proceso matricial (a partir de una matriz), que por estampado conforma la superficie de los discos de poli carbonato que posteriormente se metalizan con aluminio y se cubren con una capa protectora, de forma que los datos quedan grabados en forma de pequeñas superficies reflectoras o no de la luz, conformando de esta forma los ceros y unos lógicos en el disco que posteriormente leerá la unidad reproductora en nuestro ordenador. Este procedimiento tiene las ventajas de ser muy rápido y muy barato. Evidentemente este proceso no puede realizarse en la grabadora de nuestro ordenador. Nuestra grabadora utiliza discos vírgenes en los cuales toda la superficie es inmaculadamente reflexiva, es decir, toda la superficie del disco refleja la luz. Básicamente lo que debe de hacer nuestra grabadora es dejar intacta la zona en la que se desea escribir un uno lógico, mientras que si lo que quiere es escribir un cero, debe alterar la zona correspondiente de la superficie para que no refleje la luz. Para ello dispone de dos potencias en el rayo láser de 4 y 11 mW, una menor para la lectura y otra mayor para la escritura. De esta forma al escribir un cero emite un haz intenso de luz láser que al incidir sobre el substrato de grabación del disco lo “quema” alcanzando una temperatura de 250 ºC, consiguiendo de esta forma alterar las propiedades ópticas de dicha zona. El substrato está formado por una base de poli carbonato transparente que deja pasar limpiamente la luz del láser. Por una de las caras del disco se aplica una capa de Phthalocyanina, sustancia que cambia sus propiedades reflexivas cuando se recalienta por un rayo láser. Por último se aplica una capa de oro que es fijada al disco mediante una laca especial que además protege el disco de posibles arañazos. Sobre esta última capa también se puede aplicar la serigrafía que también ayuda a proteger el disco de arañazos indeseados. De esta modo conseguimos grabar un disco virgen de tipo CDRecordable , pero Evidentemente dado el proceso destructivo empleado se imposibilita una segunda grabación. A este proceso se le denomina WORM (Write Once Read Many) una escritura múltiples lecturas. Para poder grabar y borrar los datos como se hace en las unidades regrabables se utiliza el principio físico de cambio de fase en un material policristalino (no destructivo del substrato). Este sistema es una patente de PANASONIC y es el único dispositivo óptico con capacidad de sobre escritura utilizando únicamente un láser. Para poder grabar repetidamente sobre un mismo CD hay que utilizar discos del tipo CD-Rewritable compuestos por una aleación de plata, indio, antimonio y telurio formando una estructura policristalina, de forma, que al calentarla por encima de su temperatura de fusión, unos 500-700ºC, con un rayo láser de unos 14 mW de potencia funde el material del substrato entrando éste en una fase amorfa no cristalina con unas propiedades de reflexión muy inferiores a las del estado cristalino. Para el borrado de datos, se calienta el substrato hasta alcanzar una temperatura inferior a la de fusión de unos 200ºC durante un tiempo determinado, en la cual los cristales vuelven a su estado cristalino original. El borrado total de un disco dura unos 37 minutos. Para sobrescribir directamente se combinan las técnicas de escritura y borrado. El problema de los discos CD-RW es que reflejan menos luz que los CD-R, por lo que sólo las unidades de CD que soportan "MultiRead" (multi-lectura) pueden leerlos (la mayoría de las unidades modernas soportan este estándar). Algo parecido ocurre con

154

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muchas unidades DVD, que para leer estos discos necesitan un láser de longitud de onda dual (780 nm (infrarrojo) y 640 nm (rojo).

4.5.2 Formatos Los formatos principales para grabación son: UDF, MULTIREAD y RAW. UDF (Universal Disc FORMAT): Formato de disco universal. Permiten grabar datos en discos de forma incremental, llamado también PACKET WRITING (escritura por paquetes), por lo que no es necesario grabar todo el contenido del disco de una vez, sino que podemos dejar la sesión abierta y añadir datos a los ya grabados en futuras sesiones. En este sistema al final de cada sesión de grabación se escribe una VFAT (Tabla de asignación de archivos virtual) en la que indica la colocación de los ficheros grabados en la sesión actual, junto a la de los ficheros de sesiones anteriores. Este sistema permite posteriormente borrar ficheros aislados. Multiread: Los lectores de CD-ROM compatibles MULTIREAD son capaces de leer los discos grabados en formato UDF. Los discos utilizados para regrabar con estas unidades reflejan menos luz que los CDROM y los CD-R, por lo que se necesita que el lector pueda interpretar correctamente la luz reflejada por la superficie del disco. RAW: El formato RAW permite extraer pistas de audio de Compact Disc musicales. Permite ripear (extraer las pistas de audio para comprimirlas a formato MP3).

4.5.3 Otras grabadoras Existen grabadoras externas como la de Mitsumi 4820 portable external CD-RW Drive para el bus USB.

4.5.4 Software para grabadoras A continuación veremos las posibilidades de copia que nos ofrecen las unidades grabadoras de CD. Existen muchos programas para utilizar con una grabadora/regrabadora de CD, entre otros podemos citar Adaptec Easy CD, CDrwin, Nero, VOB CD Wizard, Corel CD creator, etc. En la siguiente figura se muestra la ventana de presentación Ilustración 4.63 del programa CDrwin. En general los programas para unidades grabadoras permitirán las siguientes opciones: • • • •

Duplicar un disco de datos. Duplicar un disco de música. Crear un disco de datos. Crear un disco de música. En las unidades para discos regrabables se añaden las siguiente posibilidades:

• • •

Formatear un disco. Borrar un disco. Utilizar un disco regrabable como una unidad más de lectura/escritura desde el “explorador de Windows” . 155

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Cuando se graba un disco de datos CD-R, tendremos las opciones de cerrar la sesión o dejarla abierta. En el caso de cerrar la sesión, no podremos volver a grabar más datos en dicho disco aunque aún quede mucho espacio libre en el disco. Cuando se ha dejado una sesión abierta, se puede ejecutar una siguiente operación de grabación de forma que los nuevos datos se grabarán a continuación de los datos de la sesión anterior, pero este disco no será utilizable desde un lector normal de CDROM hasta que la Ilustración 4.64 sesión se haya cerrado; sólo podrá ser visto su interior con el propio grabador de CDROM. Con el programa Adaptec se puede utilizar un disco regrabable como si fuera un disco más de lectura/escritura desde el “explorador de Windows” . Es necesario hacer un Formateo desde el propio Adaptec para que el sistema reconozca los datos como si se tratara de una unidad de almacenamiento masivo estándar (este formateo puede durar Ilustración 4.65 hasta 90 minutos en una grabadora de doble velocidad). De esta forma podremos utilizarlo como si fuera otro disco duro, podremos grabar datos en él sencillamente arrastrando dichos archivos o carpetas desde el “explorador de Windows” . De igual modo se pueden borrar archivos y carpetas, o crear carpetas. Adaptec incorpora un driver denominado “Adaptec Reader” que sirve para que nuestros CD regrabables puedan ser leídos por las unidades de otros ordenadores aunque no tengan unidades para discos regrabables. Bastará con instalar dicho controlador en el otro ordenador, pero solo funciona bien con las unidades compatibles Multisesión.

4.5.5 Fallos comunes a la hora de grabar CD La bandeja de carga no se abre: Seguramente hay algún programa que se está ejecutando actualmente y que ha capturado esta función, también puede ser el propio software de grabación. El proceso de grabación se interrumpe debido a un buffer vacío: Cuando se queda el buffer de datos (pila de datos) vacío se interrumpe la grabación y se estropeará el disco. Si el lector de CDROM es lento, y los datos están compuestos por muchos archivos pequeños o cuando la lectura del disco tiene muchos errores debido a la suciedad o arañazos en la superficie del disco, ocurre este error de buffer de datos vacío. Para evitar estos errores, conviene que durante la operación de grabación se cree una imagen del CDROM original en el disco duro, de esta forma, no importa que la lectura del CDROM original sea lenta, ya que cuando estemos grabando, la lectura de los datos se realizará del disco duro, que normalmente es muy rápido y no del CDROM

156

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original. Así, conseguiremos que el buffer del grabador no se vacíe debido a suciedad o arañazos en el CDROM original. Ninguna unidad lee los CD grabados excepto la nuestra: Esto ocurre cuando se ha dejado una sesión abierta, y no se trata de un error, simplemente el disco está aún en proceso de grabación. Se solucionará cuando se cierre la última sesión. También puede ocurrir esto con los regrabables. No lee los CD-ROM de color Verde: Los diferentes colores de las superficies de los CD-ROM indican diferentes materiales, con sus correspondientes propiedades de reflexión de cada uno. Los CD verdes son los de peores propiedades de reflexión, así que resultan los más difíciles de leer por las unidades. Un CD hace mucho ruido: esto lo produce seguramente por una vibración debida a una inestabilidad durante el giro del disco. Si se ha pegado un etiqueta adhesiva seguramente sea la culpable. También puede ser que la abrazadera de sujeción del disco esté defectuosa, pero en este caso el ruido lo producirán la mayoría de CD que se introduzcan en la unidad lectora.

4.5.6 Instalación de una grabadora de CDs con bus IDE

4.5.6.1

Inserción de la unidad grabadora en el ordenador

1. 2. 3. 4. 5.

Desconectar el ordenador de la red. Descargar la electricidad estática del cuerpo. Abrir la carcasa del ordenador. Localizar el hueco de 5 ¼” donde se alojará la unidad. Recomendamos para la conexión utilizar el canal secundario IDE y conectarlo como máster . 6. Insertar la unidad en el hueco elegido. Ilustración 4.66

4.5.6.2

Conexión de los cables a la unidad

Ilustración 4.67

7. Conectar el cable de alimentación.

Ilustración 4.68

157

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8. Conectar el cable de datos IDE a la unidad.

Ilustración 4.69

9. Conectar el cable de audio a la unidad.

Ilustración 4.70

10. Conectar los cables a los otros dispositivos: Tarjeta de audio, otros dispositivos IDE, etc (según cada caso particular). Cerrar la carcasa del ordenador.

Ilustración 4.71

158

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Ilustración 4.72

Ilustración 4.73

4.5.7 Instalación del software 11. Arrancar el ordenador. 12. Insertar el disco de instalación en la unidad A: 13. Arrancar el programa de instalación que generalmente tendrá el nombre Install.exe o Setup.exe 14. Seguir las instrucciones de la pantalla. 15. Proceder con la instalación en Windows 95/98.

4.5.8 Problemas que se pueden encontrar No suenan altavoces.

los Causa:

•

• Solución: •

•

No reconoce la unidad Causa:

•

El cable de audio no se ha conectado correctamente. La unidad falla. Verifica las conexiones del cable de audio, las conexiones de los altavoces, los controles de volumen y balance del controlador de Windows , que está activo el canal adecuado en la tarjeta de sonido. Conecta los auriculares a la parte frontal y pulsa el play para escuchar un CD de audio. De esta forma se comprueba de forma básica que la unidad funciona. El cable de alimentación no está bien

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o no se enciende el piloto indicador durante el arranque del sistema. El sistema no reconoce Causa: a la unidad grabadora. El sistema reconoce la Causa: unidad, pero no reconoce los discos. El MSDOS no reconoce Solución: la unidad.

La bandeja de carga del Causa: disco no responde al botón de expulsión.

conectado. •

El cable de datos IDE no está bien conectado.

• •

El cable de datos IDE no está bien conectado. La unidad se ha roto.

•

Comprobar que en el autoxec.bat se encuentra la siguiente línea, u otra similar: C:\path\msCDex.exe /d:msCD001 /M:8 /V • Comprobar que en el fichero config.sys se encuentra la siguiente línea u otra similar: Device=C:\path\sbide.sys /D:MSCD001 /V /P:1F0,14 • Una aplicación que se está ejecutando actualmente la tiene capturada esta función. • El cable de datos IDE no está bien conectado. Tabla 4-12

4.6 Copias de seguridad Existe una gran variedad en la oferta de unidades de backup para la realización de la copias de seguridad de los datos. De hecho la elección de la unidad adecuada es un factor determinante en el diseño de un sistema, en el que los datos tienen un valor inestimable. A un sistema de copias de seguridad se le debe pedir que admita grandes capacidades de almacenamiento, alta fiabilidad, larga duración del soporte, alta velocidad de transferencia de datos, bajo coste por MB de almacenamiento, interfaz sencillo, y software especializado que evite al máximo el error humano.

4.6.1 Conexión de las unidades al ordenador Dentro de la amplia gama de las unidades de backup que se pueden encontrar en el mercado, podemos diferenciar en cuanto a la conexión del dispositivo con el ordenador los siguientes grupos: •

• • •

Unidades externas con conexión al puerto paralelo: Las unidades externas en general tienen la ventaja de que son portátiles con lo que se pueden llevar los datos de un ordenador a otro de forma muy sencilla. El mayor inconveniente de esta conexión es que el puerto paralelo alcanza una transferencia máxima de los datos de 3,3MB por minuto. Cuando se utiliza el puerto paralelo, hay que asegurarse que se ha seleccionado en la BIOS el modo EPP o ECP del puerto paralelo. Unidades con conexión a un bus SCSI: Este es muy rápido y asegura una transferencia de datos muy elevada. Se utiliza tanto unidades externas como internas. Unidades con conexión al bus IDE: Es un bus rápido aunque no tanto como el SCSI. Solo se utiliza con unidades internas. Unidades con conexión al puerto USB: Son unidades portátiles que utilizan las ventajas de este puerto para la transferencia rápida de los datos. Dada la popularidad que están tomando estas unidades, es presumible que en el futuro

160

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dejen de fabricarse las unidades con conexión al puerto paralelo, produciéndose una migración hacia este puerto que ofrece características muy superiores.

4.6.2 Unidades para copias de seguridad Entre los dispositivos más conocidos para la realización de copias de seguridad podemos citar los siguientes: • • • • •

Unidades ZIP de la empresa Iomega. Unidades Streamer o unidades de cinta Discos duros extraíbles Unidades MO (magneto ópticas) Grabadoras de CD.

4.6.3 Políticas para copias de seguridad Las copias de seguridad deben realizarse periódicamente ya que ningún sistema está libre de una eventual avería o error humano. Se trata de un proceso que lleva varias horas generalmente, ya que los volúmenes de datos son cada vez más grandes, y además tiene el inconveniente de que necesita prácticamente toda la potencia del microprocesador central para realizar la operación, dejando el ordenador inutilizable para otras aplicaciones mientras se realiza la copia de seguridad. Una posible política para las copias de seguridad es su realización diaria en una empresa para salvaguardar la integridad de los datos. Esto implica que durante un periodo diario, generalmente el de menor actividad en el ordenador, se realizará la copia. Para asegurar los datos puede utilizarse un soporte diferente para cada día de la semana, por ejemplo uno para el lunes, otro para el martes, y así sucesivamente. De esta forma a la siguiente semana se sobrescribirán los soportes diarios con los nuevos datos. La ventaja de este sistema es que si hay una avería con pérdida de datos, y además ha influido de alguna forma en la última copia de seguridad tomada, el resultado será que hemos perdido los datos, pero como tenemos en un soporte diferente la copia de seguridad del día anterior, la gran mayoría de los datos se podrán recuperar, a falta únicamente de los datos generados el día de la avería. El mayor inconveniente de esta política para copias de seguridad es la cantidad de tiempo requerido en cada proceso de copia. Por ello se utiliza generalmente un sistema incremental de datos. En un sistema incremental de datos se puede seguir la siguiente política de copias de seguridad: El primer día de la semana se realiza una copia de seguridad completa del sistema, lo que implica una duración del proceso para este día igual a cualquiera de los días del caso anterior. El segundo día de la semana, sólo se copiarán los datos generados ese día, con un ahorro de tiempo muy significativo. Los demás días de la semana se proseguirá con el sistema de copia incremental copiando únicamente los datos generados cada día. Este modo de funcionamiento complica un poco la restauración de los archivos en caso de que sea necesario. Ya que implica que primero se restaurarán los del primer día de la semana, después los del día siguiente, y así hasta el último día. Además no se puede continuar con un proceso de copia incremental indefinido, ya que si han pasado muchos días el modo la restauración de archivos será muy complicado, y perderemos fiabilidad en los datos.

161

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Por esta razón lo recomendable puede ser que al comienzo de cada semana o periodo elegido se realice una copia de seguridad completa, y durante las siguientes sesiones de copia del periodo se utilice el sistema incremental de datos. Supongamos que hemos elegido un soporte de cinta para la copia de seguridad, donde los datos se guardan de forma secuencial. Al comenzar el periodo se realiza la primera grabación con todos los datos del sistema, esto se grabará automáticamente al principio de la cinta, al día siguiente se utilizará el proceso incremental de datos, con lo que los nuevos datos se grabarán a continuación del último dato que se grabó en la sesión anterior y así sucesivamente aumentando la capacidad utilizada en la cinta. Como se ve el sistema de grabación incremental de datos necesitará mas espacio en el soporte que el sistema convencional.

4.6.4 Los más utilizados Pero las empresas ante todo necesitan fiabilidad y rapidez, y en este sentido ganan las unidades MO, siendo las más fiables y con interfaz SCSI, las más rápidas. En cuanto a popularidad seguramente las unidades ZIP hayan sido los soportes más utilizados para la grabación de copias de seguridad, pero actualmente tienen una fuerte competencia por parte de las grabadoras de CD en el sector doméstico.

4.6.5 Tecnología MO Los discos MO (Magneto Optical) utilizan un láser óptico y un campo magnético para la grabación de los datos. Los principales beneficios de esta tecnología son su alta fiabilidad y su bajo coste por MB almacenado.

4.6.5.1

Principio de funcionamiento

Los discos MO están cubiertos de un material especial que puede ser magnetizado, pero sólo a una temperatura cercana a los 300ºC, Hecho por el cual no le afectan los campos magnéticos a temperatura ambiente. Los dispositivos magnéticos normales como los discos duros y los discos flexibles, pueden perder los datos debido al efecto de campos magnéticos próximos. Utilizan un láser para calentar hasta 300ºC la superficie del disco durante la grabación de datos, permitiendo que de esta forma que los datos sean grabados mediante la aplicación de un campo magnético. Para la lectura se utiliza el mismo láser pero a baja temperatura.

Ilustración 4.74. Unidad 5.2 GB 5.25inch Magneto Optical External Drive de SONY

La cara grabada es altamente reflectiva debido al campo magnético aplicado. La luz láser se envía polarizada a la superficie del disco, si el área del disco donde incide tiene una carga positiva es reflectada en una dirección, pero si la carga es negativa, la polarización se rota ligeramente, lo que hará que un receptor (sensor) óptico detecte esta variación en la polarización de la luz.

4.6.5.2

Características generales

Otras ventajas de este sistema de grabación son: La información puede ser borrada y escrita hasta 10 millones de veces. Los discos MO tienen una esperanza de vida de 100 años. La velocidad de lectura y escritura es muy rápida . Velocidad de giro del motor de 3600 rpm. 162

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Tiempo de acceso 25 ms. 10 MB/s con interfaz SCSI.

4.6.5.3

Ejemplo práctico

Modelo RMO-S551/S de Sony ESPECIFICACIONES Model Number (Modelo) Product Category (Ext/Int) Maximum Capacity of Hardware (Capacidad de almacenamiento) TRANSFER RATE Sustained (Velocidad de transferencia sostenida)

RMO-S551/S Ext. MO Drive 5.2 GB 5.07 MB/s to 2.48 MB/s (5.2 GB media)

Burst Transfer Rate (Velocidad de transferencia 3.0 MB/s (Async., Max.) en modo ráfaga) Access Time (Tiempo de acceso) Latency (Tiempo de latencia) Disk Rotational Speed (velocidad de rotación del disco) Load Time (Tiempo de carga) Eject Time (Tiempo de expulsión) BUFFER MEMORY (Buffer de memoria) INTERFACE (Conexión) LOADING MECHANISM (Mecanismo de carga) RELIABILITY(Fiabilidad) MTBF * En este apartado se muestran MSBF parámetros estadísicos relacionados con MTTR la tasa de fallos Bit Error Rate Disk “FORMAT” (Formato de los discos) Rotational Mode (Modo de rotación) Modulation Code (Modulación de código) Dimensions (WxHxD) (Dimensiones) Weight (Peso) MOUNTING (Montaje) ACCESSORIES (Accesorios) One blank 5.2 GB MO disk Driver for Macintosh® systems Drive for Windows ® systems AC power cord User manual Power Requirements (Requerimientos de la red eléctrica de alimentación) Current Consumption (Consumo de corriente) Power Consumption (Consumo de potencia) Operating Temperature (Rango de temperatura de funcionamiento) Non-Operating Temperature (Temperaturas a las que deja de funcionar) Operating Humidity (Humedad de funcionamiento) Accoustic REGULATORY COMPLIANCE (conformidad con las siguientes normas de regulación)

163

25 ms (Avg., Typ.) 8.3 ms / 9.1 ms (Avg.) 3,300 rpm / 3,600 rpm 5.5 s 3.5 s 4 MB SCSI-2 Fast Motorized load and eject 100,000 POH More than 750,000 cycles 30 Minutes 10(-17) bits Continuous / Composite (ISO/IEC 15286) ZCAV: Zoned Constant Angular Velocity RLL (1,7) Run Length Limited Coding 8.37 x 2.87 x 11.62 inches 211 x 70 x 293 mm 10 lb 14.4 oz 4.9 kg Horizontal or Vertical Included Included Included Included Included 100 to 240 V AC +/- 10% 50 / 60 Hz +/- 5% 0.60 to 0.35 A (Max.) 40.0 W. (Max.) 40° F to 113° F 5° C to 45° C -22° F to 140° F -30° C to 60° C 10% to 90% (non-condensing) 45 db (A) (Max.) UL 1950 2nd Edition, USA CUL CSA C22.2 No. 950, Canada DHHS Laser Compliance 21 CFR Subchapter J, USA

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TUV Certification according to EN 60 950, Europe TUV Certification according to EN 60 825, Europe EN55022 Class B IEC801-2, IEC801-3 12 months fROM date fo purchase

Limited Warranty (garantía) Tabla 4-13

4.6.6 Unidades ZIP Se trata de unidades fabricadas por la firma Iomega. Existen muchos modelos para toda una gama de soluciones de backup, desde las más sencillas y lentas de bajas capacidades, hasta las más rápidas y de elevadas capacidades.

4.6.6.1

Distintas versiones

Existen versiones internas y externas, pero las más vendidas son las unidades externas con conexión al puerto paralelo. Se pueden encontrar actualmente con capacidades desde 100MB hasta 5,2GB. Pueden encontrase también unidades ZIP con conexión SCSI con una velocidad muy superior a las conectadas al puerto paralelo.

Ilustración 4.75 Soporte de datos ZIP

Existen modelos que son compatibles con los discos flexibles de 3 ½ como la LS-120. Estas unidades serían una buena opción a la disquetera de 3 ½. Se conecta a un bus EIDE y, al arrancar el ordenador, la reconoce automáticamente como una disquetera más, la asignará la unidad B: automáticamente. también se puede asignar la unidad A:, pero es necesario adquirir una tarjeta controladora especial. Permite escribir y leer discos flexibles de 3 ½ a más del doble de velocidad que una disquetera convencional. Utilizando discos LS de 3 ½ tiene una capacidad de 100MB.

4.6.6.2

Instalación de una unidad ZIP con conexión al puerto paralelo

1º Comprobar el material incluido en el KIT: Unidad ZIP, F.A. (Fuente de alimentación) externa, cable para el puerto paralelo, disco con utilidades y drivers para la instalación, manual de instrucciones. 2º Apagar el ordenador y desconectar el cable de la impresora del extremo conectado al puerto paralelo del ordenador.

164

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3º Conectar el cable paralelo incluido en el KIT desde la unidad ZIP hasta el puerto paralelo del ordenador. 4º Conectar el cable de la impresora (el extremo que se encontraba conectado al puerto paralelo del ordenador) a la unidad ZIP. Para poder imprimir la unidad ZIP deberá tener conectada la alimentación. 5º Conectar la F.A. a la unidad ZIP por el extremo de la clavija hembra, y a una toma de la red eléctrica por el extremo del otro cable preparado para tal fin. 6º Arrancar el Ordenador. 7º Configurar en la BIOS la opción PARALELL PORT MODE con el parámetro EPP+ECP y guardar la configuración. 8º Desde Windows 98 arrancar el disco de instalación que se incluye en el KIT. El programa instalará la unidad y le asignará la siguiente letra de unidad disponible. 9º Instalar las utilidades que se

Ilustración 4.76. Unidad ZIP

incluyen en el disco.

Ilustración 4.77. Vista posterior

165

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5 Tarjetas gráficas 5.1 El sistema gráfico. Los programas generan constantemente datos e imágenes que se ven en el monitor gracias al sistema gráfico. En el sistema gráfico podemos diferenciar varios elementos como el propio monitor, la tarjeta gráfica y los drivers o controladores software. Los tres deben tener características semejantes en cuanto a velocidad y capacidades de vídeo, ya que el elemento más lento de estos tres determinará las limitaciones del sistema grafico. El elemento más lento decidirá la velocidad del sistema y la resolución o profundidad de color será la del elemento Ilustración 5.1 Tarjeta gráfica inferior. El monitor visualiza la información que se genera en los programas. Los principales parámetros que determinan la calidad de un monitor son: el tamaño, la resolución, la profundidad de color y la frecuencia de trabajo. Los driver son programas preparados para que el programa principal se pueda comunicar adecuadamente con la tarjeta grafica.

5.2 Historia. En 1981 se lanzó el primer PC de IBM con un sistema grafico que solo podía trabajar en modo texto, es decir con los símbolos gráficos del código ASCII, que se denominó MDA(Monochrome Dispay Adapter). Seguidamente sacó el sistema grafico CGA(Color Graphics Adapter) con una resolución de 320x200 y una profundidad de cuatro colores. Este fue el primer sistema grafico verdadero que permitía crear dibujos e imágenes en la pantalla del ordenador. Constaba de una matriz de puntos con 320 columnas por 200 filas que abarcaban toda la pantalla del monitor. El número total de puntos de esta matriz era de 64.000; de esta forma cada vez que el procesador principal del Ilustración 5.2 Tarjeta gráfica ordenador creaba una imagen tenía que dibuja esos puntos en la memoria de vídeo. La razón de que el número de columnas fuera diferente al número de filas fue para intentar mantener la relación de aspecto 4..3 de una televisión. Como los datos en la memoria se escriben con bits que sólo pueden representar los valores 0 y 1, cada punto de la pantalla necesitaba 2 bits para asignar el color de cada punto: 00= primer color, 01= segundo color, 10= tercer color y 11= cuarto color. Así pues, el número de bits necesarios para dibujar una imagen completa era de 128.000 (dos bits de color para cada punto). Como en la memoria los bits se agrupan de 8 en 8 formando las bytes, necesitaba un cantidad de memoria igual a 16000 bytes (16 KB). Por esa misma época un fabricante independiente llamado Hércules sacó al mercado su propia tarjeta grafica con una resolución de 720x348 llamada HGF(Hercules Graphics Cards), fue muy popular ya que prácticamente doblaba la resolución de la CGA siendo muy adecuada para programas de CAD. 166

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En1984 IBM lanza su sistema gráfico EGA (Enhanced Graphics Adapter) con una resolución de 640x350 y una profundidad de color de 16 colores que en 1987 evolucionó al sistema gráfico VGA(Video Graphics Array) con una resolución de 640x680 y 16 colores que se convirtió en el estándar más popular de sistemas gráficos . A partir de este momento aparecen una gran cantidad de empresas independientes con sus propias tarjetas gráficas que genéricamente se denominaron superVGAs , extraVGAs, VGAs ampliados y VGAs extendidos, con resoluciones de 800x600, 1024x768, 1280x1024, 1600x1200 y mayores capaces de manejar 256, 32.768, 65.536 o 16.777.216 colores. Entre estos fabricantes uno de los estándar más extendidos fue el VESA (Video Electronics Standards Association) , TIGA, S3, ATI, etc. Finalmente la firma “3dfx” protagonizó la ultima revolución en sistemas gráficos con su tarjeta gráfica aceleradora 3D “Voodoo” que dio origen a una nueva carrera para obtener sistemas gráficos más veloces, potentes y eficaces que nos han llevado al momento actual. Hoy día la oferta de tarjetas gráficas es realmente amplia y variada.

5.3 Colores Al número de colores que una tarjeta puede mostrar en pantalla simultáneamente se llama paleta de colores. Si tenemos en cuenta que la resolución nos define las características en los ejes X e Y de la pantalla, el color define la profundidad (otra dimensión) de cada píxel describiendo el color de dicho píxel. Estos valores de color de cada píxel se guarda en la memoria de vídeo. Cuanto mayor sea el número de colores, mayor será la memoria de vídeo que necesitaremos. El número de colores de un píxel se guarda en forma de bits en la memoria. Cuantos más bits tenga asignado un punto para la representación de colores mayor será el número de colores de la tarjeta. Si llamamos n al número de bits asignados para el color, podemos calcular el número de colores con la fórmula: Número de colores = 2n 1 bit = dos colores 2 bits = 4 colores 3 bits = 8 colores 16 bits = 65.536 colores (color de alta calidad) 167

Ilustración 5.3 Gráfico con 1 bit de profundida de color

Ilustración 5.4 Gráfico con 8 bit de profundida de color B/N

Ilustración 5.5 Gráfico con 8 bit de profundida de color (256 colores)

Ilustración 5.6. Gráfico con 16 bit de profundidad de color

Ilustración 5.7. Paleta de colores

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24 bits = 16.777.216 colores (abreviando 16,7 millones de colores o color verdadero) Algunas tarjetas utilizan más de 24 bits para cada punto, pero sólo utilizan 24 para el color, los demás se utilizan para efectos de transparencia, sombreado, superposición, rendering, etc. Para la composición de un color lo que se hace es crear el color a partir de los tres colores básicos Rojo (Red), Verde (Green) y azul (Blue), utilizados en el sistema RGB. A partir de estos 3 colores básicos puede formarse cualquier otro color del espectro. Se guarda en memoria la cantidad de cada uno de estos colores que se utilizará para crear en la pantalla del monitor el color real que se le ha asignado a un píxel. Por ejemplo en formato 24 bits, se utilizarán 8 bits para el rojo, 8 bits para el verde, y 8 bits para el azul. Esta relación también se expresa como 8:8:8. indicando que dispone de 8 bits para cada color básico. Una vez que se han guardado en la memoria de vídeo las componentes RGB de cada punto, hace falta un elemento que sea capaz de convertir esta información digital (formada por bits) en una señal analógica real que se enviará al monitor para que dibuje dicho punto en su pantalla. El encargado de esta tarea es el RAMDAC. Este dispositivo convierte un número digital en un voltaje determinado y envía por tres terminales diferentes del conector de vídeo las señales R, G y B independientes hacia el monitor. También envía por otros terminales las señales eléctricas correspondientes a la información de sincronismos de final de línea y final de cuadro. Cuanto menor sea el número de colores de la paleta, el sistema gráfico trabajará más rápidamente, por esta razón en algunos juegos y aplicaciones se sacrifica el número de colores para obtener más velocidad en los cambios de las imágenes. Monitor Analógico Puerto 15 pines (DB 15)

DB15 Macho: Ilustración 5.8

DB15 Hembra: Ilustración 5.9

Contacto: Señal:

Descripción:

1

Rojo

Color Rojo

2

Verde

Color Verde

3

Azul

Color Azul

4

Masa

Puente a la patilla 10

5

Autotest

6

Retorno Rojo Masa color Rojo

7

Retorno Verde Masa color Verde

8

Retorno Azul Masa color Azul

9

No definido

10

Masa Digital

168

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11

Masa

Puente a la patilla 10

12

No definido

13

Sincr. Hoz.

Sincronismo Horizontal

14

Sincr. Ver.

Sincronismo Vertical

15

No definido Tabla 5-1

5.4 Resolución y frecuencia de refresco La mayoría de las tarjetas gráficas pueden trabajar con varias resoluciones mediante la utilización de varios drivers, o en algunos casos cambiando el modo de trabajo de un mismo driver. La matriz de puntos que forma la pantalla, debe ser actualizada continuamente, tanto para refrescar la imagen como para modificarla. No tarda el mismo tiempo en actualizar 640x480 puntos que 1600x1200. La frecuencia de refresco vertical es el número de veces por segundo que se refresca la pantalla, y determina la estabilidad y parpadeo que se producirán en la imagen, esta frecuencia de refresco se mide en Hz (Hertzios). Cuanto mayor sea esta frecuencia de refresco menor será la sensación de parpadeo de la pantalla y menor será el cansancio visual que se sufrirá. Las frecuencias con que se trabaja normalmente van desde los 60 a los 75 Hz. Existe una modalidad de trabajo denominada entrelazado para conseguir frecuencias de refresco mayores de las que realmente soporta la tarjeta. Se trata de refrescar primero las líneas impares y luego las pares, pero no es adecuado para la vista con lo que es preferible trabajar con un sistema gráfico no entrelazado.

Ilustración 5.10. Imágenes muestreadas a diferente resolución

5.5 Velocidad En programas de gestión como Word o Access utilizan sobre el 10 % del tiempo total en la actualización del sistema gráfico. Pero en programas gráficos el tiempo se eleva como mínimo hasta el 25 %. En realidad la velocidad del sistema gráfico depende de todos los elementos que intervienen en el proceso, incluido el propio programa de aplicación. En cuanto a la tarjeta gráfica, los factores que más influyen son el tipo de memoria, el procesador gráfico y el driver. La memoria normalmente será de tipo rápido, siendo destacable en este aspecto la VRAM (RAM de Vídeo) ya que dispone de dos puertos de comunicaciones de lectura/escritura simultáneo, que se comentarán en otro apartado. Los procesadores gráficos pueden ser de 3 tipos: controladores de imágenes (frame buffer), coprocesadores aceleradores, y coprocesadores programables. El funcionamiento de los controladores de imágenes se basa en que el procesador principal realizará todo el trabajo gráfico: control de ventanas, cursores, etc. Se limitan a la gestión y mantenimiento de la memoria para que la imagen pueda

169

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aparecer en el monitor. Por ejemplo, para dibujar un círculo, el procesador principal deberá encargarse de calcular cada uno de los puntos que formarán el círculo en la pantalla. Los coprocesadores aceleradores soportan un set (conjunto) de instrucciones fijas (fixed-function coprocessor), descargando al procesador de parte del trabajo gráfico. Para ello intercepta las llamadas relacionadas con los procesos gráficos y, si es capaz, realizará él mismo el trabajo; en caso contrario se las pasará al procesador principal. Para interceptar las llamadas lo que hace es capturar las interrupciones relacionadas con el proceso gráfico y cuando un programa realiza una llamada a esta interrupción la analiza para ver si puede ejecutarla, en caso contrario se la envía al sistema operativo. Así, por ejemplo, para dibujar una línea el programa aplicación realizará la petición de interrupción correspondiente e indicará que quiere dibujar una línea, dando como parámetros las coordenadas de los puntos inicial y final de dicha línea. Dado que los trabajos gráficos en Windows son limitados y muy repetitivos, y que el diseño de estos procesadores es muy simple, pueden obtener en las operaciones típicas de este sistema operativo rendimientos muy superiores a los de otros procesadores del tipo programable de la gama alta. En otros programas y especialmente con juegos su rendimiento no es comparable. Algunos de los más conocidos son: 86xxx de S3, P9000 de Weitek, P2000 de Primus technology, 82xxx de Chips and Technologies, Mach X de ATI, 90C3x de Western Digital, ET4000/W32 de Tseng Labs, y GD542x de Cirrus Logic. Los coprocesadores gráficos, son capaces de realizar cualquier tarea, ya que se trata de auténticos microprocesadores como el propio procesador central del ordenador, así que necesitará de las subrutinas necesarias para la ejecución de cada tarea. Estos necesitan su propia memoria de programa diferente de la memoria de vídeo. Es normal que le acompañen otros chips para que le ayuden en las tareas de modelización, zoom, rotaciones, etc. El bus de conexión es también un factor determinante a la hora de evaluar la velocidad de una tarjeta. Supongamos una tarjeta conectada al bus ISA de 16 bits. Era una buena conexión al principio de los PCs ya que la cantidad de datos gráficos utilizados era pequeña y la velocidad a la que se movían estos datos por todo el ordenador no era muy grande. Los ChipSet y lo procesadores aumentaban su velocidad con el tiempo, pero este bus por motivos de compatibilidad se siguió manteniendo. Llegó un momento en que la cantidad de datos se había multiplicado aumentando desproporcionadamente y estos datos cada vez viajaban a velocidades superiores. Los datos se moverán pues por el resto de los circuitos del ordenador como si fueran autopistas de alta velocidad y 32 carriles, pero cuando tienen que ir hacia la tarjeta gráfica simplemente se encuentran con la mitad de carriles y además con una limitación de velocidad de 8MHz; la consecuencia lógica son los atascos y la lentitud del sistema gráfico. Por ello salió después el bus PCI, como una buena red de autopistas para comunicar el sistema gráfico con el resto del ordenador, tanto es así que durante bastante tiempo ha sido el bus elegido por los fabricantes de tarjetas del mercado. Actualmente este bus está siendo desbancado por el AGP, donde las velocidades permitidas son muy superiores a las del PCI, aparte de las ventajas añadidas que se comentarán en otros apartados. Por último, los drivers se encargan de comunicar los programas de aplicación con las tarjetas gráficas. Convierten el formato utilizado por el programa principal al formato reconocido por la tarjeta. En algunos casos una actualización del driver puede doblar la velocidad del proceso gráfico; pudiendo en ocasiones incluso aumentar la 170

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resolución de la tarjeta. El proceso de instalación y actualización es propio de cada fabricante y lo normal es que se instalen a través de utilidades específicas de forma casi automática.

5.6 Utilidades En el software que acompaña a las tarjetas, además de los drivers, suelen venir algunas utilidades para chequear el sistema gráfico con parámetros indicadores de velocidad, resolución, y otras capacidades del mismo. También hay que tener en cuenta otros extras que pueden incluir las tarjetas gráficas como las salidas para TV y la incorporación de un sintonizador digital que la convierte en un receptor de TV.

5.7 Elementos de la tarjeta gráfica Los elementos principales que hay que tener en cuenta la hora de elegir una tarjeta gráfica son las siguientes:

5.7.1 Procesador gráfico Se trata de un procesador similar al de la placa base del ordenador o procesador principal pero especializado en operaciones gráficas, que se utiliza como complemento del procesador principal para realizar las operaciones gráficas, del mismo modo que se utiliza por ejemplo el coprocesador matemático para realizar determinadas operaciones especializadas. El procesador gráfico descarga al procesador principal de la realización de dichas tareas, reservando así recursos del sistema para otras aplicaciones, y aumenta la velocidad en los procesos de vídeo dada la especialización y eficacia de estos procesadores. Estos procesadores a veces se denominan también ChipSet y puede ocurrir que distintos fabricantes de tarjetas utilicen el mismo procesador. Determina las características de aceleración 2D y 3D de la tarjeta gráfica. Sus funciones varían de unos a otros. Entre otras podemos citar la copia de bloques de pantalla, el relleno de zonas de pantalla con un determinado color o mapa de bits, la generación de cursores, el movimiento de ventanas, el render de puntos, líneas y triángulos 3D, etc.

5.7.2 Memoria vídeo La memoria vídeo sirve para almacenar los datos que se muestran en el monitor. No debe confundirse esta memoria con la memoria principal, son independientes. Tanto el procesador principal como el procesador de vídeo como el RAMDAC tienen acceso a esta memoria que se encuentra en la tarjeta gráfica, y en ella escriben los datos resultantes de las operaciones gráficas formando una imagen digital virtual a partir de la cual la RAMDAC enviará los datos al monitor. La velocidad depende de la rapidez con que se pueden leer/escribir los datos en ella. La cantidad de memoria de vídeo no influye en la velocidad, pero determina la resolución máxima y la profundidad de color con la que puede trabajar el sistema gráfico. Por ejemplo, para trabajar con una resolución de 800x600 y una profundidad de color de 32 bits será necesaria una cantidad de memoria igual a 800x600x4 byte (8bits/byte) = 1920KB, es decir necesitaremos 2MB de memoria instalada en la tarjeta gráfica. En las tarjetas 3D además de utilizar la memoria para hacer una imagen digital, se utiliza para almacenar las texturas y otros elementos, necesitando por tanto cantidades superiores de memoria. La velocidad de acceso a la memoria (que sea rápida) es un aspecto tan importante como la calidad del procesador para conseguir un buen rendimiento gráfico. Un sistema gráfico rápido tendrá un procesador potente y una memoria rápida. Actualmente las memorias de vídeo más rápidas son las de tipo WRAM y VRAM, que además de su

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elevada velocidad de acceso disponen de dos puertos independientes de acceso, uno para el procesador gráfico y otro para la RAMDAC, lo que permite el acceso de lectura/escritura simultáneo de ambos dispositivos.

5.7.3 RAMDAC El RAMDAC es el circuito de la tarjeta gráfica encargado de convertir la información digital contenida en la memoria de vídeo en señales eléctricas analógicas, para enviarle esta información al monitor y que la pueda representar. La frecuencia de reloj a la que funciona el RAMDAC determina las frecuencias de refresco que se pueden utilizar en el monitor. A mayor velocidad de refresco menor será el cansancio visual sufrido. En algunos casos se integra en el mismo chip del procesador gráfico para abaratar costes.

5.8 Bus PCI o AGP (Accelerated Graphics Port) La mayoría de las tarjetas gráficas utilizan el bus PCI, pero también existen tarjetas gráficas para bus AGP que cada vez son más utilizadas, siendo previsible que cada vez se utilice menos el bus PCI. La principal ventaja del bus AGP reside en que proporciona una comunicación de alta velocidad (desde 66MHz/133 MB/s en AGP 1 hasta más de 1 Gb/s para AGP x4) . Permite al procesador gráfico acceder a la memoria RAM principal para almacenar las texturas lo que hace que las tarjetas gráficas no necesiten tanta memoria y se puedan abaratar. Esto hace posible que las aplicaciones que usen aceleración 3D por hardware almacenen las texturas en la RAM de la placa base y no en la de la tarjeta gráfica, la cual suele tener un tamaño mucho más limitado. Características del bus AGP son: •

• •

DIME (DIrect Access Memory): Acceso directo a memoria, que permite al procesador gráfico almacenar texturas en la memoria RAM principal, en vez de en la memoria gráfica, dejando esta libre para obtener así mayores resoluciones . El bus AGP puede acceder a la memoria principal al mismo tiempo que lo hace el procesador principal. Líneas de señal adicionales que permiten enviar varias peticiones encadenadas al procesador gráfico, de modo que no hay que esperar a que esté desocupado. No comparten el bus con otro dispositivo, como ocurre con el bus PCI, evitando las esperas hasta que otros dispositivos dejen de utilizar el bus.

5.9 Conectores TV y vídeo Algunas tarjetas gráficas de la gama alta incluyen un sintonizador de TV para ver los diferentes canales de televisión en el monitor. Y también es cada día más común que las tarjetas gráficas dispongan de una salida de vídeo para la TV o VCR, utilizada para juegos, aplicaciones de edición vídeo profesional, etc.

172

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Ilustración 5.11

5.10 Tarjetas Gráficas 3D. En este apartado tomaremos como referencia las tarjetas de las firmas “3dfx” y “Nvidia” para aclarar los conceptos que se exponen y hacer una comparación entre ellas, conscientes de que hay otras muchas firmas en el mercado con tarjetas similares. La primera tarjeta aceleradora gráfica 3D que salió al mercado fue la “Voodoo” de “3dfx” y supuso una auténtica revolución en el mundo de los juegos. Desde ese momento, todos los juegos empezaron a programar en 3D y la mejor forma de ver sus gráficos era con esta tarjeta aceleradora. Pronto los demás fabricantes de tarjetas gráficas comenzaron a hacer la competencia a “3dfx”. “Matrox” lanzó su tarjeta “Mystyque”, S3 lanzó la “Virge”, “3D Labs”lanzó la “Permedia rendition”, “Nvidia” lanzó la “Riva 128”. El primer problema que surgió fue la falta de un estándar de programación para estas nuevas tarjetas. Cada una necesitaba su propio lenguaje de programación con sus propias instrucciones (API). De todos los que aparecieron finalmente han quedado solamente 3: el OpenGL de Silicon Graphics, el Z-buffer de Microsoft (Directx), y el Glide de “3dfx”.

Ilustración 5.12

En la actualidad los programadores de software 3D eligen uno de estos interfaces de programación y los fabricantes de tarjetas ponen a su disposición los drivers optimizados necesarios para la conversión al lenguaje de su procesador. En la carrera por fabricar la mejor tarjeta 3D, “3dfx” enseguida sacó la “Voodoo2” que tenía la particularidad de que podrían ponerse dos “Voodoo2” en el mismo PC

173

Ilustración 5.13

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unidas por un cable y de esta forma doblar su potencia, consiguiendo una resolución de hasta 1024x768 (la resolución individual es de 800x600). Pero tanto esta nueva tarjeta como la anterior “Voodoo” tenían el serio problema de que no trabajaban en modo 2D con lo cual era necesario que el PC dispusiera de otra tarjeta 2D independiente; además no podía trabajar en modo ventana, sino que siempre que se utilizaba tenía que ser a pantalla completa.

La salida de la tarjeta gráfica 2D se lleva a una entrada de la “Voodoo2” que cuando no trabaja en modo 3D simplemente la puentea hacia su propia salida dejando simplemente que la señal de vídeo 2D llegue al monitor. En el caso de trabajar en modo 3D la “Voodoo2” intercepta la señal de la tarjeta 2D y envía al monitor únicamente la señal generada por ella misma (anulando completamente la señal de la tarjeta 2D ). El “Voodoo2” es un procesador gráfico con arquitectura de 192 bits (3 procesadores de 64 bits cada uno) que trabaja a una velocidad 125/175 MHz con una memoria rápida de 100 MHz. Con sus versiones de 8/12 MB de memoria era la mejor hasta que apareció la TNT de “Nvidia”. Hoy en día sigue siendo una buena tarjeta gráfica. Otra seria limitación es que sólo puede trabajar con una profundidad de color de 16 bits.

Para mejorar las limitaciones evidentes de la “Voodoo2”, “3dfx” lanzó la “Voodoo” “banshee”. Fue el resultado de añadir al ““Voodoo”2” las funciones 2D para evitar la necesidad de una segunda tarjeta en el ordenador. Aunque el rendimiento de esta tarjeta en 3D es inferior a la “Voodoo2” cuando se utilizan juegos multitextura, ya que sólo incorpora una unidad de procesamiento de texturas con un tamaño máximo de textura de 256x256. Otros inconvenientes son que sólo renderiza a 16 bits, y las API OpenGL fallan en programas como “Autocad”. Finalmente “3dfx” lanzó la “Voodoo3” como una solución completa 2D y 3D con un rendimiento excelente. Las versiones han sido “Voodoo3” 2000/3000 y “Voodoo3” 3500, que soportan resoluciones de 1600x 1200. La “Voodoo3” 3000 tiene salida para el TV. Sus inconvenientes son que no soportan todas las funciones del bus AGP, el tamaño máximo de las texturas sigue siendo de 256x256 y sólo renderiza a 16 bits.

Ilustración 5.14

Las saga “Voodoo” de “3dfx” continúa con la “Voodoo4” y la última que ha sacado que es la “Voodoo5” 2D /3D/vídeo, que en el momento de escribir este texto aún no han salido a la venta en España. La evolución de “Nvidia” desde el “Riva 128” hasta el “TNT” ha sido similar. La velocidad del “Riva 128” fue espectacular para su época. Es una tarjeta 2D /3D que soporta casi desde el principio el bus AGP. Mientras que “3dfx” trabaja con las API Glide de forma nativa, la “Riva” trabaja internamente con Z-buffer. Fue la competencia a las “Voodoo” y “Voodoo2”. Con buenos resultados, tiene como inconvenientes, que sólo renderiza a 16 bits, tiene poca memoria 4/8 MB, No soporta completamente OpenGL. No tiene muy buena calidad de Imagen. “Nvidia” sacó la versión Riva 128ZX para mejorarla, pero tampoco tiene una calidad de imagen demasiado buena.

Para mejorar esta mala Ilustración 5.15 calidad de vídeo “Nvidia” lanzó la “Riva TNT” (TwiN Texel) es decir que tiene dos unidades de mapeado de texturas). El procesador “TNT” posee una calidad de imagen excepcional, sólo superada en su tiempo por la G200 de

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“MATROX”, arquitectura de 128 bits a 90/100 MHz, tecnología multitextura, render de 32 bits, Z-buffer de 24 bits, soporte OpenGL, RAMDAC de 250MHz, Máximo tamaño de texturas de 2048x2048, 16 MB de memoria SDRAM/SGRAM. Bus AGP x1/x2. Aventajaba a la “Voodoo2” por ser una solución completa 2D y 3D con lo que no necesita otra tarjeta gráfica auxiliar. La evolución de la “TNT” ha sido la “TNT2”, tiene arquitectura de 128 bits, un RAMDAC de 300MHz, 32 MB de memoria y una velocidad en el micro de 125/175 MHz, bus AGP x1/x2/x4, además dispone de una salida para la TV. Esta tarjeta no tiene ningún inconveniente siendo una de las mejores del mercado actualmente. Ilustración 5.16

Finalmente “Nvidia” ha sacado otra tarjeta al mercado con la denominación “Ultra TNT2”, que solamente aventaja a la anterior en la velocidad ya que obtiene un rendimiento superior en un 5%. Algunas características comparativas de estas tarjetas en su versión más actual son: TNT2 Ultra 9 millones 300 millones 2,9 GB/s 180 MHz 300 MHz 32 bits 2048x2048 No x2 x4

Triángulos por segundo Píxel por segundo Transferencia de memoria Velocidad del procesador RAMDAC Profundidad de color Máximo tamaño de textura en píxeles BUS PCI BUS AGP

Voodoo3 3500/TV 8 millones 333 millones 2,9 GB/s 200 MHz 350 MHz 16 bits 256x256 Sí x2

Tabla 5-2

5.10.1

Explicación de algunas de las características

Triángulos por segundo: Los objetos gráficos está representados por mallas de triángulos, con lo que el realismo será mayor cuanto mayor sea la capacidad de trabajar con estos elementos. Píxels por segundo: Tras el cálculo de los triángulos que formarán los objetos hay que pintarlos en la pantalla con la textura adecuada (estuco, metálicos, ladrillo, etc..). El rendimiento de la tarjeta dependerá entre otros de la relación entre triángulos por segundo y píxel por segundo, puede ocurrir que pinte muy deprisa los píxeles pero no calcule suficientemente rápido los triángulos con lo que no se podrá aprovechar toda la velocidad del pixelado, y viceversa, puede ocurrir que calcule muy rápidamente los triángulos pero luego no los pinte a suficiente velocidad. RAMDAC: Determina la frecuencia de refresco máxima en el monitor, cuanto mayor sea el número de refrescos mayor menor será el cansancio visual sufrido tras varias horas de trabajar con el ordenador. En este aspecto también es determinante la calidad del monitor. Calidad de imagen, profundidad de color o renderizado de color: Aunque no se ha puesto este parámetro en la tabla anterior, la calidad de imagen puede ser decisiva para la adquisición de una de estas tarjetas. Tanto la Voodo3 como la TNT2 trabajan

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internamente a 32 bits, la “Voodoo3” transforma estos 32 bits en 16 para representarlos en la pantalla, mientras que la TNT2 representa los 32 bits. En realidad la diferencia de profundidad de color de 16 a 32 bits apenas se aprecia, pero es un dato a tener en cuenta y, en cualquier caso la calidad de la imagen en ambos procesadores es excelente. Máximo tamaño de texturas: Para conseguir mayor realismo cada vez se utilizan texturas de mayor tamaño, sobre todo en los suelos y escenarios de los juegos. Por ejemplo, para simular un suelo enmoquetado, se parte de una textura que es una fotografía de un trozo de un suelo real y simplemente repitiendo este trozo de textura se rellena un suelo virtual; de esta forma puede ocurrir que se aprecien los empalmes de cada cuadro de la textura por ejemplo en el caso de que los detalles de las terminaciones no coincidan exactamente con el de los inicios. Lo ideal es que el tamaño de la textura no tuviera límites, con lo que un suelo o paisaje podría obtenerse prácticamente a partir de una fotografía real. Estas texturas se almacenan en la RAM, y en general cuanto más RAM utilicen mejor será la presentación de estas texturas, el bus AGP permite que de estas texturas se almacenen en la RAM principal, con lo que se puede trabajar sin darle apenas importancia al tamaño de las mismas. Este parámetro también redunda en una mayor o peor calidad de imagen.

5.10.2

Capacidades 3D de los procesadores Característica

TNT2

Voodoo3

Multitextura en una pasada

Sí

Sí

Bump Mapping

Sí

Sí

Trilinear Mip-Mapping ¿?

Sí

Mapas de luces

Sí

¿?

Mapas de reflexión

Sí

¿?

Environment maps

Sí

¿?

Alpha Blending

Sí

Sí

Filtro anisotrópico

Sí

¿?

Corrección de perspectiva

Sí

Sí

Niebla

Sí

Sí

Z Buffer

32 bits

Sí

Antialiasing

Sí

Sí

Sombreado Gouraud

Si

Si

Tabla 5-3

Multitexturas: Trabajar con más de una textura a la vez. Bump Mapping: Efecto de relieve en las texturas. Antialiasing: Suavizado de los bordes. Environment maps: Mapas de escenarios. Mapas de luces: Efectos de luces y sombras. 176

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

Mapas de reflexión: Permite la reflexión de los otros objetos sobre las superficies metálicas por ejemplo. Filtro anisotrópico : Permite cambiar el comportamiento del material de un objeto dependiendo del Angulo con el que incida la luz en el. Corrección de perspectiva: Modifica la perspectiva de un objeto al variar al ángulo de visión. Niebla: Permite un efecto de niebla. Z Buffer: Número de capas en el eje Z. Permite dar profundidad a los objetos en el eje Z. Los objetos más alejados quedarán ocultados por los objetos más próximos. Por ejemplo, supongamos que dibujamos un rectángulo en un editor de dibujo y, a continuación dibujamos un triángulo parcialmente superpuesto al anterior, si el editor maneja objetos, ambos seguirán existiendo en su totalidad, sin embargo la imagen que nos muestra el programa es el triángulo completo ya que es el objeto más cercano, y el rectángulo parcialmente ya que está más alejado y está ocultado parcialmente por un objeto más cercano. Sombreado Gouraud: Evita los bordes duros y da sensación de profundidad. Alpha Blending: Sirve para crear efectos de transparencias. Filtros bilineales: Mejora la definición de las texturas al hacer zoom, este efecto es el que consume más recursos del procesador. Filtros trilineales: Mejora los resultados del anterior.

5.10.3

Ilustración 5.17. Varias texturas

Lenguajes API que soportan Característica

TNT2

Voodoo3

Soporte OpenGL

ICD

Mini-GL

Soporte Direct 3D

Sí

Sí

Soporte Glide

No

Sí

Tabla 5-4

Este parámetro determina la mayor o menor cantidad de juegos API con los que será compatible.

5.10.4

Salidas y entradas DVD por Hardware

Sí

Sí

Salidas para monitor

1

1

Salidas para pantallas digitales

1

1

Salida para TV

1

1

Entrada de video

1

1

Tabla 5-5

177

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

5.10.5

Optimización para instrucciones multimedia

Esta compatibilidad asegura un aumento en el rendimiento cuando se utilizan estas instrucciones en procesadores como el K7 o el Pentium III. Optimizado 3D Now!

Sí

Sí

Optimizado Pentium III (KNI)

Sí

¿?

Tabla 5-6

5.11 Algunas tarjetas gráficas A continuación se exponen las características de algunas tarjetas gráficas con el fin de ofrecer un panorama actual del mundo de las tarjetas gráficas y que el alumno adquiera una cultura general en el tema.

5.11.1

Voodoo2 (3dfx)

Utiliza el procesador “Voodoo2” con arquitectura de 192 bits (3 procesadores de 64 bits trabajando simultáneamente). Velocidad de trabajo del procesador: 125 a 175 MHz. Render a 16 colores. Sólo se ha utilizado para bus PCI. Sus capacidades 3D incluyen filtros bilineales y trilineales, strips y fans, antialiasing, Zbuffer, sombreado (Gouraund), Iluminación, multitextura. Soporta Direct 3D(directx 6.1), OpenGL, miniGL, Glide . Solo trabaja a pantalla completa y no soporta el modo ventana. Necesita una tarjeta 2D ya que sólo funciona en modo 3D. Velocidad de la memoria 100MHz . Máxima resolución 800x600.

5.11.2

Banshee (3dfx)

Utiliza el procesador gráfico “banshee” que es la evolución del “Voodoo2”, arquitectura 128 bits (dos procesadores simultáneos de 64 bits), incorpora como mejoras que no necesita una tarjeta 2D ya que este procesador incluye la aceleración 2D . Utiliza los buses PCI y AGP (1x). Sus prestaciones son semejantes a la “Voodoo2”. Máxima resolución 1600x1200

5.11.3

““Voodoo”3” 3500 (“3dfx”)

Procesador ““Voodoo”3”, arquitectura 128 bits (dos procesadores simultáneos de 64 bits). Incorpora la aceleración 2D del “banshee” y las prestaciones 3D de la “Voodoo2” pero es más rápida (133/166 MHz).Buses PCI y AGP (1x, 2x) aunque no soporta todas las características del bus AGP.

5.11.4

Riva 128/Riva 128ZX (“Nvidia”)

Ilustración 5.18

Procesador gráfico Riva 128, arquitectura de 128 bits. Buses PCI/AGP 1x. Filtrado de texturas anisotrópico, filtros bilineales y trilineales, stencil buffer de 8 bits, bump mapping mediante alpha blending, Zbuffer de 16 Bits (solamente), niebla, mipmapping, correción de perspectiva, sombreado Gouraud, iluminación especular. Soporta Direct 3D y OpenGL. Memoria 4/8 MB.

178

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5.11.5

Riva TNT (Nvidia)

Procesador gráfico “TNT” (TwiN Texel ) con arquitectura de 128 bits con una velocidad de 90/100MHz. 16 MB de memoria SDRAM/SGRAM 100/125 MHz. RAMDAC de 250 MHz. Tamaño máximo de texturas 2048x2048. Prestaciones 3D Filtrado de texturas anisotrópico, filtros bilineales y trilineales, niebla, mipmapping, correción de perspectiva, sombreado Gouraud, stencil buffer de 8 bits, bump mapping mediante alpha blending, Zbuffer de 24 Bits, iluminación especular, multitextura. Soporta Z-buffer y OpenGL.

5.11.6

Riva TNT2 (“Nvidia”)

Procesador gráfico “TNT2” de 128 bits con una velocidad de 125/175MHz. Bus AGP (x1, x2, x4). Memoria 16/32MB. Capacidades semejantes a “TNT” pero mejoradas.

5.11.7

Ultra TNT2 (Nvidia)

Es un poco más rápida que la anterior. RAMDAC de 300MHz.

5.11.8

GeForce 256 (Nvidia)

Procesador gráfico “GeForce” con arquitectura de 256 bits. Bus AGP (1x, 2x, 4x). Filtrado de texturas anisotrópico, filtros bilineales y trilineales, stencil buffer de 8 bits, bump mapping mediante alpha blending, Zbuffer de 24 Bits, niebla, mipmapping, correción de perspectiva, sombreado Gouraud, iluminación especular, multitextura. Soporta dirct3D y OpenGL. Despompresión por hardware MPEG-1 (DVD).

5.11.9

Savage3D (S3)

Procesador “Savage3D” de 64 bits a 125MHz. Tecnología S3TC (S3 Texture Compression) para compresión de texturas. Salida para TV. RAMDAC de 250MHz. Filtros bilineales y trilineales, antialiasing, Zbuffer de 24 bits, mipmapping, beasing, correción de perspectiva, sombreado Gouraud, stencil buffer, S3TC, DXTC. dirct3D y OpenGL.

5.11.10

Savage4 (S3)

Procesador “Savage4” de 128 bits a 125MHz. 32 MB de memoria a 143 MHz. RAMDAC de 300 MHz. Resolución máxima 1600x1200. Tamaño máximo de texturas 2048x2048. Bus PCI/AGP 1x,2x, 4x. No tiene salida de TV. Capacidades 3D semejantes a la “Savage3D” mejoradas.

5.11.11

Otras tarjetas

De la firma Diamond: Vipper V770 Ultra Vipper II Vipper 770 Stealth III S540 Xtreme Stealth III S540 De la firma ATI: Rage Fury Xpert2000

Ilustración 5.19

179

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All in wonder 128 Rage Fury 32Mb All in Wonder Pro De la firma Creative:

Ilustración 5.20

3D Blaster Savage 4 RIVA TNT2 M64 3D Blaster Riva TNT 2 Ultra 3D Blaster GeForce 256 Anihilator “banshee”

De la firma “Matrox”: Millenium G400 De la firma STB: Nitro 3D Velocity 4400 Velocity 128 8Mb Blackmagic 3D Ilustración 5.21 Tarjeta 3D PRO

5.12 Diagnósticos y averías

En el taller, el técnico suele tener un monitor y una tarjeta gráfica a mano dispuestas para reemplazar a un monitor sospechoso de estar averiado o a una tarjeta, de esta forma, descartará rápidamente que estos elementos estén en mal estado. También se pueden conectar tanto la tarjeta gráfica como el monitor a otro ordenador para este fin. La mayoría de los problemas con las tarjetas gráficas derivan de una mala configuración en Windows, o de la utilización de un software inapropiado. En cualquier caso, siempre conviene descartar que no están averiadas la tarjeta o el monitor probándolas en otro ordenador. A continuación se exponen las causas derivadas de una mala configuración y sus síntomas más frecuentes. Causas

Síntomas

La aceleración hardware del adaptador gráfico es • demasiado rápida. La solución es disminuirla. La aceleración de hardware especifica el grado de aceleración que se desea para el hardware gráfico. Disminuyendo esta configuración puede, en muchos casos, resolver algunas problemas al mostrar los gráficos.

•

El texto se ve estropeado o dañado.

•

Hay problemas al volver a dibujar (Redraw) y en la paleta de colores.

•

Aparece el mensaje de error: "Problemas de presentación. Este programa no puede continuar."

•

Aparece el mensaje de error: "Error de

Para disminuir la aceleración de hardware para el adaptador gráfico: Desde pantalla en el “panel de control”, seleccionar la solapa “avanzado” y pulsar en rendimiento

180

Las animaciones no se reproducen.

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

página no válida en Kernel32.dll." Ilustración 5.22

Ilustración 5.23

Hay un problema en el archivo System.ini. Para solucionarlo: Abrir el archivo “System.ini” con el programa “wordpad” o el “bloc de notas”. Debe haber una sección [mci] con la entrada: avivideo=mciavi.drv Si no existe esta entrada o no es correcta, hay que realizar los cambios necesarios al archivo System.ini

181

•

La pantalla está borrosa o revuelta cuando se reproducen vídeos.

•

Aparecen mensajes de error DirectDraw o hay problemas de vídeo.

•

El programa deja de responder.

•

Después de instalar el software, Windows 98 sólo se inicia en el modo a prueba de fallos.

•

Se ve una pantalla negra o manchas negras alrededor del cursor.

•

Sólo se ven líneas verticales en la pantalla.

•

Las animaciones no se reproducen.

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

Ilustración 5.24

El archivo Mciavi.drv está deteriorado.

•

Para solucionarlo hay que restaurarlo de la siguiente forma:

Las animaciones no se reproducen.

•

Aparece el mensaje de error: "El archivo especificado no se puede reproducir en el dispositivo MCI específico."

•

Aparece el mensaje de error: "Mciavi necesita una versión más actual de Msvideo.dll."

•

Las animaciones no se reproducen.

En “Inicio”, “Accesorios”, “Herramientas del sistema”: “Información del sistema”. Seleccionar “Herramientas” y a continuación “Comprobador de archivos de sistema”. En el cuadro de diálogo “Comprobador de archivos de sistema”, pinchar con el ratón en Extraer un archivo del disco de instalación. Escribir Mciavi.drv en el cuadro “Archivo a extraer” y pinchar con el ratón en Inicio. En el cuadro de diálogo “Extraer archivo”, rellenar el cuadro “Restaurar de” con X:\Win98\ donde X es la unidad de CD-ROM. Rellenar el cuadro “Guardar archivo en” con X:\Windows\System, donde X es la unidad en el que se está instalado Windows 98. Aceptar hasta que vuelva al Panel de control y reiniciar el equipo. Los dispositivos de compresión de vídeo no son los adecuados. Para comprobar que los archivos del controlador de descompresión y compresión del vídeo apropiados están disponibles e instalados correctamente puede ser necesario volver a instalarlos.

182

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

Para quitar y volver a instalar la compresión del vídeo: Desde “Agregar o Quitar programas”. En la ficha “Instalación de Windows” , bajo “Componentes” seleccionar “Multimedia” y después “Detalles”. Desmarcar la casilla de verificación “Compresión de vídeo” , y “Aceptar” dos veces seguidas. Reiniciar el equipo. Repetir los primeros pasos para la reinstalación de la compresión de vídeo.

Ilustración 5.25

El controlador DirectX (DirectDraw) no es compatible. Para determinar si el controlador DirectX es compatible: Desde “Panel de control”, “Pantalla”: seleccionar “configuración”, “propiedades avanzadas”.

•

Las animaciones no se reproducen.

•

El texto se ve estropeado o dañado.

•

Aparece el mensaje de error: "Error de página no válida en Kernel32.dll."

En la ficha “Adaptador”, mirar la línea de “Características” bajo la información “Adaptador/Controlador”. Si el controlador es • compatible con DirectDraw, la línea de “Características” especificará DirectDraw

183

Aparece el mensaje de error: "MMVIEWER2 provocó un fallo de

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

protección general." •

La pantalla está borrosa o revuelta cuando reproduce vídeos.

•

Las animaciones no se reproducen.

•

Se ve el texto estropeado o dañado.

•

Hay problemas al volver a dibujar (Redraw) y en la paleta de colores.

•

Aparece el mensaje de error: "Problemas de presentación. Este programa no puede continuar."

•

Se recibe el mensaje de error: "Error de página no válida en Kernel32.dll."

•

La pantalla está borrosa o revuelta cuando al reproducir vídeos.

•

No se puede ver nada en la pantalla de uno de los monitores (cuando se utilizan múltiples monitores). En cualquier caso hay que descartar que uno de los monitores esté estropeado, simplemente intercambiando las cone iones de las tarjetas

Ilustración 5.26

Es posible que la paleta de colores no sea la adecuada. Para comprobarlo, instalar una paleta de 256 colores.

La característica de monitor múltiple de Windows 98 no es compatible con la tarjeta gráfica. La característica de la compatibilidad con el monitor múltiple de Windows 98 sólo es compatible con las tarjetas PCI y AGP siguientes: ATI Mach64 GX (Supports Direct Draw) Trident 9685/9680/9682/9385/9382/9385-1 PCI 184

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conexiones de las tarjetas a los monitores.

S3 764V+ (765), Trio 64V2 S3 “Virge” (Supports Direct Draw and Direct 3D) S3 Aurora (S3M65) Cirrus 5436,7548,5446 ATI Rage 1 and 2 (VT and greater) ATI 3D Rage Pro Para obtener una lista actualizada de hardware compatible, visita el sitio Web de Microsoft en la dirección: http://www.microsoft.com/isapi/redir.dll?prd=Windows 98&ar=support&pver=4.1 ¿Son compatibles las tarjetas de su adaptador?

No están instalados correctamente los controladores de • pantalla. La ficha “Administrador de dispositivos” del cuadro de diálogo “Propiedades del sistema” permite comprobar que todos los controladores de pantalla funcionan correctamente.

No se puede ver nada en la pantalla de uno de los monitores (cuando se utilizan múltiples monitores).

Ilustración 5.27

La tarjeta gráfica no es compatible con la aceleración Z-buffer.

•

Se reciben mensajes de error DirectDraw o experimento problemas de vídeo.

•

El programa deja de responder.

Para comprobarlo: Buscar el archivo “Dxsetup.exe” (con la opción de buscar de Windows 98). 185

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

•

Después de instalar un programa, Windows 98 sólo se inicia en el modo a prueba de fallos.

•

Se ve la pantalla negra o manchas negras alrededor del cursor.

•

Se reciben mensajes de error DirectDraw o experimento problemas de vídeo.

• En la ficha de propiedades avanzadas de configuración de la pantalla. Seleccionar la solapa adaptador y pulsar con el ratón en cambiar. Después seguir las instrucciones • del asistente.

El programa dejó de responder.

•

Sólo se ven líneas verticales en la pantalla.

•

Veo una pantalla negra o manchas negras alrededor del cursor.

•

El programa dejó de responder.

•

Después de instalar el programa, Windows 98 sólo se inicia en el modo a prueba de fallos.

•

Se ve una pantalla

Insertar el CD-ROM, desde el que se instala el programa o juego, y ejecutarlo.

Ilustración 5.28

Se necesitan controladores actualizados para la tarjeta gráfica. Para actualizar los controladores en Windows 98:

Después de instalar el programa, Windows 98 sólo se inicia en el modo a prueba de fallos.

Ilustración 5.29

Los controladores de la tarjeta no son correctos. Para comprobar que la configuración es correcta: Comprobar en el administrador del sistema que los adaptadores son los correctos. Si los controladores de la tarjeta de vídeo no coinciden con el nombre de la tarjeta, hay que ponerse en contacto con el fabricante de la tarjeta de vídeo para comprobar que son compatibles con la misma. Hay que restaurar los controladores originales de la tarjeta por que se han deteriorado. La tarjeta de vídeo tiene problemas con las características de las imágenes a 3D que proporciona con los controladores DirectX más nuevos. Restaura sus controladores de vídeo originales.

186

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negra o manchas negras alrededor del cursor. La pantalla no está configurada para utilizar el modo Color de alta intensidad o Color verdadero

•

Aparece el mensaje de error: "SetDisplayMode: DDERR_GENERIC."

La versión de DirectX es antigua y hace falta actualizarla.

•

Aparece el mensaje de error: "Falta Required.dll. No puedo localizar ddraw.dll."

•

Aparece el mensaje de error: "Falta Required.dll. No puedo localizar ddraw.dll."

•

Aparece el mensaje de error: "Ddhelp.exe provocó un error de página en el módulo Wstream.dll."

•

Aparece el mensaje de error: "Excepción 03h en Msvfw32.dll."

Descargar de Internet, e instalar la última versión de DirectX desde el sitio World Wide Web de Microsoft.

Los archivos de Video for Windows están dañados y hay que restaurarlos. Tabla 5-7

A nivel hardware, los problemas más usuales son los derivados de una mala conexión de la tarjeta. En este caso, algunos terminales no se insertan bien en el correspondiente slo,t y se producen fallos de forma aleatoria en el tiempo, siendo más probables cuando el ordenador lleva mucho tiempo sin encenderse. Los síntomas de estas averías suelen ser bloqueos ocasionales del ordenador, pérdida de sincronismos o imagen ocasionales. Por tanto, el primer paso que deberemos dar cuando se produzca una avería de este tipo será abrir la caja de la CPU y apretar bien todas las tarjetas, incluida la tarjeta gráfica, y asegurarnos de que las conexiones de las tarjetas se insertan correctamente en su slot correspondiente. Si la avería persiste, sería conveniente cambiar la tarjeta gráfica de slot por si el problema es debido a que alguna de las conexiones del slot se haya deformado y no haga buen contacto. Si la avería es permanente, el primer paso será asegurarnos de que la avería no es del monitor o del cable de conexión a la tarjeta cambiándolos por otros de iguales características. Si la avería persiste, distinguiremos entre dos tipos de averías: 1. Aparece imagen, aunque con problemas de color o sincronismos. En este caso, es un problema interno de la tarjeta cuya única solución consiste en cambiarla, puesto que en el mercado no encontraremos los elementos necesarios para su reparación. 2. NO Aparece imagen. En este caso, la avería puede ser producida tanto por la tarjeta gráfica, como por mala conexión de la tarjeta en el correspondiente slot, como por un problema en la placa madre. a. Mala conexión. Es lo primero que deberemos descartar cambiando la tarjeta gráfica a otro slot.

187

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b. Tarjeta gráfica. Cambiaremos la tarjeta gráfica por una nueva de similares características. c. Placa madre. Si la avería continúa tras comprobar la conexión y cambiar la tarjeta, el problema se encuentra en la placa madre, probablemente en el controlador del bus PCI y lo que deberemos hacer es cambiar la placa madre. Cuando se produce esta avería, el resto de tarjetas conectadas a los buses de expansión también suelen fallar.

188

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6 Monitores El monitor es un periférico de salida de datos y es imprescindible para obtener una comunicación clara y precisa con el ordenador. Al igual que otros periféricos, el monitor no se conecta directamente a la CPU, sino que necesita de un controlador que haga de puente entre microprocesador y monitor, este controlador es la tarjeta gráfica. Es muy importante que tarjeta gráfica y monitor estén en concordancia en cuanto a características; de poco sirve comprar una tarjeta de vídeo muy buena con un monitor de bajas prestaciones y viceversa. A simple vista, parece que el monitor no haya evolucionado mucho desde los primeros monitores VGA que aparecieron con los primeros ordenadores con tarjeta gráfica; sin embargo, sí han sido muchas las mejoras que han ido incorporando y que han redundado notablemente en la calidad de la imagen mostrada.

Ilustración 6.1. Monitor digital SVGA.

6.1 Características Antes de analizar los distintos tipos de monitores, haremos un repaso de las características que los diferencian. De momento nos centraremos en los monitores clásicos con Tubo de Rayos Catódicos (TRC) y más adelante comentaremos las actuales pantallas de plasma. • Tamaño: Viene determinado por la longitud de la diagonal de la zona útil de la pantalla, es decir, la diagonal del tubo de rayos catódicos TRC (idéntico al utilizado por una televisión convencional). Se mide en pulgadas, siendo valores típicos 14”, 15”, 17”, 21”, 27”. También existen tamaños mayores, pero están dedicados a usos muy específicos. • Relación de aspecto: La relación de aspecto determina el tamaño horizontal con respecto al vertical o viceversa. En los monitores de ordenador se utiliza la misma relación de aspecto que en los televisores normales, es decir, 3:4. Esto quiere decir que si la dimensión horizontal del monitor es H, entonces la dimensión vertical es V=3/4H. Sabiendo la relación de aspecto y el tamaño en pulgadas del monitor, es fácil determinar las dimensiones horizontal y vertical del monitor. Por ejemplo, si disponemos de un monitor de 15” con relación de aspecto 4:3, tendremos que: 2

9 3    25  15" = H + V = H +  H  = H 2 1 +  = H   = 1,25 H 4   16   16  15 * 2,54 2,54 H= = 15 ≈ 15 × 2 = 30cm 1,25 1,25 3 V = H = 0,75 H = 0,75 × 30 = 22,5cm 4 En general, H = 2 Χ el tamaño del monitor en pulgadas y V = 0,75 Χ Horizontal. Por último, comentar que existen monitores con relación de aspecto 4:3, es decir, más alto que ancho, como si el monitor estuviese volcado de un lado. Este tipo 2

2

2

189

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de monitores se utiliza en artes gráficas y con programas de edición de texto, puesto que así se aprovecha mejor el espacio de pantalla cuando se trabaja con documentos horizontales. • Resolución gráfica: La resolución gráfica nos indica el número de píxel horizontales y verticales que el monitor es capaz de representar en pantalla, entendiendo por píxel cada uno de los puntos que conforman la imagen a representar, no debemos confundir la resolución gráfica con la resolución física determinada por el tamaño del punto que veremos a continuación. La resolución gráfica realmente la fija la tarjeta gráfica, pero el monitor debe ser capaz de soportarla. Los valores estándar de resolución son: 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 1024 y 1600 x 1200 puntos. • Tamaño del punto: También denominado dot pitch. Indica el tamaño de la tríada de luminóforos que forman cada punto físico de la pantalla. Si observamos la pantalla del ordenador con una lupa en una zona de imagen blanca, observaremos que está formada por multitud de puntos (luminóforos) de color Rojo, Verde y Azul. Al conjunto de cada tres luminóforos de los colores básicos se le denomina tríada de luminóforos y conforman un punto físico de imagen. El tamaño de esta tríada será el tamaño mínimo de un punto de cualquier color representado en la pantalla y técnicamente se llama dot pitch y se da en milímetros. Los valores típicos son 0’31, 0’28 mm, 0’25 mm. Este parámetro es muy importante para determinar la máxima resolución que puede alcanzar el monitor manteniendo una calidad aceptable. Existen en el mercado monitores de 14”, que por sus características de frecuencias horizontal y vertical que veremos más adelante, permiten visualizar resoluciones de hasta 1024 x 768 píxel; sin embargo, no tienen puntos físicos suficientes (tríadas de luminósforos) para representarlos, con lo que a estas resoluciones las imágenes no son nada nítidas y se aprecia una pérdida considerable en la calidad de imagen que hace que no podamos trabajar a estas resoluciones. Ejemplo: calculemos el número de puntos físicos que dispone un monitor de 14“ con un dot pitch de 0,31. Según vimos anteriormente, el valor del eje horizontal será: 14 * 2,54 2,54 H= = 14 ≈ 14 × 2 = 28cm = 280mm 1,25 1,25 3 V = H = 0,75 H = 0,75 × 28 = 21cm = 210mm 4 Por tanto, el número de puntos físicos horizontales y verticales serán: 280mm PuntosHorizontales = = 903 puntos 0,31mm 210 PuntosVerticales = = 677 puntos 0,31 Lo que implica que la máxima resolución real que puede verse en el monitor sin pérdida de calidad por este motivo es de 900 x 670 puntos. •

Frecuencia Horizontal: Determina el rango de frecuencias que soporta el monitor para realizar el barrido horizontal. Como barrido horizontal debemos entender el número de líneas que el monitor es capaz de representar en un segundo. Los valores más utilizados son: 31,2 y 31,5 KHz, 35,2 y 35,5 KHz, 48,0 y 48,7 KHz y 56,4 KHz.. Por tanto, si queremos representar una imagen con una resolución de 800 x 600 en un monitor que trabaje a una frecuencia de

190

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

horizontal de 35,5 KHz, el número de cuadros o imágenes máximo que podremos visualizar en un segundo será: N º cuadros =

35.500líneqas / seg ≈ 60cuadros / seg 600líneas / cuadro

Sin embargo, en un monitor que soporte 56,4 KHZ el número de cuadros por segundo será: N º cuadros =

56.400líneqas / seg = 94cuadros / seg 600líneas / cuadro

La mayoría de los monitores actuales son multiscan, esto quiere decir que no trabajan a una única frecuencia de barrido horizontal, sino que trabajan en un rango más o menos amplio, por ejemplo, el monitor SAMTRON SC428TX+/txl+ nos indica en su manual técnico: Scan Frecuencies Horizontal: 31,5KHz/35,2 KHz/ 35,5 KHz/37,8 KHz/ 48,4 KHz El cambio entre estas frecuencias se realiza de forma automática de acuerdo a la señal que el monitor recibe de la tarjeta gráfica. •

Frecuencia Vertical: Determina el rango de frecuencias que soporta el monitor para realizar el barrido vertical. Como barrido vertical debemos entender el número de cuadros o imágenes que el monitor es capaz de representar por segundo. Si el monitor trabaja en modo entrelazado, el barrido vertical corresponde al doble del número de imágenes que es capaz de representar, puesto que cada imagen está compuesta por dos cuadros. o No entrelazado: Cada imagen está compuesta por un cuadro, por tanto, en cada barrido vertical se genera una imagen completa. o Entrelazado: Sistema utilizado en televisión y en algunos monitores antiguos. Cada imagen se divide en dos cuadros, el primero está compuesto por las líneas impares y el segundo por las líneas pares, cada una de estas imágenes parciales se las denomina cuadro. En el primer barrido vertical se presenta el cuadro correspondiente a las líneas impares y en el siguiente barrido vertical se representa el cuadro correspondiente a las líneas pares. La emisión sucesiva y rápida de estos cuadros proporciona una imagen subjetiva que el ojo interpreta como una única imagen. Este sistema nos permite representar imágenes con mucha resolución en monitores con poca frecuencia de barrido vertical sin que el ojo acuse demasiado el cansancio visual producido por el parpadeo de la imagen, ya que en este caso, la mitad de las líneas se representan en un cuadro y la otra mitad en el siguiente. Para que la vista no acuse el parpadeo de la imagen, es necesario que la imagen se refresque al menos 50 veces por segundo en televisión y 24 o 25 imágenes por segundo en cine. Por tanto, las frecuencias utilizadas en los monitores son: 56 Hz, 60 Hz, 62 Hz, 70 Hz, 72 Hz, 75 Hz, 86 Hz y 90 Hz, aunque existen monitores con otras frecuencias intermedias. Está claro que cuanto mayor sea esta frecuencia, menor será el cansancio visual del usuario.

191

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

•

Ancho de banda: El caso más desfavorable en la transmisión de una señal es cuando en una línea horizontal, los puntos alternan entre dos valores extremos, por ejemplo entre blanco y negro, como si fueran los cuadros de un tablero de ajedrez. En este caso, la señal de vídeo generada es un tren de pulsos como el siguiente: N B Ilustración 6.2. Señal de vídeo correspondiente a una imagen formada por barras blancas y negras con el espesor de un pixel.

Si tenemos en cuenta que el tiempo que dura una línea está determinado por la frecuencia de barrido horizontal, podemos establecer una relación entre frecuencia de horizontal, ancho de banda y resolución máxima de horizontal admisible. Por ejemplo, un monitor que trabaje con una frecuencia de horizontal de 48,4 KHz y que tenga un ancho de banda de 35 MHz, podrá representar una resolución horizontal máxima de: Re soluciónHorizontal =

35 ⋅ 10 6 = 723 puntos 48,4 ⋅ 10 3

Mientras que si el monitor tiene un ancho de banda de 65 MHz, la resolución máxima será el doble, es decir, más de 1400 puntos. Como puede comprobarse, el primer monitor no podrá trabajar con resoluciones de 1024 x 768 sin una perdida apreciable de calidad, mientras que el segundo funcionará sin problemas. Como consecuencia podemos decir que cuanto mayor sea la resolución a presentar en nuestro monitor, mayor será el ancho de banda necesario para obtener una calidad óptima. •

Profundidad de color: Todos los monitores VGA y SVGA utilizan señales de vídeo analógicas y su tratamiento interno también es analógico, por tanto, el número de colores que pueden representar es ilimitado. Es la tarjeta gráfica quién genera la señal de vídeo y quien limita el número de colores que se representan en el monitor.

•

EPA ENERGY STAR y TCO 95. Los monitores ENERGY y TCO 95 están preparados para soportar el modo DPMS o APM de bajo consumo que soportan las placas madre actuales. También tiene implicaciones medio ambientales asegurando que su manufacturación cumple normas que aseguran que los materiales y productos utilizados en su fabricación producen el mínimo impacto medioambiental posible y están preparados para su futuro reciclado. Los modos de funcionamiento en bajo consumo son:

192

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ESTADO

SINCRO-H

SINCRO-V

POTENCIA CONSUMIDA

LED ENCENDIDO

ENCENDIDO

ENCENDIDO

ENCENDIDO

> 90 WATS

VERDE

ESPERA

APAGADO

ENCENDIDO

< 15 WATS

ANARANJADO

SUSPENDIDO

ENCENDIDO

APAGADO

< 8 WATS

ANARANJADO

APAGADO

APAGADO

APAGADO

< 3 WATS

ANARANJADO

Tabla 6-1. Modos de funcionamiento de bajo consumo de un monitor.

Los estados de bajo consumo permiten que el monitor consuma muy poca potencia y el tubo no se desgaste volviendo al estado de trabajo en el momento que el ordenador se lo indique. Los monitores que utilizan el estado de bajo consumo y que están conectados a placas ATX con apagado automático, no es necesario que se apaguen totalmente con el botón de power, puesto que están preparados para mantener el estado de apagado parcial durante todo el tiempo que sea necesario y el consumo es similar al de cualquier vídeo en modo apagado (Stand by) o un televisor en este mismo estado. •

Full screen: Esta característica nos indica si la imagen puede completar toda la zona útil de pantalla o no. Los monitores antiguos que no eran Full screen dejan en los bordes de la pantalla una zona de un centímetro o más que no son capaces de utilizar, lo que implica una pérdida sustancial de luminóforos que no podrán ser utilizados. Los monitores Full screen si que rellenan toda la pantalla con imagen aprovechando al máximo las dimensiones del tubo de imagen.

•

Conectores: Los monitores con anchos de banda no muy elevados, hasta 80 o 100 MHz utilizan para conexionarse con la tarjeta gráfica un cable de tipo manguera en cuyo interior se encuentran tres cables coaxiales con malla de masa que se utilizan para la transmisión de las señales RGB de vídeo y tres o cuatro hilos o cables sin malla utilizados para los sincronismos y algunas señales de control de la administración de energía. En estos casos, el conector utilizado para la conexión con la tarjeta es del tipo D-SUB macho de 15 terminales en tres filas.

Ilustración 6.3. Conector D-SUB 15 con el nombre de las señales de cada terminal.

Los monitores con un ancho de banda elevado, superior a 100 MHz suelen utilizar mangueras compuestas por 5 cables coaxiales de alta calidad o directamente 5 cables coaxiales independientes que se unen mediante bridas. En estos casos, la conexión se realiza mediante conectores BNC similares a los utilizados en las conexión de las tarjetas de red D-BASE 10.

193

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Ilustración 6.4. Cable de conexiones con los señales de video y sincronismo separadas.

•

Controles analógicos o digitales. Uno de los errores que se comete cuando se habla de monitores digitales es pensar que el tratamiento de la imagen se realiza digitalmente. Los monitores que se anuncian como digitales, únicamente tienen digitales los circuitos que controlan los ajustes del monitor, es decir, en vez de potenciómetros de ajuste utilizan pulsadores que mediante circuitos digitales hacen la misma tarea que los potenciómetros analógicos de los monitores antiguos. Por tanto, estos monitores no presentan ninguna mejora en la imagen respecto a los no digitales, al contrario, puede y de hecho hay monitores con controles analógicos que tienen más calidad de imagen que muchos de los monitores digitales que se venden en la actualidad. Este no debe ser un parámetro que nos decida a comprar un monitor, los parámetros verdaderamente importantes son los correspondientes a frecuencias, y resoluciones anteriormente citados.

6.2 Otras prestaciones •

•

Pantalla plana. Hoy en día la mayoría de los monitores de 15'' o superiores ofrecen una PANTALLA PLANA Y CUADRADA (FST - Flat Square Tube). La pantalla plana permite reducir la deformación de las imágenes en las esquinas, y el formato cuadrado, no de la carcasa del monitor, sino de la pantalla permite un mayor aprovechamiento de las esquinas para estirar la imagen hasta el borde de la carcasa del tubo. Norma DDC. Actualmente, muchos monitores soporten la norma DDC (canal de datos de visualización), una extensión de la norma Plug&Play, la cual permite que la tarjeta gráfica se comunique directamente con el monitor, detectándose mutuamente y ajustando las resoluciones y las frecuencias de refresco máximas sin intervención del usuario. Esto facilita la instalación del monitor, pero en caso de no soportar esta norma, debemos instalar los drivers suministrados con el monitor o ajustar manualmente en la configuración de la tarjeta gráfica las frecuencias de refresco soportadas, atendiendo siempre al manual del monitor.

194

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6.3 Controles Los controles que suelen llevar los monitores son los siguientes: •

Brillo

•

Contraste

•

Fase o Posición Horizontal en la pantalla del monitor.

•

Fase o Posición Vertical pantalla del monitor.

•

Ancho o Altura Horizontal horizontalmente.

•

Ancho Vertical

•

Expansión : Permite expandir o reducir el tamaño de la imagen en sus dos ejes vertical y horizontal al mismo tiempo.

•

Control de curvatura Este-Oeste : Permite ajustar la curvatura de los extremos de la imagen hasta que ésta desaparezca totalmente.

•

Trapezoide : Permite ajustar el efecto trapecio que se produce en los laterales de la imagen hasta que éste desaparezca.

•

Rotación desaparecer.

•

: Ajusta la temperatura de color de la imagen de Temperatura de color forma que las imágenes en blanco no tengan tonalidades de color.

•

Visualización : Muestra los distintos tipos de visualización que soporta el monitor realizando una prueba de horizontal y vertical.

•

: Configura el idioma utilizado durante el proceso de Idioma configuración.

•

Memoria

•

Grabar o guardar

: Guarda la configuración actual en memoria.

•

Encendido o power

:Enciende o apaga totalmente el equipo.

: Permite dar más luminosidad a las imágenes. : Permite dar más nitidez a las imágenes. : Ajusta el encuadre horizontal de la imagen

: Ajusta el encuadre Vertical de la imagen en la

: Ajusta la amplitud de la imagen

: Ajusta la amplitud de la imagen verticalmente.

: Ajusta la inclinación o ladeo de la imagen para hacerlo

: Extrae datos de configuración almacenados en la memoria.

195

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•

LED de encendido: El LED de encendido suele disponer de dos colores, el verde indica que el monitor está encendido en modo de trabajo y el amarillo indica que el monitor se encuentra en alguno de los modos de bajo consumo y por tanto, la pantalla se encuentra en negro.

Para acceder a estos controles podemos encontrarnos con potenciómetros que producen un ajuste analógico, o con una serie de pulsadores que realizan el control digital. Estos pulsadores digitales presentan una forma similar a la siguiente:

6

Recall

Exit

5

4

3

2

1

Ilustración 6.5. Detalle de los controles de un monitor digital.

1. Interruptor de encendido. 2. Indicador de encendido y bajo consumo. 3. Botón de aumento: Aumenta el valor de la función seleccionada. 4. Botón de disminución: Disminuye el valor de la función seleccionada 5. Función a la derecha: Avanza al icono o función siguiente. 6. Función a la izquierda: Retrocede al icono o función anterior. •

Recall: Pulsando al tiempo los botones + y – se accede al modo de calibración o configuración del monitor.

•

Exit: Pulsando al tiempo los botones < y > se sale del modo de calibración o configuración.

6.4 Tubo de imagen. El tubo de imagen es el elemento más importante de un monitor, ya que la calidad visual del monitor está determinada en un alto grado por la calidad del tubo. Si el tubo de imagen es de mala calidad, por muy buenos y sofisticados que sean los circuitos electrónicos que lo controlen, la calidad de imagen será siempre mala. Un tubo de imagen consta básicamente de tres elementos, que son: • Cañón: Es la parte más estrecha del tubo de imagen y en él se encuentran los tres ánodos (tubo de color) que emitirán los haces electrones que conformarán la imagen en la pantalla, las rejillas de control que afinarán el haz convirtiéndolo en un fino pincel del tamaño de un luminóforo de color. • Yugo de deflexión: Está constituido Ilustración 6.6. Vista del tubo de imagen por dos juegos de bobinas llamadas de un monitor. 196

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deflectoras que se encargarán de que los haces de electrones puedan barrer toda la zona útil de la pantalla generando la imagen correspondiente. Estas bobinas son comandadas por las señales en diente de sierra del barrido vertical y horizontal. El diente de sierra horizontal es el encargado de generar el movimiento horizontal del haz y por tanto, de generar las líneas de imagen, el barrido vertical, desplazará el haz Ilustración 6.7. Detalle de las verticalmente de arriba abajo evitando bobinas deflectoras de un tubo de que las líneas se superpongan una imagen. encima de otra. Una vez que el haz de electrones llega al límite inferior de la pantalla, el barrido vertical retorna muy rápidamente a su posición de origen en la parte superior de la pantalla. Durante el ascenso del haz, se suprime el haz de electrones para que no se aprecie el denominado retrazado vertical, la señal que interrumpe el haz durante este instante de tiempo se denomina señal de borrado y dura unas cuantas líneas horizontales. Información de los barridos horizontal y vertical correspondientes a un cuadro o imagen.

Barrido horizontal

Línea 1

Barrido vertical

Las líneas en rojo corresponden al retrazado

Borrado

Línea 480

Ilustración 6.8. Cronogramas de los barridos de un monitor.

•

Pantalla: Es la zona visible del tubo donde inciden los haces de electrones. Está formado básicamente por dos elementos que son: o Pantalla luminiscente: constituida por una lámina compuesta por miles de tríadas de luminóforos con los colores básicos rojo, verde y azul (RGB). o Máscara: Es una especie de red que se pone justo por delante de la pantalla luminiscente y evita que los electrones choquen fuera de los luminóforos. La máscara es un elemento muy importante en el tubo e influye enormemente en la nitidez de la imagen. Básicamente existen tres tipos de máscara según la forma y distribución de las celdas.

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Cristal

Cátodos emisores

Tubo de Imagen

Bobinas Rejillas de Horizontal control Vertical

Haces de electrones

Máscar Luminóforos Tríada de luminóforos

Ilustración 6.9. Detalle de las máscaras de un tubo de imagen.

¾Máscara de sombras: Este tipo de máscara utiliza luminóforos dispuestos en forma de triángulos por lo que también es conocida como máscara Delta. Cuanto mayor número de tríadas mayor definición, pero menor número de electrones intercepta la tríada, ya que es muy probable que el electrón choque con la propia máscara y por tanto, el brillo disminuye. Aún así, la calidad es muy buena y su precio bajo; por ese motivo, son las más utilizadas en los equipos dedicados al sector no profesional. ¾Máscara de franjas: Es la utilizada por los tubos Triniton fabricados por Sony. Los luminóforos de las tríadas se disponen en paralelo de forma que la unión de todas las tríadas de una columna aparentan formar franjas de color. La máscara incorpora unos finísimos filamentos que dirigen los electrones hacia los luminóforos, de forma que no hay perdida de electrones por choque con la propia máscara si hacemos los luminóforos y orificios de la máscara muy pequeños. El problema que presentan estos tubos es la sensibilidad a las vibraciones, ya que un golpe o vibración hace vibrar los filamentos y estos la imagen con gran facilidad. ¾Máscara ranurada: Esta máscara desarrollada por NEC intenta resolver los problemas de brillo de las máscaras de sombras y lo consigue haciendo que los orificios de la máscara sean elípticos en lugar de redondos permitiendo una mayor entrada de electrones. •

Convergencia: El tubo de rayos catódicos de un monitor en color está compuesto, como ya se ha comentado, por tres cañones que emiten electrones hacia la pantalla para generar la imagen que nosotros vemos. En la pantalla es donde se encuentran las tríadas de luminóforos que se iluminarán cuando los electrones provenientes del haz incidan sobre ellas. Los tres haces viajan paralelos y cada uno de ellos lleva la información correspondientes a uno de los tres colores primarios, por tanto, cada uno deberá incidir únicamente en el elemento de la tríada que tenga el color correspondiente a la información que transporta. Si por cualquier motivo, normalmente un mal ajuste o desgaste con el tiempo, los haces de electrones se separan, la información se distribuye a las tríadas de color contiguas produciendo un efecto de división en 2 ó 3, los puntos o líneas que queremos representar. Este efecto es más notable cuanto más se desplaza el haz de electrones a la periferia de la pantalla, puesto que la distancia 198

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que debe recorrer el haz de electrones en esos puntos es mayor que en el centro de la imagen. Las convergencias se ajustan de dos formas distintas, mediante unos circuitos electrónicos que en los monitores actuales no admiten muchos ajustes, y mediante un montón de imanes que se distribuyen sobre el yugo de deflexión. Todos estos imanes, con diferentes formas y colocaciones, se ajustan en fábrica y salvo que dispongamos de suficientes conocimientos al respecto, lo mejor es no tocarlos, puesto que podemos desajustar Ilustración 6.10. Efecto producido completamente el tubo y quedará sobre una línea blanca por un mal inutilizable por completo. ajuste de convergencias. •

Baja radiación: Este parámetro indica que el tubo de imagen incorpora un filtro contra las radiaciones perjudiciales que emite. Actualmente, todos los monitores incorporan esta característica y, por tanto, no es conveniente colocar un filtro externo, que sólo reducirá la vida del tubo de imagen, puesto que estos filtros externos reducen la luminosidad del monitor obligándonos a ajustar la luminosidad a un valor superior en detrimento de la vida del tubo.

•

Ángulo de deflexión: Este parámetro determina el ángulo de deflexión máximo del tubo de imagen o tubo de rayos catódicos, TRC. Los TRC con poco ángulo de deflexión (90º) son más alargados y por tanto, los monitores presentan una mayor profundidad en sus medidas. Los TRC con ángulos de deflexión grandes (110º) son más cortos y por tanto, los monitores son menos profundos.

Ángulo de deflexión

Ilustración 6.11. Ángulo de deflexión de un tubo de imagen.

6.5 Pantallas planas LCD Las pantallas planas LCD son el sustituto lógico de los actuales monitores con TRC, debido a las múltiples ventajas técnicas que ofrecen y la práctica ausencia de ajustes complejos como convergencias, deflexión y enfoques.

6.5.1 Principio de funcionamiento Para comprender el funcionamiento de una pantalla LCD, lo mejor es tratar primero el caso de un monitor LCD en blanco y negro.

199

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Todos estamos acostumbrados a ver los típicos relojes digitales y los juegos digitales de bolsillo que incorporan una pequeña pantalla de cristal de cuarzo líquido (LCD). Estas pantallas compuestas por cuarzo líquido tienen la propiedad de oscurecer determinadas zonas del cristal cuando a su través circula una corriente eléctrica. Por tanto, la pantalla de un reloj dispone de múltiples conexiones transparentes que conectan cada uno de los segmentos, que componen los números del display con el controlador o microprocesador que produce la información que aparece en la pantalla. Cuando se desea activar un segmento, se aplica corriente a los terminales adecuados de la pantalla y éste se hace opaco o de color negro. Para que el observador distinga entre las zonas opacas y las transparentes, detrás del cristal de cuarzo se dispone una lámina reflectante que refleja la luz ambiente a través del cristal de cuarzo creando el contraste lumínico necesario para observar las zonas transparentes y las opacas producidas por los segmentos activos. Para poder ver la información de una pantalla de cristal líquido en una habitación a oscuras, será necesario iluminar la pantalla con una fuente externa como una lamparita o LED que provoque el contraste lumínico deseado. En el caso de las pantallas planas LCD en blanco y negro, también conocidas como pantallas de plasma, el funcionamiento es similar, pero en vez de estar dividida en segmentos con una forma más o menos definida, están formadas por una matriz de puntos. La otra diferencia radica, en que el display de un reloj sólo tiene dos estados posibles, o transparente u opaco; sin embargo, las pantallas LCD permiten distintos niveles de transparencia, normalmente 256, que permitirán presentar imágenes con niveles de grises. Para generar una imagen en blanco y negro, sólo tenemos que activar con mayor o menor intensidad los puntos de imagen según correspondan a un gris claro (poca intensidad de corriente), un gris oscuro (mayor intensidad de corriente) o un negro (máximo nivel de corriente) y dejar sin activar los puntos de pantalla que vayan a representar un blanco. Posteriormente aplicaremos una fuente de luz difusa por la parte posterior de la pantalla para que la luz emitida sea filtrada por la pantalla y le llegue al observador la sensación de una imagen luminosa en blanco y negro.

6.5.1.1

Pantallas LCD color pasivas

Las pantallas LCD en color son similares a las de blanco y negro, pero disponen del triple de puntos, formando una matriz de tríadas de color RGB. Cada elemento de la tríada es un cristal de cuarzo líquido que se comporta como un filtro cromático que sólo deja pasar la longitud de onda del color básico correspondiente. La pantalla de plasma no emite luz, sino que filtra la luz proveniente de una fuente de luz difusa. La calidad de este tipo de pantallas denominadas pasivas (sobre todo del blanco emitido) dependen de la calidad de la fuente de luz y que la difusión de esta luz sea uniforme sobre toda la pantalla. La ventaja de este tipo de pantalla es su simplicidad técnica y “bajo coste” con relación a las pantallas activas que se comentarán más adelante. Sus principales desventajas radican en Ilustración 6.12. Pantalla de plasma para retroproyección. que este tipo de pantallas suelen presentar mayor luminosidad en el centro y menor luminosidad en los vértices creando un efecto de

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sombras en las esquinas y también, en que el ángulo de visión de la imagen es muy limitado, lo que implica que el observador debe disponerse lo más perpendicular posible a la pantalla para observar la imagen con buena calidad. Este tipo de pantallas ya está en desuso aunque se siguen empleando en las pantallas de plasma utilizadas para proyectar imágenes del ordenador a través de un proyector de transparencias convencional.

6.5.1.2

Pantallas LCD color activas (TFT)

Las pantallas LCD con tecnología TFT sustituyen la fuente de luz difusa por una matriz de transistores emisores de luz denominados TFT. Los TFT por tanto, son semiconductores que emiten luz cuando se les polariza adecuadamente. Al estar distribuidos por toda la pantalla, la luz es uniforme tanto en el centro como en los extremos independientemente de la luminosidad o brillo que se seleccione. Cada uno de los puntos luminosos de la pantalla está compuesto por tres transistores que emiten luz con una longitud de onda correspondiente a cada uno de los tres colores básicos RGB. La luz emitida por estos fototransistores es filtrada por la pantalla LCD de igual modo a como sucede con las pantallas pasivas, pero en este caso, la luz proveniente de los fototransistores ya es del color básico deseado y por tanto, la pantalla de plasma sólo debe filtrar la intensidad de salida de la luz y no tiene por qué comportarse como filtro cromático. Tanto en las pantallas LCD activas como en las pasivas, no existe el problema de convergencia tal y como se entiende en los tubos de rayos catódicos producido por la convergencia de los haces de electrones, pero a mucha menor escala también se aprecia un efecto similar producido por el hecho de que los tres puntos de color están separados, siendo esta distancia máxima entre los puntos de los colores que se encuentran en los extremos de la tríada. También se puede producir un efecto moiré debido a la Ilustración 6.13. Pantalla TFT de un distribución uniforme de todas las tríadas en portatil. la pantalla. Al contrario, de cómo sucede con los tubos de rayos catódicos, las pantallas planas no tienen enfoque, dadas sus características constructivas y por este motivo, la nitidez de estas pantallas es idéntica en todas las zonas de la pantalla, no como en un monitor con TRC que mantiene siempre mayor nitidez en el centro que en los extremos producido por el desenfoque del haz en estas zonas más distantes del tubo.

6.5.2 Ventajas e inconvenientes de las pantallas LCD Uno de los mayores problemas que presentan las pantallas LCD es el de no poder iluminar una parte de un punto de imagen para representar una resolución diferente a la resolución física de la pantalla. Es decir, si compramos una pantalla LCD de 1024 x 768 puntos, representará imágenes a esta resolución con toda nitidez y calidad, pero si se desea presentar una imagen con menor resolución, por ejemplo 640 x 480 u 800 x 600, se planteará un problema con los puntos no utilizados, puesto que, por ejemplo, 1024 / 640 = 1,6 lo que implicaría que cada píxel de la imagen debería utilizar 1,6 puntos físicos de la pantalla. ¿Cómo solucionar esto?, se han adoptado varias soluciones, la más evidente es reducir el espacio de presentación de la imagen cuando la resolución se reduce, de

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forma que alrededor de la imagen queda una zona en negro no utilizada. Esta solución ha sido muy utilizada en los ordenadores portátiles. La otra solución es, utilizar toda el área de la pantalla para crear la imagen calculando por interpolación los puntos carentes de información. Este método presenta problemas cuando se deben representar líneas muy finas que en algunos casos se verá más gruesa de lo que realmente es. Otro problema que pueden presentan las pantallas LCD es la mala sincronización entre las frecuencias de los barridos de la tarjeta de vídeo y el reloj que sincroniza el encendido y apagado de los transistores TFT. Si se produce un desfase entre estas señales, normalmente por un desajuste de la señal de reloj de la pantalla, aparecerán unas franjas verticales en la imagen. Según el desfase producido, las franjas verticales estarán más o menos visibles en la imagen. Tampoco debemos olvidar el inconveniente que produce el bajo ángulo de visión correcta que presentan las pantallas LCD, aunque poco a poco, van mejorando. Entre las ventajas podemos destacar, aparte de las ya comentadas, su reducido peso y un mayor aprovechamiento del área útil de la imagen. En un monitor con TRC de 17”, se pierde casi una pulgada que es cubierta por la carcasa del monitor mientras que los monitores de pantalla LCD utilizan toda la pantalla para representar la imagen.

6.6 Averías en Monitores. Las tarjetas gráficas y los monitores son elementos que trabajan con un mismo fin, mostrar la información de texto o gráfica que se procesa en la CPU, por tanto, es difícil saber cuando la avería es debida a problemas en la tarjeta gráfica o en el monitor. No obstante, la avería más usual que podemos encontrar en el sistema gráfico es la producida por el deterioro del cable de conexión entre tarjeta y monitor.

6.6.1 Cable de conexión Los síntomas producidos por las averías en los cables de conexión suelen ser: • Falta de sincronismo horizontal: Se ha cortado el cable correspondiente al sincronismo horizontal. En la imagen, se ven múltiples líneas horizontales dejando entrever la imagen como si estuviese tumbada o muy distorsionada. • Falta de sincronismo vertical: Se ha cortado el cable correspondiente al sincronismo vertical. La imagen no se queda quieta en pantalla y va pasando rápidamente de arriba abajo o viceversa. • Falta de algún color: Se ha cortado el cable correspondiente al color que falta en la imagen. La imagen se observa bien, pero se aprecia la falta de un color por una marcada tonalidad Azulada (falta del rojo), Verdosa amarillenta (falta del azul o el verde). Este tipo de averías suele ser intermitente y desaparece al mover suavemente los cables de conexión en las zonas próximas a los conectores. Como se comentó en los apartados anteriores, existen dos formas distintas de conectar los monitores con las tarjetas según la calidad del monitor y tarjeta. 1. Conexión a través de manguera de cables con conectores DB-SUB 15. Es el más usual, aunque nos podremos encontrar cables de conexión que parten del interior del monitor (los más usuales), o cables con dos conectores DB-SUB 15, uno para conectar a la tarjeta y otro para conectar al monitor. o En el primer caso, la rotura del cable suele producirse en el interior del conector DB-SUB 15 y por tanto, la solución radica en abrir el conector y reparar la conexión. Si el conector está sellado térmicamente, cortaremos la manguera al ras del conector y pondremos uno nuevo. Otra posibilidad 202

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puede ser el corte de alguno de los cables interiores de la manguera en cuyo caso, deberemos cortar el cable por encima de la rotura y poner de nuevo el conector. o En el segundo caso, tendremos que comprobar ambos conectores para saber en cuál de los dos conectores se encuentra el problema. 2. Conexión mediante cable coaxial RG-58 o similar y conectores BNC. En este caso es fácil comprobar cuál es el cable averiado, puesto que se pueden desconectar independientemente. Para averiguar cuál es el cable estropeado, sólo tendremos que ir desconectando y volviendo a conectar cable por cable, hasta que detectemos que al quitar un cable la imagen permanece igual que antes de quitarlo. Una vez detectado el cable se procederá a sustituir el conector.

6.6.2 Monitor Una vez eliminada la posibilidad de que la avería haya sido producida por los cables, el siguiente paso es comprobar el monitor, puesto que es el último elemento de la cadena. La comprobación más rápida consiste en sustituirlo por uno en buen estado. Si la avería persiste, entonces la avería será de la tarjeta gráfica de la cual hablaremos en el siguiente apartado. Una vez determinado claramente que la avería es del monitor, lo primero que deberemos hacer es asegurarnos que no es debido a un mal ajuste del monitor. También debemos tener en cuenta que la reparación de averías en monitores sería tema para un curso completo y por tanto, no pretendemos que el alumno sea capaz de repararlas, sino únicamente de diagnosticar las más típicas. Las averías típicas que podremos encontrar son las siguientes: Síntoma o avería

Solución El problema puede ser la vejez del monitor o un golpe fuerte que haya recibido. Lo más usual es que se hayan desajustado Convergencias: La imagen se ve borrosa o las convergencias estáticas del tubo. desenfocada en los extremos presentándose las líneas y puntos en estas zonas con trazos de color azul, rojo o verde muy marcado. Mal ajuste del mando de frecuencia vertical. Este mando se Sincronismo vertical: encuentra normalmente en el interior del monitor y por tanto, deberemos abrir el monitor y localizar el mando para proceder La imagen no se detiene en la pantalla y a su ajuste. Si no se consigue ajustar con el mando de frecuencia vertical, pasa más o menos rápidamente de arriba entonces el problema será una avería de los circuitos de vertical. hacia abajo de la pantalla o viceversa. Aparece una línea Este problema puede producirse por el deterioro del oscilador blanca horizontal. de vertical, o del transistor o integrado de potencia que envía la señal de barrido vertical a las bobinas deflectoras. Ocasionalmente también puede ser la rotura de la bobina de deflexión horizontal del yugo.

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La imagen aparece, pero no ocupa todo el espacio vertical de la pantalla.

Esta avería se produce por un fallo en los circuitos de amplificación del barrido vertical. Otra causa posible es por un mal ajuste del mando de amplitud vertical que se encuentra entre los mandos externos del panel de controles, en el frontal del monitor. Sincronismo Mal ajuste del mando de frecuencia horizontal. Este mando se horizontal: Aparece la encuentra normalmente en el interior del monitor y por tanto, imagen con líneas deberemos abrir el monitor y localizar el mando para proceder blancas y negras casi a su ajuste. horizontales que dejan En ocasiones también se produce este efecto por un mal ajuste entrever la imagen de la fase de horizontal. Este ajuste se suele encontrar entre los muy distorsionada, mandos exteriores del monitor. como si estuviera Si no se consigue ajustar con el mando de frecuencia horizontal tumbada. o con el de fase, entonces el problema será una avería de los circuitos de sincronismo horizontal. Vibración de la Si la oscilación en muy fina y rápida, la avería puede ser imagen: La imagen debida a un problema de alta tensión. Esta avería suele ser vibra apareciendo una intermitente y es debida a una fuga de alta tensión. oscilación en los Si la oscilación es amplia y lenta, el problema puede ser de un laterales de la imagen. condensador de filtrado de la fuente de alimentación que esté seco y no filtre bien. La imagen aparece, Esta avería se produce por un fallo en los circuitos de pero no ocupa todo el horizontal o los de alta tensión. espacio horizontal de También puede ser producida por un mal ajuste del mando de la pantalla. amplitud horizontal que se encuentra entre los mandos externos del panel de control frontal del monitor. La imagen aparece con Uno de los amplificadores de color se ha estropeado. falta de un color No aparece imagen y Esta avería puede ser tanto por la fuente de alimentación, como no aparecen signos de por los circuitos de alta tensión alta tensión al pasar la mano delante de la pantalla La imagen aparece Esta avería puede ser por un desajuste del mando de enfoque desenfocada. que se suele encontrar en el transformador de alta tensión (manipular con sumo cuidado, la tensión en este transformador es superior a los 30.000 voltios). También puede ser una avería en una de las rejillas del tubo, producida por algún golpe violento.

Ilustración 6.14. Transformador de alta tensión.

La imagen aparece bien, pero un poco clara y con unas líneas blancas en diagonal que cruzan la imagen

Estas líneas se denominan de retrazado y las origina una avería en el circuito de borrado. También puede apreciarse este efecto en los monitores ya viejos si se sube al máximo el brillo y el contraste.

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de lado a lado y de abajo arriba. Tabla 6-2. Averías típicas de un monitor y sus posibles soluciones.

6.7 Varios monitores en el PC (Windows 98) 6.7.1 Utilizar múltiples monitores Con la característica de compatibilidad para múltiples monitores de Windows 98, se pueden utilizar monitores adicionales para ampliar el área del escritorio. Cuando utiliza múltiples monitores, se pueden mover programas de un monitor a otro. También se puede especificar una profundidad de color diferente y una resolución diferente para cada monitor. Para utilizar múltiples monitores, se necesita un adaptador de vídeo (tarjeta gráfica) PCI o AGP para cada monitor.

6.7.2 Instalar un monitor secundario 1. 2. 3. 4.

Apagar el PC. Insertar la tarjeta gráfica PCI o AGP en un slot disponible. Encender el PC. Windows detectará la nueva tarjeta gráfica e instalará los controladores adecuados. Preguntará varias veces si desea reiniciar el equipo. Decir No hasta que diga que debe reiniciarlo, entonces decir que Sí.

Notas • • •

Para utilizar la característica de compatibilidad para múltiples monitores, se necesita una tarjeta gráfica PCI o AGP para cada monitor. El monitor principal es el que muestra los elementos del escritorio cuando se inicia el equipo. La ventana de MS-DOS en pantalla completa siempre aparecerá en el monitor principal.

6.7.3 Organizar varios monitores 1. En el cuadro de diálogo Propiedades de Pantalla en la ficha Configuración. 2. Arrastrar los iconos del monitor a las posiciones que representen la disposición física de los monitores. Notas • •

Al hacer clic en el icono de un monitor, aparece un número grande en el monitor correspondiente y la tarjeta gráfica de dicho monitor en Pantalla. Las posiciones de los iconos determinan el modo en que mueve los elementos de un monitor a otro. Por ejemplo, si está utilizando dos monitores y se desea mover elementos de un monitor a otro arrastrándolos de izquierda a derecha, colocar los iconos unos al lado de los otros. Para mover elementos entre monitores arrastrándolos de arriba abajo, colocar los iconos unos encima de los 205

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otros. Las posiciones de los iconos no tienen que coincidir con la disposición física de los monitores. Es decir, puede colocar los iconos unos encima de los otros aunque los monitores estén uno junto al otro.

6.7.4 Maximizar una ventana cuando se utilizan varios monitores 1. Mover la ventana al monitor que se desee utilizar. Si la ventana queda dividida en los monitores, el monitor que tenga la mayor parte de la ventana será aquél en el que se maximizará la ventana. 2. Pinchar en el botón Maximizar. Nota •

La ventana sólo queda maximizada en un monitor

6.7.5 Cambiar la profundidad del color cuando se utilizan varios monitores 1. Abrir el cuadro de diálogo Propiedades de Pantalla en la ficha Configuración. 2. Seleccionar el icono del monitor que represente el monitor cuya profundidad de color desee cambiar. Si se hace clic en un monitor secundario y la casilla de verificación Extender el escritorio de Windows a este monitor no está activada, no se podrá cambiar la configuración de dicho monitor. 3. Bajo Colores, seleccionar el número de colores que desee. Notas • •

Cada monitor tendrá su propia configuración de color. El tipo de monitor y el adaptador de vídeo determinarán el número máximo de colores.

6.7.6 Cambiar la resolución de la pantalla cuando se utilizan varios monitores 1. Abrir el cuadro de diálogo Propiedades de Pantalla en la ficha Configuración. 2. Seleccionar el icono del monitor que represente el monitor cuya resolución de pantalla desee cambiar. Si se hace clic en un monitor secundario y la casilla de verificación Extender el escritorio de Windows a este monitor no está activada, no se podrá cambiar la configuración de dicho monitor. 3. Bajo Área de la pantalla, arrastrar el controlador deslizante para especificar el área de pantalla que se desee. Notas • •

Cada monitor tendrá su propia resolución de pantalla. El tipo de monitor y el adaptador de vídeo determinarán si es posible cambiar la resolución de la pantalla.

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6.7.7 Ver el mismo escritorio en varios monitores 1. Abrir el cuadro de diálogo Propiedades de Pantalla en la ficha Configuración. 2. Seleccionar el icono del monitor que representa al monitor que se desea utilizar y, a continuación, en Extender el escritorio de Windows a este monitor.

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7 Tarjetas de sonido. La misión de la tarjeta de sonido de nuestro ordenador es la de reproducir y grabar sonidos desde fuentes variadas como: CD, micrófono, entrada auxiliar, módem, TV, Sintetizador (MIDI), Wave (sonidos digitalizados). Estas fuentes se pueden reducir a 3 tipos: • • •

Entradas de señales eléctricas analógicas. Archivos en formato Wave. Archivos y entrada MIDI.

Ilustración 7.1. Tarjeta de sonido

7.1 Entradas de señales eléctricas analógicas. El oído capta las ondas de energía que producen cambios de presión producidas por la voz, los instrumentos musicales y todo tipo de elementos capaces de generar sonidos en la naturaleza. Posteriormente nuestro cerebro interpreta esas variaciones en las ondas de presión y las interpreta como sonidos. El micrófono tiene la misión de captar igualmente estos sonidos y convertirlos en estas señales eléctricas analógicas con la misma forma de onda

Ilustración 7.2. Conector interno de audio analógico a la tarjeta de sonido

que las ondas de presión que forman los sonidos. Estas formas de onda son analógicas, es decir, que varían constantemente con el tiempo y no toma valores determinados como ocurre con las señales digitales. Lo primero que tiene que hacer nuestra tarjeta de sonido es convertir estas señales analógicas en señales digitales para poder tratarlas posteriormente o Ilustración 7.3. guardarlas en un fichero. Conectores RCA Para la entrada de estas señales eléctricas la tarjeta dispone normalmente de varios conectores Mic y Line procesando de forma similar la información en cada una de estas entradas. Las entradas que se disponen en la tarjeta para señales eléctricas analógicas son: • Entrada para micrófono. • Entrada auxiliar: Para fuentes de sonido procedentes de otros equipos de música. • Entrada interna analógica para el CD-ROM. • Entrada interna para el sonido de la tarjeta de TV

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El elemento que se encarga, en la tarjeta de sonido, de esta transformación se llama ADC (Analog to Digital Conversor) o convertidor A/D(Analógico/Digital).

7.1.1 Convertidor A/D Supongamos una señal eléctrica analógica con la forma de la mostrada en la figura 9.4:

Ilustración 7.4

Para convertirla en una señal digital hay que muestrearla (sampling), es decir, tomar muestras en intervalos más o menos pequeños de tiempo, y guardar el valor de dichas muestras, por ejemplo, en un fichero Wave.

Ilustración 7.5

En la figura anterior cada línea vertical indica un muestreo. El convertidor A/D ha realizado en cada muestra una medida de la amplitud de la señal eléctrica y la ha convertido en un número digital. Para la realización de esta operación de conversión intervienen dos parámetros que determinarán la calidad del sonido digital convertido. •

frecuencia de muestreo medida en Hz que indica el número de muestreos que se realizan en un segundo, por tanto un muestreo de 8KHz indica que se toman 8000 muestras en un segundo. • resolución de las muestras. Este parámetro en realidad queda determinado por el número de bits que tendrá el número que indica la medida en cada muestra. Por ejemplo, con 8 bits, sólo podemos escribir números entre –127 y +128, que en total, nos dan 256 posibles valores (incluyendo el valor “cero”). Teniendo en cuenta que tomamos todas estas muestras con la esperanza de poder volver a reproducir fielmente la señal original a partir de las mismas muestras, cuanto mayor sea el número de muestras, más datos tendremos de la señal original. En realidad, con una frecuencia de muestreo de 44,1 KHz obtenemos la calidad de sonido de audio digital utilizada en los equipos reproductores de CD. Aunque si aumentamos esta frecuencia se mejoraría la calidad de dicha señal, el oído humano no es capaz de apreciar dicho aumento en la calidad. Sólo los auténticos melómanos y con un oído muy

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fino y entrenado son capaces de apreciar dicha mejora en la calidad. Además, el aumento de la frecuencia de muestreo implica la necesidad de más recursos del sistema para el tratamiento digital de la señal, por tanto, se ha buscado un compromiso entre los recursos implicados en el proceso y la calidad deseada considerando que el aumento de la frecuencia de muestreo por encima de 44,1 KHz prácticamente no mejora la calidad del sonido de forma apreciable, aunque hoy día se pueden encontrar tarjetas de la gama alta que tienen frecuencias de muestreo de hasta 90KHz.

Ilustración 7.6. Caja de la popular tarjeta de

audio Monster sound El número de bits determina la resolución con que se puede cuantificar el valor obtenido de cada muestra. En realidad esta limitación del número de bits obliga a un redondeo en el número, ya que tenemos que dar a cada medida un valor entero entre los 256 posibles valores para el caso de 8 bits. Supongamos que el convertidor A/D es capaz de obtener medidas entre 1, 27 V y –1,27 V, y supongamos que el valor real de la señal durante una muestra es de 857mV. Con este valor el convertidor A/D deberá elegir entre asignarle el número 85 o el número 86, en ambos casos cometerá un error en la medida debido a la falta de resolución teniendo que redondear al valor más próximo. Con resoluciones de 16 bits, obtenemos 65536 valores posibles para asignar a cada medida. La mayor exactitud en la medida redunda en que la imagen digital sea mucho más fiel a la señal original. En los reproductores de audio CD se utilizan precisamente 16 bits de resolución. En audio profesional se llegan hasta los 20 bits (1048576 valores/muestra), lo que indica que en realidad no son necesarios más bits para obtener una inmejorable calidad. De todas formas hay fabricantes que en la actualidad utilizan hasta 24 bits de resolución en algunas tarjetas de la gama alta, y se comienza a hablar de futuras tarjetas con resoluciones de 32 bits.

7.2 Sonido digital Una vez que el sonido se ha muestreado según el procedimiento indicado en el apartado anterior, se considera sonido digital. Los ficheros estándar para la grabación de este sonido digital tienen la extensión .WAV. Se trata de ficheros donde se ha guardado de forma ordenada todos los valores tomados durante el muestreo de la señal. También existen otros formatos como los MP3 y MPEG con la ventaja de que son comprimidos. Su utilización es cada vez más popular.

7.2.1 Convertidor D/A Las tarjetas de sonido son capaces de reproducir, a partir de estos ficheros, la señal original y para ello utilizan un elemento llamado DAC (Digital to Analog Conversor) o conversor D/A (Digital/Analógico) cuya función es exactamente la contraria a la del conversor A/D. En la figura siguiente vemos como a partir de una tabla de valores se obtiene una señal analógica.

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+25 +50 +50 +45 +40 +35 +25 +0

-5 -10 -15 -25 -30 -45 etc.

Ilustración 7.7

Finalmente mediante la aplicación de un circuito llamado filtro analógico se reproduce la señal eliminando las interferencias del muestreo.

Ilustración 7.8

De esta forma se obtiene una señal analógica que se enviará finalmente a los altavoces. La frecuencia de muestreo en la reproducción de la señal será la misma que se utilizó en la grabación. El número de bits del convertidor D/A suele ser el mismo que el del convertidor A/D, aunque no necesariamente; de hecho hay tarjetas en las que no ocurre así. Pero no tiene sentido cambiar la calidad ya que si solo podemos grabar a 8 bits, para qué queremos reproducir a 16 bits. A pesar de ello, si reproducimos música sintetizada o muestreada no importará mucho el número de bits de grabación, ya que no utilizaremos esta función de la tarjeta.

7.3 Full Duplex Este término indica que la tarjeta es capaz de grabar y reproducir al mismo tiempo, una tarjeta que no sea full duplex sólo podrá realizar una de las operaciones a la vez. De todas formas hoy en día cualquier tarjeta tiene esta opción y las tarjetas que no la tienen, están muy obsoletas. Estas tarjetas full duplex utilizan dos canales DMA que permiten dicha grabación y reproducción simultánea. Esto conlleva en algunos casos la posibilidad de conflicto con otros dispositivos que utilizan el mismo canal DMA, ya que el ordenador cuenta solamente con un total de 8 canales DMA.

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La función full duplex es muy apreciada en videoconferencia ya que permite la transmisión y recepción simultánea de sonidos e imágenes. También la utilizan los programas para la decodificación de TV codificada, que capturan la entrada señal del canal de grabación y la devuelven decodificada al canal de reproducción en tiempo real.

7.4 Sonido digital Las tarjetas de la gama alta incorporan entradas suplementarias de sonido digital, que pueden ser utilizadas para introducir la señal correspondiente a la salida digital de los DVD de la gama alta, o de un buen equipo de música externo, cadena HI-FI o profesional. Estas entradas se denominan S/PDIF Utilizan en algunos casos un conector RCA y, en otros, conectores ópticos para la conexión de equipos externos. La ventaja de disponer de esta entrada, es que al disponer de una fuente de sonido digitalizado, ya no es necesaria la conversión a una señal analógica, evitando la pérdida de calidad que supone este proceso para poder introducir dicha señal a la entrada analógica de la tarjeta de sonido. La conexión RCA es una entrada estándar utilizada ampliamente en equipos de audio. Sin embargo, la entrada de fibra es una tecnología muy reciente que aún no es frecuente encontrarla en equipos de música. Se trata de un conector adaptador óptico que Ilustración 7.9. Caja de la acopla la entrada de un cable de fibra óptica tarjeta X-TREME PCI 256 proveniente de otro equipo y procede a la transformación de la luz que viaja por el interior de la fibra óptica en señales eléctricas que procesará adecuadamente la tarjeta. Esta conexión tiene todas las ventajas que se desprenden de la utilización de la fibra óptica, tales como, una ausencia total de interferencias electromagnéticas, o un efecto de atenuación mínimo de la señal debido a la longitud del cable. De la misma forma, hay tarjetas que incorporan esta tecnología en forma de salidas digitales suplementarias.

7.5 Síntesis de sonidos 7.5.1 FM Una de las primeras tecnologías utilizadas para la síntesis o generación artificial de sonidos fue la sintetización de sonidos por Frecuencia Modulada. Se trataba de imitar sonidos a partir de una frecuencia o tono generado internamente por la tarjeta. Una vez generada la frecuencia a partir de un oscilador electrónico interno de la tarjeta, lo que se hace es modularla y crear una envolvente que hará variar la forma de subida y caída de dicha nota, intentando imitar, por ejemplo, la pulsación de una tecla de un piano que se caracteriza por una rápida subida o comienzo de la nota y un prolongado tiempo en su extinción. Finalmente mediante unos filtros electrónicos varía el número e intensidad de los armónicos de la nota variando así su timbre, De este modo, conseguimos diferenciar notas semejantes a las producidas por la cuerda de una guitarra, con una forma senoidal característica, de una nota producida por un violín, donde la forma característica tiene forma de un diente de sierra.

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Ilustración 7.10

Estas notas además pueden modularse con efectos más o menos espectaculares como el efecto de reverberación, el efecto trémolo, el efecto de desplazamiento de frecuencia, o el efecto envolvente por desplazamiento de fase entre otros. El estándar que han utilizado los juegos es el del sintetizador OLP3.

7.5.2 Tabla de ondas (Wave Table) A pesar de que en su momento fue muy espectacular la tecnología de síntesis FM, permitiendo la los juegos toda clase de efectos musicales especiales, no tiene suficiente calidad para el mundo de la música en el que se requieren sonidos reales y limpios. Hoy en día, la síntesis FM ha sido ampliamente superada por la llamada tecnología de tablas de ondas, que obtiene sonidos mucho más parecidos a los de los instrumentos reales. La Tabla de ondas se basa en grabar muestras de sonidos reales en la memoria de la tarjeta y, a partir de estas Ilustración 7.11. Caja de la popular tarjeta muestras, reproducir dicho sonido Sound Blaster Live variando simplemente la frecuencia de estas muestras. Por ejemplo grabamos el sonido de una flauta emitiendo la frecuencia (tono) LA, para que la tarjeta emita dicho sonido de una nota “LA”; bastará con reproducir la muestra que se ha grabado en la memoria. Para que la tarjeta reproduzca, por ejemplo, un sonido de flauta en la nota “DO” de la octava superior, tendrá que reproducir más rápidamente la muestra ya que la nota “DO” de la octava superior es una frecuencia mayor. Para el caso de tener que reproducir una frecuencia inferior, simplemente emitirá la nota muestreada a una velocidad más lenta. Es algo así como acelerar o ralentizar el sonido. Evidentemente al reproducir un sonido que se ha grabado anteriormente de un instrumento real, las posibilidades de que la reproducción de dicho sonido se parezca al sonido real es mucho mayor que si de lo que se trata es de crearlo de forma sintética. En la actualidad cualquier tarjeta moderna debe incorporar el sistema de síntesis por tabla de ondas. Esta técnica de tabla de ondas implica que la tarjeta debe incluir una memoria, y un procesador para la gestión del proceso. 213

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La memoria siempre determinará la cantidad de muestras que puede almacenar la tarjeta. Todas estas tarjetas incorporan una memoria ROM con sonidos pregrabados de fábrica que se pueden utilizar pero no se pueden modificar. Para aumentar el número de muestras que entran en la ROM se recurre a técnicas de compresión. Las de la gama más alta incorporan además una memoria RAM para que el usuario pueda grabar sus propias muestras; en este caso también se recurre a técnicas de compresión para aumentar el número de muestras que entra en la RAM, ya que su tamaño es limitado. Finalmente, hoy en día se utiliza cada vez más tarjetas que permiten el acceso a la memoria RAM principal del sistema con lo que se aumenta el número de muestras que puede grabar el usuario sin aumentar apenas el coste de la tarjeta. Los buses utilizados por las tarjetas de sonido son el bus ISA, que se ha quedado obsoleto, y el PCI, que constituyen la tendencia actual. La calidad de los sonidos en las tarjetas con tablas de onda depende de varios factores como la frecuencia que se ha utilizado para el muestreo, el número de bits utilizados para el muestreo, el algoritmo de compresión, la calidad del sonido original, etc.

7.5.3 DSP (Digital Signal Processor) El DSP es el procesador que gestiona todo el proceso de generación de sonidos por medio de las tablas de ondas grabadas en memoria. Este procesador además en muchos casos, soporta aceleración de las funciones ActiveX, de forma similar a como lo hacen las tarjetas aceleradoras 3D en el proceso de vídeo. El DSP determina el nivel de polifonía o número de voces que soporta la tarjeta. Un sonido monofónico es el que emite una única nota de un instrumento, pero en un caso real, muchos instrumentos son polifónicos, generan varios sonidos al tiempo, o en el caso de una orquesta, son muchos los instrumentos que tocan o suenan al mismo tiempo obteniendo entonces un sonido polifónico. Por ejemplo, si hacemos vibrar una única cuerda de una guitarra obtendremos un sonido monofónico con sus característica única de tono y timbre. Sin embargo, al Ilustración 7.12. Chip DSP tocar una melodía con una guitarra normalmente lo que se hace es tocar acordes formados por la vibración simultánea de las 6 cuerdas obteniendo entonces un sonido polifónico. Una característica importante para poder reproducir los acordes de los instrumentos de forma polifónica es que el DSP sea capaz de reproducir simultáneamente los distintos sonidos o voces que emite dicho instrumento. En el caso de querer simular el sonido de varios instrumentos, necesitaremos un sistema que sea capaz de reproducir varios sonidos simultáneos de cada instrumento denominándose voces. Un DSP puede ser de 32, 64, 128, 256 e incluso 1024 voces. Lo cual como hemos visto no significa necesariamente que pueda reproducir 256 instrumentos a la vez puesto que varios de esos sonidos puede pertenecer a distintas notas de un mismo instrumento. También debemos mencionar aquí el método de síntesis por software, que permite aumentar el número de voces y enriquece el sonido resultante. Se puede por ejemplo obtener 64 voces a partir de una tabla de ondas de 32, a costa de recursos del sistema y tiempo del procesador principal. Evidentemente 32 voces serán reproducidas

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directamente de la tabla de ondas y las otras 32 serán artificiales, producto de complicados algoritmos matemáticos en los que se pueden ajustar los parámetros más importantes que definirán el sonido resultante, permitiendo de algún modo una flexibilidad o personalización que no permite la tabla de ondas. Resulta muy eficaz la combinación de ambas técnicas en la creación de sonidos musicales.

7.6 Amplificación Las tarjetas de sonido disponen de un amplificador que se utiliza para la reproducción de los sonidos y que aumenta el nivel de salida a un valor suficientemente alto para hacer vibrar las membranas de los altavoces. Cuando el procesador digital de la señal ha terminado, queda finalmente se convierte en sonido el resultado de dicho proceso, con la esperanza de que el oído lo escuche lo más natural y limpio posible. El amplificador utilizado es un elemento clave para ese resultado final, ya que un amplificador de mala calidad, proporcionará un ruido excesivo o una deficiente amplificación de graves.

Ilustración 7.13. Tarjeta de audio

Una característica importante de un buen amplificador es que sea de bajo ruido. Por desgracia todos los componentes electrónicos aportan más o menos nivel de ruido a todas las señales que pasan a través de ellos; este ruido suele conocerse como ruido térmico. Dicho ruido se caracteriza porque estadísticamente se distribuye (o se genera) de forma aleatoria y uniforme a lo largo de todo el espectro de frecuencias de la banda en la que se está trabajando, produciendo un siseo característico por debajo de la melodía que se está escuchando. Como es de suponer, los elementos de bajo ruido son caros y redundan en el precio final de las tarjetas. Otra característica importante es la curva de respuesta en frecuencias que presenta el amplificador. Dado que el oído humano responde a frecuencias dentro de la banda que va desde los 20Hz hasta los 20KHz, en el mejor de los casos un amplificador debe ser capaz de amplificar con la misma intensidad todas las frecuencias de la gama audible o de dicha gama de frecuencias. Conseguir esto es realmente difícil y normalmente se amplifican unas frecuencias más que otras. Cuanto más igualada sea la respuesta a frecuencias del amplificador, mayor será la calidad del amplificador. Existen algunos programas capaces de comprobar este parámetro en una tarjeta, como por ejemplo, el “Cool Edit”. En realidad no miden la curva de respuesta del amplificador, sino de todos los elementos del sistema de grabación y reproducción (a

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excepción del amplificador) que por lógica debe cumplir las mismas especificaciones de comportamiento en frecuencia, y nos puede dar una idea de la calidad de la tarjeta.

Ilustración 7.14. Curva de respuesta de una tarjeta de sonido con el programa “Cool Edit”

7.6.1 Estéreo Para simular mejor el sonido original debe tenerse en cuenta que el ser humano cuenta con dos oídos situados en dos lugares diferentes del espacio, esto le faculta para localizar en el espacio la fuente del sonido. Durante la reproducción se utiliza la técnica estéreo para lograr más realismo, y el sentido del oído realmente agradece dicha sensación. El sonido estéreo básicamente se basa en la utilización de dos micrófonos independientes situados en zonas separadas del espacio; de esta forma, se obtienen dos canales de sonido independientes correspondientes a los sonidos que habrían captado cada oído en la realidad. Estos dos canales de sonido permanecen independientes y sufren todos los procesos de almacenado y amplificación también de forma independiente, de forma que finalmente llegarán sonidos diferentes a cada uno de los dos altavoces del sistema estéreo. Si los altavoces se colocan a ambos lados del oyente y a una distancia correcta, la sensación es mucho más realista.

7.6.2 Sonido 3D La tendencia a ofrecer un sonido cada vez más realista y la evolución de los DVD, ha llevado a que las tarjetas de sonido ofrezcan cada vez más la posibilidad de reproducir sonido 3D, también conocido con los nombres de sonido surround, 3D surround, sonido envolvente, o sonido ambiental. El problema que presenta un sistema estéreo es que si los altavoces se colocan delante del oyente permitirá apreciar que un determinado instrumento está colocado en la zona izquierda o en la derecha, pero el sonido siempre permanecerá delante del oyente. El sonido 3D permite apreciar sonidos también en la parte anterior o posterior del oyente, así como también, permiten obtener la sensación de movimiento en los sonidos, por ejemplo, el ruido de una flecha que pasa 216

Ilustración 7.15. Juego de altavoces 3D

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junto al oyente. Existen sistemas más o menos artificiosos y más o menos afortunados que intentan simular el sonido 3D a partir de la utilización de dos altavoces en la parte frontal del oyente, que generalmente consiguen aumentar el realismo del sonido, pero en ningún caso llegan a satisfacer esta sensación de realismo como lo hace un sistema cuadrafónico. Para obtener un auténtico sistema 3D de sonido, es necesario poner altavoces delante y detrás del oyente, El número de altavoces depende del sistema y la calidad del sonido, en general, del precio que se pague. Todos los sistemas incluyen dos altavoces en la parte frontal a ambos lados. Los más simples incluyen un altavoz en la parte trasera; otros, incluyen dos altavoces en la parte trasera a ambos lados obteniendo unos resultados muy satisfactorios. En otros casos además de estos 4,- se incluye otro en la parte trasera justo detrás de la cabeza. Y por último en los equipos más caros se incluye un altavoz para graves (sistema Dolby Prologic) con lo que además de un realismo impresionante se consigue una vibración debido a los graves que hace que realmente se sienta el sonido. En las salas de cine se utilizan sistemas de sonido 3D (habitualmente Dolby prologic) y una de las razones que más realza la diferencia entre ver una película en el cine y verla en la TV es precisamente esta sensación de sonido envolvente, y esta vibración con las frecuencias bajas que se produce en una sala de proyección. Las tarjetas con sonido 3D tendrán las salidas de altavoces correspondientes para la conexión de estos.

7.7 Altavoces Los altavoces son un complemento imprescindible de las tarjetas de sonido, sin ellos no se podría oír el sonido generado en la tarjeta. La oferta de altavoces es muy variada y la competencia entre la marcas ha hecho que los precios bajen considerablemente haciendo que ya no resulte demasiado caro disponer de un auténtico sonido 3D. Pero podríamos hacer una primera clasificación entre altavoces activos y altavoces pasivos. •

Altavoces Pasivos son simplemente altavoces que se conectan a la salida de altavoces de la tarjeta y no tienen ningún elemento amplificador de la señal. • Altavoces Activos. se caracterizan porque incorporan un amplificador que aumentará la señal y llevará los controles necesarios característicos de cualquier amplificador. Las tarjetas disponen de dos salidas de audio; una, amplificada y otra, sin amplificar. Las señales en estas dos salidas corresponden a la señal antes de llegar al amplificador de la tarjeta, y la señal después de pasar por el amplificador de la tarjeta. Los requisitos del amplificador que utilizan los altavoces son los mismos que los comentados anteriormente para el caso del amplificador de la tarjeta de sonido. Estos altavoces activos necesitan una fuente de alimentación para funcionar que puede ser interna en cuyo caso simplemente dispondremos de un cable para conectar Ilustración 7.16. Altavoz activo 217

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los altavoces a la red eléctrica, o externa que se caracteriza por la presencia de un accesorio que se conectará por un cable a la toma de la red eléctrica y por otro cable a la caja de uno de los altavoces. Para la correcta reproducción de las diferentes frecuencias, las dimensiones de los altavoces son determinantes. Las frecuencias altas requieren de altavoces con un diámetro pequeño (Tweeter) que les permita moverse rápidamente para seguir las vibraciones eléctricas de estas frecuencias. Pensemos que una frecuencia de 18KHz hará que la membrana del altavoz se desplace hacia dentro y hacia fuera 18.000 veces en un segundo. Si esta frecuencia llega a un altavoz de bajos sencillamente no la reproduciría fielmente debido a la inercia de su tamaño o, en el peor de los casos, lo deterioraría. Por el contrario, una frecuencia grave requiere de un altavoz con una membrana de gran diámetro para vibrar (Woofer o también Subwoofer). Por último, las frecuencias medias requieren diámetros intermedios. Otro detalle significativo para evaluar la calidad de los altavoces activos es la cantidad de controles disponibles. Si solamente incluye un ajuste de volumen, seguramente no sea de muy buena calidad. En cualquier caso al menos debería llevar un control de volumen, otro para tonos y otro Ilustración 7.17. Woofer de balance. Cualquier otro control añadido como un control de efectos predefinidos (Bass, Jazz, etc.) será indicativo, sin duda, de la alta calidad de los altavoces. Dado que los altavoces, para su funcionamiento, necesitan un campo magnético de gran intensidad es necesario separarlos al menos 70 cm del monitor para no perjudicarlo. El efecto de un campo magnético sobre la pantalla del monitor causará la aparición manchas de color localizadas en la zona cercana al altavoz. Una vez producida la mancha de color, no basta con retirar el altavoz que la originó ya que el monitor quedará impregnado por el magnetismo remanente en la máscara interna del monitor. Para eliminar este magnetismo remanente hay que generar un campo magnético variable, como el obtenido en un soldador de inducción, y dar pasadas circulares por la zona afectada alejándose progresivamente de la misma.

7.8 MIDI El Interfaz MIDI (Musical Instrument Digital Interfaz) se desarrolló en 1981. Se trata de un estándar Hardware/Software de comunicaciones para instrumentos musicales electrónicos. En la figura se muestra el conector MIDI de tipo DIN de 5 pines.

Ilustración 7.18. Conector MIDI

Se trata de un puerto serie de 32,5 Kbaudios que conecta entre sí a los distintos equipos. A través de este interfaz los distintos dispositivos se envían información simple 218

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semejante a la información de una partitura (frecuencia y tiempo), además de la información correspondiente al instrumento (timbre y envolvente y efectos especiales). Si un teclado se conecta al ordenador, a través de este interfaz, éste le comunica la nota que se ha pulsado, el tiempo que ha durado la pulsación, etc. al ordenador, que podrá mediante esta información, reproducir la melodía correctamente aplicándole los efectos necesarios. El interfaz MIDI tiene posibilidad de manejar hasta 16 canales (notas o instrumentos) simultáneos, cada información que se transmite a través de este puerto lleva obligatoriamente información del canal al que se refiere dicha información. Dispone de hasta 128 parámetros para transmitir información sobre la interpretación de la melodía. La grabación de todos estos datos en un fichero se realiza sobre ficheros Standard MIDI File (ficheros MIDI estándar) con la extensión .MID

Ilustración 7.19. Caja de una tarjeta Terratec

7.9 Almacenamiento de los ficheros WAVE Para calcular el espacio que ocupará en el disco un minuto de grabación de sonido digital con calidad CD se hace la siguiente operación. 44.100 muestras/seg x 2 bytes (16 bits de resolución) x 60 seg= 5.292.000 bytes, es decir, unos 5 MB. Así, una canción de 3 minutos ocupará 3min x 5MB/min = 15 MB. Esta cantidad de espacio requerido en disco hace que se busquen métodos alternativos para la grabación, sacrificando parte de la calidad por la disminución de espacio. Si además el sistema de grabación es multipista hay que multiplicar los 5MB/min por el número de pistas necesario. Por ejemplo, en un sistema estéreo habrá que grabar dos canales o pistas con un ratio de 10MB/min. Los juegos y aplicaciones multimedia sin mayores pretensiones utilizan el muestreo a 22 KHz y una resolución de 8 bits, en un solo canal (mono) la calidad no es la misma pero es suficiente, mientras que el espacio requerido en disco es muy inferior. 22.000 muestras/seg x 1 bytes (8 bits de resolución) x 60 seg = 1.320.000 bytes

7.9.1 MP3 Para reducir el espacio requerido por las grabaciones se ha recurrido a métodos de compresión y, entre estos métodos, el más conocido es el denominado MP3 (MPEG1-Layer3) o MPEG1 de nivel 3. Su popularidad ha surgido debido a la aceptación que ha tenido este método de compresión para el intercambio de grabaciones musicales en Internet. La compresión de este método es ajustable, dependiendo del interfaz numérico o por control deslizante, asumiendo que cuanto mayor es la compresión mayor será la pérdida de datos sufrida y por tanto va en decremento de la calidad final. Su mayor 219

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defecto se observa al oír música 3D en la que la calidad perdida afecta sobre todo a los altavoces traseros generándose un siseo en ellos. Para crear un archivo MP3 hace falta un programa compresor MP3 y para descomprimirlos se utilizan programas llamados ripper. Para aprender más sobre puedes mirar en www.mp3.org y www.mp3.com, donde hallarás multitud de enlaces a otros sitios web relacionados con el MP3 (en inglés). Existen comercios en Internet que venden canciones en formato MP3 de forma legal por unos precios entre 50 y 100 ptas por canción tales como www.weblisten.com. Este tema ha traído muchas controversias, ya que las pérdidas sufridas por las grandes compañías discográficas son enormes por la facilidad con que se pueden bajar estos archivos desde la red. Sin embargo, se trata de una forma barata accesible al público, en la que algunos autores que están comenzando y no tienen grandes medios, se apoyan para distribuir su música. Como ejemplo reseñable, el famoso cantante David Bowie ha grabado en formato MP3 frente a la oposición de su compañía. Se conocen como “Skin” a los diferentes diseños de la pantalla principal de un programa que puede cambiar radicalmente su aspecto en función de estilos predeterminados. Los puso de moda el programa “Winamp” (ripper muy famoso para MP3). Hoy día son muchos los programas que incorporan sus propios “Skins”. Activando la opción "Select Random skin on play" cabiará aleatoriamente el “Skin” cada vez que cambie la canción a reproducir.

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8 El Teclado El teclado es un dispositivo de entrada, que convierte la acción mecánica de pulsar una tecla en una serie de impulsos eléctricos codificados que permiten al ordenador identificarla. Las teclas que lo constituyen sirven para introducir caracteres alfanuméricos y comandos a un ordenador. La distribución de un teclado es la misma en todos los ordenadores PC, aunque hay pequeñas diferencias dependiendo del país. En un teclado se pueden distinguir cuatro subconjuntos de teclas:

Ilustración 8.1. Teclado

•

TECLADO ALFANUMERICO, con las teclas dispuestas como en una maquina de Escribir convencional.

•

TECLADO NUMERICO, (ubicado a la derecha) con teclas dispuestas como en una calculadora.

•

TECLADO DE FUNCIONES, (desde F1 hasta F12) son teclas cuya función depende del

programa en ejecución. En muchas ocasiones se permite al usuario asignar la función de estas teclas, por ejemplo asociándoles una macro o conjunto de comandos. •

TECLADO DE MOVIMIENTO DEL CURSOR, para moverse con el cursor de un lugar a otro en un texto, o conjunto de elementos. El cursor se mueve según el sentido de las flechas de las teclas, ir al principio (“HOME”), avanzar o retroceder una pagina (“PAGE UP / PAGE DOWN”), etc.

Ilustración 8.2. Controlador del teclado

Cada tecla tiene su contacto eléctrico, que se encuentra debajo de ella, al pulsarla se “cierra” el contacto y al soltarla se “abre”. Debajo del teclado existe una matriz de filas y columnas con pistas conductoras. El contacto de las teclas comunica eléctricamente una pista de una fila con una pista de una columna. Si no hay teclas oprimidas, no se toca ningún conductor de una fila con otro de una columna. Las teclas están sobre los puntos de intersección de las líneas conductoras de la matriz.

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8.1 El Teclado por dentro En un teclado de PC se verán las pistas conductoras de las filas, construidas y aisladas en una lámina de plástico, y los de las columnas en otra lámina similar que está sobre la anterior. Se pueden apreciar una serie de círculos conductores formando parte del circuito, que no están aislados. Debajo de cada tecla, se encuentra, un circulo conectado a una fila y a una columna. Al pulsar una tecla se vence el resorte que esta debajo de ella, la tecla presiona uno de los círculos conductores, poniendo en contacto una fila con una columna. Al soltar la tecla los círculos quedan separados y aislados.

Ilustración 8.3. Matriz de membrana

Formando parte de la caja del teclado, aparece un circuito integrado (Controlador) con funciones de codificador-buffer, el cual constituye la electrónica de control del teclado. La función de este integrado es explorar el teclado, para detectar si una tecla ha sido pulsada, en caso afirmativo enviará un código que la identifica al puerto del teclado del ordenador. El circuito integrado presenta un buffer RAM para almacenar hasta 10 códigos identificativos de teclas pulsadas.

8.2 Distintos tipos de teclados de PC Para los modelos AT existen dos tipos de teclados estándar: •

MF-1: con 84 teclas.

•

MF-2: 101teclas (americano) ó 102 teclas (europeo).

Dentro de cada tipo puede haber diferencias en la ubicación de algunas teclas, como la barra inversa, a la izquierda (\), ó “ESC”. En el MF-2 las teclas de función presentan dos teclas más Ilustración 8.4. Teclado desmontado. (F11 y F12), y todas se encuentran en la parte superior del teclado, por lo cual es más ancho que el MF-1. Además se denomina teclado extendido por que todas las funciones duales de las teclas del teclado numérico se han 222

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pasado a teclas independientes que se encuentran entre el teclado numérico y el alfanumérico y que suelen ser de color gris.

8.2.1 Teclado extendido Apple Es un teclado de 105 teclas que funciona con los ordenadores o computadoras MACINTOSH. APPLE incluyó varios cambios mas en el diseño de las teclas existentes que, combinadas con las teclas añadidas y los diodos luminosos se asemejaron al teclado extendido de IBM.

8.2.2 Teclado qwerty Su nombre esta formado por los seis caracteres de la izquierda de la fila superior de las letras. Se trata del tipo de teclado estándar de la mayoría de maquinas de Escribir y equipos de informática.

8.3 Diferencias importantes La principal diferencia entre un teclado de calidad y otro inferior es la pulsación o punto de presión, un buen teclado permitirá una rápida escritura sin errores, mientras que un mal teclado, demasiado suave por ejemplo, introducirá muchos errores durante la mecanografía rápida. Ilustración 8.5. Patilla de Lo mejor a la hora de comprar un teclado es regulación para control de la mecanografiar algunas frases y compararlo con inclinación otros teclados. Cualquier persona que sepa mecanografía reconocerá las diferencias y sabrá cuál es el que mejor se adapta a su forma de teclear.

También es conveniente que se pueda graduar la inclinación del teclado. Últimamente han aparecido algunos teclados llamados ergonómicos, que tienen una estructura diferente de la tradicional. Estos teclados toman forma de “V” dividiendo el conjunto de teclas de forma que se puede graduar (en algunos casos) el ángulo respecto a la posición de las manos. Esta disposición de las teclas es más indicado para la posición natural de los brazos, y reciben el nombre de “Natural Keyboard”. Ilustración 8.6. Teclado desarmado

223

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8.4 Mapa del teclado, configuracion y códigos. La información de este apartado será de utilidad para los alumnos que se dediquen a la programación cuando tengan que explorar desde su programa las teclas pulsadas. Cuando se pulsa una tecla el teclado envía al ordenador un código esta tabla muestra dichos códigos. La 1ª columna muestra la tecla que enviará el código. La 2ª columna muestra el código que se envía al ordenador tras la pulsación simple de la tecla indicada. La 3ª columna muestra el código que se envía al ordenador tras la pulsación simultánea de la de la tecla Mayúsculas más la tecla indicada. La 4ª columna muestra el código que se envía al ordenador tras la pulsación simultánea de la de la tecla Ctrl. más la tecla indicada. La 3ª columna muestra el código que se envía al ordenador tras la pulsación simultánea de la de la tecla ALT más la tecla indicada. Tecla

Código

Caps&+código

Ctrl+código

Alt+código

F1

0;59

0;84

0;94

0;104

F2

0;60

0;85

0;95

0;105

F3

0;61

0;86

0;96

0;106

F4

0;62

0;87

0;97

0;107

F5

0;63

0;88

0;98

0;108

F6

0;64

0;89

0;99

0;109

F7

0;65

0;90

0;100

0;110

F8

0;66

0;91

0;101

0;111

F9

0;67

0;92

0;102

0;112

F10

0;68

0;93

0;103

0;113

F11

0;133

0;135

0;137

0;139

F12

0;134

0;136

0;138

0;140

Home

(Numeric 0;71 Keypad) 0;72

55

0;119

56

(0;141)

Page Up

0;73

57

0;132

Left Arrow

0;75

52

0;115

Right Arrow

0;77

54

0;116

End

0;79

49

0;117

Down Arrow

0;80

50

(0;145)

Page Down

0;81

51

0;118

Insert

0;82

48

(0;146)

Del

0;83

46

(0;147)

Up Arrow

Home

(Gray Keypad)

(224;71) (224;71)

224

(224;119)

(224;151)

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

Up Arrow

(224;72) (224;72)

(224;141)

(224;152)

Page Up

(224;73) (224;73)

(224;132)

(224;153)

Left Arrow

(224;75) (224;75)

(224;115)

(224;155)

Right Arrow

(224;77) (224;77)

(224;116)

(224;157)

End

(224;79) (224;79)

(224;117)

(224;159)

Down Arrow

(224;80) (224;80)

(224;145)

(224;154)

Page Down

(224;81) (224;81)

(224;118)

(224;161)

Insert

(224;82) (224;82)

(224;146)

(224;162)

Del

(224;83) (224;83)

(224;147)

(224;163)

Keypad)

Print Scrn

0;114

Pause/Break

0;0

BackSpace

8

Enter

13

Tab

9

Nul

0;3

8

127

(0)

10

(0)

0;15

(0;148)

(0;165)

A

97

65

1

0;30

B

98

66

2

0;48

C

99

66

3

0;46

D

100

68

4

0;32

E

101

69

5

0;18

F

102

70

6

0;33

G

103

71

7

0;34

H

104

72

8

0;35

I

105

73

9

0;23

J

106

74

10

0;36

K

107

75

11

0;37

L

108

76

12

0;38

M

109

77

13

0;50

N

110

78

14

0;49

O

111

79

15

0;24

P

112

80

16

0;25

Q

113

81

17

0;16

R

114

82

18

0;19

S

115

83

19

0;31

T

116

84

20

0;20

U

117

85

21

0;22

V

118

86

22

0;47

W

119

87

23

0;17

X

120

88

24

0;45

225

Curso de Mantenimiento de equipos informáticos

Y

121

89

25

0;21

Z

122

90

26

0;44

1

49

33

2

50

64

3

51

35

0;122

4

52

36

0;123

5

53

37

0;124

6

54

94

7

55

38

0;126

8

56

42

0;126

9

57

40

0;127

0

48

41

0;129

-

45

95

=

61

43

[

91

123

27

0;26

]

93

125

29

0;27

92

124

28

0;43

;

59

58

0;39

‘

39

34

0;40

,

44

60

0;51

.

46

62

0;52

/

47

63

0;53

‘

96

126

(0;41)

Enter

*

(Nu 13 meric 47 Keypad) 42

-

0;120 0

30

31

0;121

0;125

0;130 0;131

10

(0;166)

47

(0;142)

(0;74)

(0;144)

(0;78)

45

45

(0;149)

(0;164)

+

43

43

(0;150)

(0;55)

5

(0;76)

53

(0;143)

/

Tabla 8-1

8.5 Combinaciones de teclas En WINDOWS. En esta sección no pretendemos poner todas las teclas y combinaciones de teclas que se pueden utilizar en Windows. Solamente una selección como muestra en la que proponemos las de uso más común.

8.5.1 Combinaciones con la tecla Logo de Windows. Tecla Windows Logo Tecla Windows Logo + e Tecla Windows Logo + e Ctrl + Tecla Windows Logo + f

Abre el menú inicio Abre el Explorador de Windows Abre la ventana de Buscar archivos y C. Abre la ventana para buscar un PC. 226

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Tecla Windows Logo + m Shift + Tecla Windows Logo + m Tecla Windows Logo + r Tecla Windows Logo + Tab Tecla Windows Logo + Break

Minimiza todas las ventanas abiertas Deshace la operación anterior (maximiza) Abre la ventana de diálogo de ejecutar Conmuta la función de mayúsculas permanente Abre la ventana de propiedades del sistema Tabla 8-2

8.5.2 Teclas del sistema F1 Ctrl + Esc Ctrl + Alt + Supr

Supr Supr + Shift Ctrl + p Alt + Tab Print screen Alt + Print screen Alt + Space Alt + F4 Alt + Enter Alt o F10 Esc

Visualiza la ventana de ayuda de la aplicación actual. Abre el menú inicio. Abre la ventana de diálogo que contiene un listado de las aplicaciones, permite cerrarlas, apagar el sistema, etc. En Windows NT abre la ventana de diálogo de seguridad. Borra los elementos seleccionados. Si son ficheros los mueve a la papelera de reciclaje. Borra los elementos seleccionados. Si son ficheros los borra inmediatamente sin llevarlos a la papelera de reciclaje. Abre la ventana de diálogo para Imprimir Conmuta entre las aplicaciones en ejecución. Copia una imagen de la pantalla en el portapapeles. Copia una imagen de la ventana activa en el portapapeles. Abre el menú de control de la esquina superior izquierda de la aplicación activa. Cierra la actual ventana de aplicación. Conmuta en aplicaciones MS-DOS entre pantalla completa y modo ventana. Sirve para moverse entre el documento y la barra de menús. Cancelar operación. Tabla 8-3

8.5.3 Teclas para manejar cuadros de diálogo Tab May + Tab Alt + tecla

Moverse de una opción a la siguiente. Moverse de una opción a la anterior. Sirve para moverse al menú de control cuya letra clave es la tecleada. Teclas de movimiento del cursor Pasa de una opción a otra de las de un grupo en la dirección de la flecha. Espacio Marca o desmarca un elemento de lista. Alt + flecha abajo Abre una lista desplegable. Ctrl + / Marca todos los elementos de una lista. Enter Ejecuta orden o botón seleccionado. Esc o ctrl. + F4 Cierra el cuadro sin ejecutar la orden. Tabla 8-4

227

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8.5.4 Otras teclas de interés Ctrl + x Ctrl + insert o Ctrl + c Shift + insert o Ctrl +v Ctrl. + z Shift+F10 Shift Enter F2 F3 Alt + Esc Ctrl+F6 Page up or Page down Home or end Ctrl. + Space

Corta lo seleccionado y lo lleva al portapapeles. Copia lo seleccionado al portapapeles. Pega lo último que se copió en el portapapeles. Deshace la última acción realizada. Abre la ventana de diálogo contextual. Pulsando SHIFT y manteniéndola mientras se inserta un CD-ROM se activa la característica de Auto Play. Activa el icono seleccionado en el Escritorio. Renombra el icono seleccionado en el Escritorio. Desde el Escritorio Abre la ventana de buscar. Conmuta el enfoque a la siguiente aplicación abierta. Conmuta a la ventana de la siguiente aplicación activa. Añadiendo SHIFT conmuta a la aplicación previa. Se mueve al principio y al final de la pantalla. Añadiendo CTRL Selecciona el primero y el último campo de una lista. Selecciona o des-selecciona el icono actual. Tabla 8-5

228

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9 El Ratón. El ratón o mouse informático es un dispositivo señalador o de entrada, que recibe esta denominación por su apariencia. Para poder indicar la trayectoria que recorrió, a medida que se desplaza, el ratón debe enviar al ordenador señales eléctricas digitales que permitan reconstruir su trayectoria, con el fin que la misma sea repetida por una flecha en el monitor. Desde la aparición de Windows es el Ilustración 9.1. Ratón dispositivo de entrada más utilizado.

9.1 Tipos de ratones Existen ratones muy diferentes en el mercado, poniéndose cada vez más de moda los ratones de diseño en los que la carcasa y su diseño toma un papel primordial. En cuanto a la conexión se pueden encontrar dos tipos de ratones: • Conexión al ordenador por cable que es el caso normal. • Conexión al ordenador por infrarrojos, o por radio. En estos casos se conecta al ordenador una pequeña estación receptora que recibe las señales enviadas por el ratón. En este caso el ratón necesitará su propia fuente de alimentación y/o baterías. Pueden tener mayor o menor número de teclas incorporadas, aunque lo normal es que tengan 2 o 3 teclas. También existe una clase de ratón que en lugar de correr por la alfombrilla, permanece en una posición fija, sobresaliendo la bola por la parte superior de la carcasa. El manejo de este ratón se hace con el dedo pulgar, y recibe el nombre de trackball.

9.2 Funcionamiento del ratón Cuando se desplaza el ratón, el movimiento de la bola de tracción que esta en su parte inferior se descompone en dos movimientos según dos rodillos con ejes perpendiculares entre sí (en correspondencia con dos ejes de coordenadas X e Y) que se encuentran en contacto con la bola de tracción. Hay un tercer cilindro que sirve para asegurar la posición correcta de la bola . El movimiento de los rodillos conversores se traduce a impulsos eléctricos a través de un conversor analógico digital. La cantidad de pulsos generados para cada eje representa la distancia recorrida por la bolita respecto de ese eje, y en relación con la ultima posición en que el ratón estuvo quieto. Dichos pulsos se van contando en dos contadores, uno para cada eje, pudiendo ser la cuenta progresiva o regresiva, Ilustración 9.2 Detalle del sistema de arrastre según el sentido del movimiento del de un ratón ratón respecto de dichos ejes. Los circuitos envían por un cable que va hacia un puerto serie del ordenador (el valor de la 229

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cuenta de los contadores, como dos números de 8 bits con bit de signo, rango de-128 a +127. Según el protocolo de MICROSOFT estos números se envían formando parte de bytes, cada uno de los cuales además se transmite un bit de start (inicio) y stop conforme al protocolo RS 232C para un puerto serie. Se envían tres bytes cuando se pulsa o libera una tecla del ratón, aunque este no se mueva. Cuando el puerto recibe el primero de los tres bytes, el Ilustración 9.3 Detalle del acoplamiento óptico controlador del buffer de dicho puerto, solicita a la CPU que interrumpa el programa en ejecución y pase a ejecutar la subrutina (Ratóndriver) que maneja la información del ratón.

9.3 Conversión analógico-digital. La bola de tracción realiza un movimiento continuo durante una trayectoria del ratón. Este movimiento continuo, es de tipo analógico (es decir no va a saltos como lo haría un movimiento discreto o digital), dicho movimiento continuo se transmite hacia los rodillos de movimiento que se encuentran en contacto con la bola dispuestos en el sentido de los ejes x e y. El movimiento producido en estos ejes es también de forma continua, luego seguimos manteniendo un parámetro analógico de esa trayectoria. En el extremo de estos rodillos se encuentran sendos discos dentados que se mueven de forma solidaria. Los dientes de estos discos al moverse actuarán sobre un dispositivo transductor que convertirá el paso de cada Ilustración 9.4 Detalle del acoplamiento óptico diente en un impulso o impulsos eléctricos. Obteniendo de esta forma la señal digital necesaria para procesar eléctricamente la trayectoria que está siguiendo el ratón. A partir de los impulsos de este transductor no solo se obtiene la velocidad a la que se está moviendo el ratón, sino que también se debe obtener información a cerca del sentido del movimiento. El transductor utilizado suele ser de tipo óptico. Su principio básico de funcionamiento es la detección de un rayo de luz que será obstruido o liberado por los dientes del disco solidario al cilindro en contacto con la bola de tracción.

230

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Disco dentado

Transductor Mecánico – opto - electrónico Eje

Bola de tracción Detector óptico

Emisor de luz

Ilustración 9.5 Detalle del acoplamiento óptico

9.4 Controlador Windows soporta la mayoría de ratones directamente a través de su controlador estándar para ratón. Aunque puede ocurrir que algunos no funcionen con este controlador. En estos casos necesitaremos el controlador (“Driver”) que proporciona el fabricante para el ratón. Los ratones que han sido más populares son los de las firmas son Microsoft y Logitech. Pueden obtenerse ratones del tipo denominado OEM a muy bajo precio. Estos se caracterizan porque no necesitan el disco de instalación ni los controladores por que son compatibles directamente con el controlador de Windows . El estándar en ratones se llama Microsoft Mouse Standard, que es compatible con la mayoría de los sistemas operativos y aplicaciones.

9.5 Tipos de conexión Se conectan al ordenador a través de un puerto serie, o a través de un conector PS/2. El conector PS/2 se encontrará al lado del conector del teclado. Esta conexión tiene la ventaja de que libera un puerto serie del sistema. Existen en el mercado adaptadores que conectan un ratón de puerto serie a un bus PS/2 del ordenador.

9.6 Trackball Un trackball es un ratón con una gran bola situada en la parte superior. En lugar de mover el ratón se mueve la bola directamente. Se utilizan mucho en ordenadores portátiles, aunque también los hay para ordenadores de sobremesa que son especialmente aconsejables para las manos pequeñas de los niños. Los trackball se diseñaron en un principio para manejar controladores aéreos en la industria militar. 231

Ilustración 9.6. Tackball

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9.7 Touchpad Se trata de una superficie sensible al contacto. Se controla deslizando el dedo por la superficie. Los sensores recogen el movimiento y lo transmiten al ordenador. Estos sensores se diseñaron para sustituir al ratón convencional en los ordenadores portátiles. En la imagen puede verse un touchpad de un ordenador portátil. Ilustración 9.7 Touchpad

9.8 Limpieza del ratón 1º Extraer la bola de tracción. 2º Limpiar la bola con un paño sin pelusa. 3º Limpiar la suciedad de los rodillos de contacto con la bola del ratón utilizando un bastoncito de algodón impregnado de alcohol. Esta suciedad hace que el ratón se bloquee en su movimiento por la pantalla, así que es muy importante que no queden residuos. En caso de que la suciedad esté tan dura y sólida que no se pueda extraer con el bastoncito, ayudar al proceso de limpieza con algún elemento rígido, pero no muy duro, como puede ser un palillo de los dientes. Es muy importante no rayar los rodillos.

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10 Impresoras Las impresoras son periféricos de salida de gran importancia tanto en ofimática, como en CAD (diseño asistido por ordenador), infografía o cualquier otra rama de la informática. Gracias a esta importancia, las impresoras han evolucionado enormemente desde sus comienzos habiendo en el mercado actual una amplia gama de tipos y modelos que cubren todos los sectores informáticos, tanto el sector profesional como el sector doméstico.

10.1 Características de una impresora Las características que distinguen a las impresoras son las siguientes: •

Color o B/N: Las impresoras en blanco y negro (B/N) sólo utilizan tinta de un color, mientras que las impresoras de color utilizan la técnica de tricromía (tres colores) o cuatricromía (tres colores + negro) para realizar la impresión, aunque también existen impresoras que utilizan cinco o más colores para mejorar la resolución de color. • Resolución: Es el número de puntos que es capaz de imprimir en una pulgada y se mide en PPP (puntos por pulgada) o en inglés DPI (dot per inch). La resolución puede citarse con un único número, por ejemplo, 300 ppp indicando tanto la resolución vertical como la horizontal o por dos números, por ejemplo, 600x300 en cuyo caso, el primer valor corresponde a la resolución horizontal y el segundo a la vertical. Debemos tener claro, que la resolución que nos da el fabricante es la correspondiente a impresiones en B/N, siendo la de color 1/3 de este valor si imprime en tricromía, puesto que cada punto de imagen está compuesto por tres puntos de color. Si la impresión se realiza en cuatricromía, las zonas de la imagen representadas con tonos negros se imprimen directamente con la tinta negra y, por tanto, se representan a la resolución gráfica que indica el fabricante, pero el resto de zonas de color siguen imprimiéndose mediante la mezcla de los tres colores y por tanto el valor de la resolución desciende también a 1/3 del valor de resolución gráfica que nos da el fabricante. Esto es cierto para todas las impresoras excepto las de sublimación como se comentará y justificará más adelante. La calidad de una impresión está íntimamente relacionada con la resolución estableciéndose como calidad fotográfica a las imágenes impresas con resolución igual o superior a 2400 ppp (es la utilizada en imágenes de calidad en el sector de artes gráficas), aunque en el mundo de la infografía no profesional se viene a considerar como calidad fotográfica a las imágenes impresas con resoluciones de 1200 ppp. • Sistema de impresión: El sistema de impresión es determinante en la calidad y utilización de la impresora dando prácticamente el nombre a cada uno de los tipos de impresoras. Los más utilizados son: o Matriciales. o Chorro de tinta. o Inyección de tinta. o Láser. o Transferencia térmica.

233

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•

•

•

Tricromía y cuatricromía. La tricromía consiste en generar cualquier color del espectro por medio de la mezcla aditiva de tres colores básicos. Al igual que un pintor mezcla colores para realizar sus cuadros, las impresoras mezclan las tres tintas para formar colores. Los colores básicos utilizados en artes gráficas son el cian, amarillo y magenta más conocido como CYM (Cyan, Yellow y Magent). La característica fundamental de la mezcla de estos colores radica en que son los complementarios de los utilizados en TV Ilustración 10. 1. Mezcla aditiva de colores. Superponiendo dos o más (RGB, rojo, verde y azul) y por tanto, con la colores primarios, la impresora mezcla de los mismos se pueden construir genera una paleta básica de colores, todos los colores menos el blanco que se más el blanco que es la ausencia de conseguirá con la ausencia de color colores básicos. utilizando un papel o lienzo de color blanco (con los colores RGB se consiguen también todos los colores menos el negro que se consigue mediante la ausencia de color utilizando un tubo de imagen negro). La cuatricromía consiste en utilizar un cuarto color o tinta, normalmente el negro (CMYK la K representa al negro), con lo que se consigue mejorar la gama de grises y el color negro que suelen ser los más deficientes al crearlos por mezcla de los colores fundamentales. Esta técnica mejora el contraste de las imágenes dándolas un aspecto más realista. La mayoría de las impresoras de color actuales utilizan como mínimo esta técnica de cuatricromía. También podemos encontrar impresoras que utilizan el denominado cartucho “fotográfico” que contiene el color negro y un cian y magenta con una tonalidad más clara que los correspondientes al cartucho de color normal. La finalidad de estos nuevos colores es mejorar la calidad de la imagen en zonas con colores tenues que sin estos dos nuevos colores se creaban con puntos muy dispersos de los colores básicos para dar la sensación de claridad en el color. Certificación PANTONE: Pantone Matching System es un estándar de creación de colores muy utilizado en artes gráficas. Las tablas PANTONE identifican cientos de miles de colores por un nombre o referencia y define perfectamente las proporciones de RGB o CYMK que tienen que tener para su posterior creación en una imprenta de artes gráficas. Las impresoras que tienen homologación PANTONE aseguran que son capaces de reproducir con total fidelidad los colores estandarizados en las tablas PANTONE. Para ello tendremos que utilizar programas de diseño gráfico que también tengan homologación PANTONE. También existen monitores con certificación PANTONE que unido al programa e impresora adecuado, forman un equipo profesional de artes gráficas. Tramado: También denominado dithering o granulado. La mayoría de las impresoras del mercado utilizan la técnica de tramado para la generación de colores distintos a los básicos. Esta técnica consiste en generar un color disponiendo puntos muy próximos, cada uno con un color básico concreto. Si los tres puntos están lo suficientemente próximos, el ojo integra la información de todos los puntos próximos obteniendo la sensación de un punto más gordo de un color distinto al de los puntos que lo forman. La distribución uniforme de los 234

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puntos que forman el tramado suele generar un efecto visual algo artificial denominado efecto moiré que se mejora utilizando otros modelos de distribución que dispersan en lo posible dicho efecto. La mayoría de las impresoras profesionales ofrecen varios modelos de dispersión de puntos que generan tramados de mayor calidad que la distribución uniforme. También existe en el mercado un tipo de impresora en color que no utiliza tramado, es decir, es capaz de generar colores sólidos similares a los que se producen con la mezcla de tintas en la paleta de un pintor. Estas impresoras utilizan el método de sublimación (que se comentará posteriormente) para realizar la mezcla de la tinta en el propio papel (papel fotográfico especial) en el que se realiza la impresión creando, como ya se ha comentado, colores sólidos. Estas impresoras sí tienen la misma resolución en B/N y en color puesto que cada color del papel lo compone un único punto de impresión.

(a)

(b)

(c)

Ilustración 10. 2. Impresiónes realizadas con: a) colores sólidos, b) Tramado uniforme y c) Tramado con difusión de errores.

•

Lenguaje de Impresión: Son los lenguajes que entienden las impresoras y a través de los cuales se realiza la impresión. Cada fabricante utiliza un lenguaje propio para sus impresoras lo que implica que cada fabricante debe proporcionarnos un driver específico que permita que el sistema operativo se pueda comunicar adecuadamente con la impresora. Entre estos lenguajes, el más conocido es el PCL5 utilizado por las impresoras HP (Hewlett-Packard). Estos lenguajes envían a la impresora los códigos de escape (se denominan así a los códigos de control de la impresora) necesarios para realizar la inicialización y configuración de la impresora de acuerdo a los parámetros configurados en el driver del sistema operativo como resolución, calidad, etc. y preparan a la impresora para recibir los datos que serán impresos. También existen otros lenguajes que no son específicos de una determinada impresora, pero que es soportado por casi todas las impresoras profesionales, este es el caso del lenguaje Postscript. Estos lenguajes se denominan de definición de página y se encuentran en un nivel superior al de la máquina, es

235

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decir, su misión es crear una copia virtual de la página, utilizando para ello modelos específicos de fuentes (tipografía de los caracteres). •

Sistema de procesamiento de la imagen. Para realizar la impresión de una imagen en color en una impresora se necesita procesar una gran cantidad de información. Las impresoras de gama baja dedicadas al sector no profesional no incorporan ningún procesador de gráficos especializado y por tanto, esta función debe ser realizada por el procesador del sistema, lo que implica una sobrecarga del sistema cuando realizamos impresiones y una ralentización del mismo. Las impresoras de gama alta, sin embargo, pueden considerarse verdaderos ordenadores que utilizan procesadores tipo RISC de hasta 64 bits especializados en procesar imágenes. También disponen de memoria RAM que suele ser ampliable. Los sistemas más económicos incorporan entre 2MB y 8 MGB, mientras que los de gama alta incorporan más de 32 MB de memoria RAM.

10.2 Tipos de impresoras 10.2.1

Matriciales

Realizan la impresión por impacto de unas agujas sobre una cinta impregnada con tinta que se transfiere al papel por acción del propio impacto. Actualmente sólo se utilizan en ofimática para la impresión de documentos autocopiativos. Las características principales de las impresoras matriciales son las siguientes: • Número de agujas: 9 o 24 agujas. • Caracteres por segundo(CPS): Número de caracteres impresos en modo texto en un segundo por ejemplo 120 cps. Ilustración 10. 3. Sistema de impresión • Color o B/N: Las impresoras en color de una impresora matricial. utilizan una cinta con cuatro bandas de color. Son muy lentas en modo gráfico imprimiendo en color.

10.2.2

Chorro de tinta

Ya en desuso, utilizan un cabezal que proporciona un chorro continuo de tinta que puede ser desviado hacia el papel o hacia el deposito de tinta por medio de un campo electrostático. La tinta utilizada en estas impresoras tiene la capacidad de ionizarse mediante un campo eléctrico que se dispone en la embocadura de salida de la bomba que produce el chorro continuo de tinta. Ilustración 10. 4. Diagrama de funcionamiento de una impresora de chorro de tinta.

236

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Posteriormente, mediante unas placas deflectoras también electrostáticas, se conduce el chorro de tinta hacia la apertura de salida que la comunica con el papel o hacia un drenaje que conduce la tinta de nuevo al deposito de donde salió volviéndose a repetir el ciclo. Uno de los problemas fundamentales de esta impresora radica en que el cabezal se ensucia mucho con la propia tinta que dispara, y deben ser limpiadas muy a menudo. Además, su calidad de impresión es bastante mala si la comparamos con las impresoras de inyección actuales, no superando los 600 ppp. Necesitan también que el papel sea satinado para que el texto no presente el efecto de tinta corrida en el contorno.

10.2.3

Inyección de tinta

Son las impresoras más utilizadas en la actualidad, por su excelente relación calidad-precio, en el sector no profesional. Utilizan un cabezal piezoeléctrico que hace las veces de bomba que inyecta gotas de tinta en el papel a impulsos programados. Cada cabezal de impresión dispone de múltiples inyectores que de forma independiente inyectan la tinta en el momento adecuado. El número de inyectores y el diámetro de salida de los mismos determinan la resolución de la impresora y por tanto su calidad. En el Ilustración 10. 5 Funcionamiento de uno de los caso de las impresoras de color, en un inyectores piezoeléctricos de una impresora de mismo cartucho se integran los tres inyección. colores básicos utilizando inyectores independientes para cada color. Este sistema de impresión es el utilizado por las impresoras Deskjet de Hewlett Packard y con él se alcanzan resoluciones de hasta 600 ppp aunque ya están apareciendo impresoras con más resolución utilizando este sistema. Cartucho de color

Cabezal inyector

Cartucho de B/N

Contactos de control de impresión Ilustración 10. 7 Cartuchos de color y B/N de una impresora de inyección de tinta.

Ilustración 10. 6. Detalle del cabezal de un cartucho de inyección de tinta.

Una de las características más destacable de estas impresoras es que el cartucho de impresión ya incluye el cabezal de impresión lo que implica que cada vez que cambiamos el cartucho renovamos también el cabezal.

237

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También existen impresoras de inyección de tinta térmicas o de burbuja. En estas impresoras, la tinta se mantiene en estado líquido a temperatura ambiente en la punta del inyector. Cuando deseamos imprimir, se calienta el inyector mediante un micro calefactor que hace hervir la tinta produciendo la burbuja que se impregnará en el papel al salir despedida del inyector. Este es el sistema utilizado por las impresoras BJC de Epson y permite realizar inyectores más pequeños y por tanto, alcanzar resoluciones mayores de hasta 1200 ppp; sin embargo, el precio de estos inyectores es mayor y por tanto no se integran con el cartucho de tinta, sino que son un elemento fijo de la impresora. Esto hace que estas impresoras presenten más problemas a largo plazo, puesto que el cabezal puede ensuciarse y dejar de imprimir correctamente. Las impresoras de inyección de tinta, por sus características y resultados, no alcanzan la calidad suficiente para entrar en el mercado profesional y por tanto, se diseñan con el mínimo de elementos y utilizando al máximo los recursos del ordenador, es decir, no incorporan ni procesador propio ni memoria RAM por lo que son muy lentas en comparación con las profesionales y su velocidad depende del sistema al que se conecta. En su favor tienen que Ilustración 10. 8. Impresora HP DeskJet 820 de son muy ligeras y económicas, inyección de tinta. aunque sus consumibles sí son caros.

10.2.4

Láser

Las impresoras láser utilizan para la impresión de la imagen unos polvos muy finos denominados “tóner” (tonner) en lugar de tinta como sucede con las anteriores. Los polvos correspondientes al tóner están ionizados con una carga eléctrica determinada. El cartucho que contiene el tóner dispone de un tambor fotosensible capaz de cambiar su carga eléctrica cuando incide sobre él un rayo de luz. El tóner y el tambor están comunicados por una ranura que permite que el tóner pueda, en su momento, distribuirse por todo el cuerpo del tambor. Para una impresión, la impresora realiza los siguientes pasos 1. El tambor del tóner se carga de forma uniforme con la misma carga eléctrica que el tóner de forma que se repelan. 2. El rayo láser dibuja en el tambor una imagen electrostática de lo que deseamos imprimir en el papel, cambiando la carga eléctrica de las zonas del tambor en las que incide el haz del láser. 3. Al estar el tambor en íntimo contacto con el tóner, las partículas se unirán con el tambor debido a las diferencias de la polaridad de cargas eléctricas en las zonas donde incidió el láser, creándose así una imagen con los polvos adheridos al tambor. 4. Una vez creada la imagen en el tambor, se introduce la hoja en la impresora desde la bandeja de carga. 238

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Ilustración 10. 9. Cartucho de Tóner mostrando el tambor.

5. Cuando la hoja entra en la impresora, unos filamentos muy finos generan un campo eléctrico que carga electrostáticamente y de forma uniforme a toda la hoja con la carga eléctrica contraria a la que tiene el tóner para que posteriormente ambos se atraigan. 6. Posteriormente se pasa la hoja en contacto directo con el tambor. Como el tóner y la hoja tienen distinta carga, las partículas de tóner serán arrancadas del tambor y depositadas en la hoja, transfiriéndose así la imagen generada en el tambor hacia la hoja de papel. 7. El último paso consiste en fijar dichas partículas a la hoja de forma permanente. Este proceso se realiza mediante un rodillo de fijación que, a una temperatura de unos 200 ºC, comprime fuertemente las partículas de tóner fundiéndolas sobre la hoja.

Cavidad donde se ocultan los rodillos de fijación

Alojamiento del cartucho de tóner

Rodillo de entrada. Junto a él se encuentran los filamentos

Ilustración 10. 10. Interior de una impresora láser.

239

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En el caso de las impresoras láser color, este proceso se repite tantas veces como colores básicos utilice la impresora impregnándose, en cada paso, partículas de tóner con un color básico distinto. A diferencia de las impresoras en blanco y negro, en las impresoras de color se utiliza una banda fotosensible para transferir la información de los tres o cuatro colores antes de pasar definitivamente al papel. Las impresoras láser color incluyen verdaderos ordenadores gráficos en su interior que utilizan procesadores gráficos con arquitectura RISC de 64 bits, como los MB86832, al que acompañan 32 o 64 MB de memoria RAM. Las impresoras láser color imprimen con resoluciones comprendidas entre los 300 y los 1200 puntos, pero suelen incluir un interprete Postscript que permite tratar imágenes con resoluciones de hasta 2400 ppp obteniéndose impresiones con una calidad excepcional. Ilustración 10. 11. Diagrama simplificado del funcionamiento de una impresora

Las características más importantes a la láser color. hora de comprar una impresora láser y que determinarán su coste son: •

Resolución gráfica: actualmente se considera aceptable una resolución de 600 ppp.

•

Número de copias por minuto: puede ser aceptable la impresión de 10 cpm (copias por minuto). En las profesionales, además deberemos tener en cuenta:

• •

Procesador utilizado: es conveniente que sea de 64 bits. Memoria RAM instalada: es conveniente que al menos tenga 32 MB y que se pueda ampliar.

En el caso de las impresoras a color, es muy normal que en la misma máquina se integre un escáner de forma que el sistema trabaja como impresora, escáner y fotocopiadora en blanco y negro y en color. Por último comentaremos que también existen impresoras que sustituyen el láser por un cabezal formado por un peine de ELEDs (diodos luminiscentes de alta radiación). Son muy similares, en cuanto a funcionamiento, a las impresoras láser, la diferencia radica en que la imagen en el tambor la genera la iluminación de los distintos ELEDs que forman el cabezal de impresión en lugar del láser. La calidad es algo inferior a la de las impresoras láser, pero la relación calidad precio es muy buena siendo una alternativa muy atractiva para el sector no profesional.

10.2.5

Transferencia Térmica

Las impresoras de transferencia térmica están dedicadas fundamentalmente al sector profesional de artes gráficas aunque en la actualidad sólo se utilizan las denominadas impresoras de transferencia térmica por sublimación puesto que las impresoras de transferencia térmica normales han sido totalmente reemplazadas por las de inyección de tinta, que a un precio muy inferior, obtiene calidades de impresión muy similares a las de transferencia térmica.

240

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Las impresoras de transferencia térmica utilizan una tinta en forma de cera sólida que viene adherida a un rollo o cinta de plástico muy fino similar al papel celofán, denominado ribbon. La tinta se dispone en una cara del ribbon que posteriormente pasará en contacto con la hoja de papel a imprimir. En el caso de impresiones a color, el ribbon contiene tinta de tres o cuatro colores que ocupan un espacio equivalente a una página por color. Por otra parte, el cabezal de impresión consiste en un peine alargado compuesto por multitud de calentadores o electrodos que pueden ser activados independientemente, generando cada uno de ellos un punto de impresión en el papel cuando son activados. La longitud del peine es equivalente a la anchura del papel a imprimir, con lo que la impresión se realiza línea a línea. El proceso de impresión puede resumirse en los siguientes pasos: 1. Se recoge la hoja de la bandeja de carga y se introduce en el sistema de impresión. 2. Al tiempo que entra la hoja, se sitúa el ribbon de forma que el comienzo de la primera banda de color coincida con el comienzo de la hoja que se va a imprimir. 3. Hoja y banda de color comienzan su avance de forma simultánea pasando entre la cabeza de impresión y un rodillo que las presiona contra el mismo. 4. En su paso por la cabeza de impresión, Ilustración 10. 12. Diagrama de los calentadores o electrodos van funcionamiento de una impresora de fundiendo la tinta en las zonas donde se transferencia térmica. desea imprimir un punto de color, de forma que la tinta pasa a estado líquido transfiriéndose así al papel. 5. Una vez terminada la primera pasada con uno de los colores básicos, el sistema de rodillos retorna el papel a su posición original (de inicio) situándose el ribbon de forma que la segunda banda de color coincida de nuevo con el comienzo de la página que se está imprimiendo, repitiéndose de nuevo el proceso de impresión con este segundo color básico. 6. Este proceso se repetirá con los tres (tricromía) o cuatro (cuatricromía) colores de la cinta.

Ilustración 10. 13. Ribbon correspondiente a una impresora de transferencia térmica.

Durante la impresión, los puntos de color correspondiente a los colores básicos no se imprimen uno encima de otro para formar el color definitivo, sino uno junto al otro formando una trama o dithering característico de las impresoras de color. Estas impresoras utilizan una tinta que no se adhiere a cualquier tipo de papel, por lo que hay 241

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que utilizar en las impresiones un papel especial suministrado por el fabricante de la impresora, cuyo precio viene a ser de unas 5.000 pts cada 100 hojas. También el ribbon es un consumible que sólo el fabricante de la impresora proporciona, por lo que también es caro, unas 10.000 pts por cada 100 impresiones, lo que supone un coste por copia de unas 150 pts, muy por encima del coste de una copia realizada con una impresora de inyección. Las resoluciones que alcanzan estas impresoras está limitada por el cabezal de impresión no siendo superior a los 600 ppp. A su favor podemos decir que la calidad de color es muy buena permitiendo obtener copias con colores muy reales y vivos. En cuanto a la velocidad de impresión, las impresoras de transferencia térmica pueden considerarse muy lentas, puesto que cada copia se realiza en tres o cuatro pasadas, siendo el tiempo real por cada impresión de unos 180 segundos.

10.2.6

Transferencia térmica por sublimación.

Las impresoras de transferencia térmica por sublimación son básicamente iguales que las comentadas anteriormente. Utilizan un cabezal muy similar y un ribbon que en apariencia es idéntico al anterior. Las diferencias entre ambas son las siguientes: •

En las impresoras de transferencia térmica normales, los calentadores o electrodos del cabezal de impresión sólo tiene dos niveles de temperatura que podemos denominar frío o caliente y, por tanto, la tinta se transfiere por completo al papel (caliente) o no se transfiere nada de tinta al papel (frío). En las impresoras de sublimación, cada elemento del cabezal puede alcanzar 256 niveles de temperatura Ilustración 10. 14. Impresora de (8bits), por tanto, la cantidad de tinta que se sublimación Tektronix Phaser transferirá al papel en cada punto dependerá 480. de la temperatura que alcance en cada momento el electrodo de impresión. Esto nos da a entender que podremos tener 256 tonalidades de cada color básico y no tres como en los sistemas de impresión tradicional. • En las impresoras normales de transferencia, la tinta pasa de estado sólido al estado líquido cuando se calienta. En las impresoras de sublimación la tinta, al calentarse, no pasa al estado líquido, sino que directamente pasa a estado gaseoso, emitiendo mayor o menor volumen de gas según la temperatura que alcance el electrodo de impresión. • Al transferirse la tinta en estado gaseoso, el papel normal no sirve de soporte para la transferencia debido a su porosidad que deja escapar todo el gas, por tanto, el papel utilizado en estas impresoras es parecido al fotográfico en cuanto a textura y está compuesto por distintas capas entre las cuales se encuentra un lámina de plástico transparente muy fina donde se aloja la tinta. • En las impresoras de transferencia normales, la impresión se realiza utilizando la técnica de tramado o dithering. En las impresoras de sublimación, al transferirse la tinta en estado gaseoso, los distintos colores básicos que forman un punto de impresión se mezclan en dicho punto creando un color sólido real no existiendo ningún tipo de trama. El número de colores sólidos que es capaz de representar una impresora de sublimación, depende de los posibles niveles de temperatura que pueda alcanzar el elemento térmico del cabezal. En las impresoras profesionales, el número de niveles de 242

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temperatura que puede alcanzar cada elemento es de 256. Como la impresión se realiza utilizando los tres colores básicos CYM, el número de colores conseguidos serán 256 x 256 x 256 = 2(8+8+8) = 16.777.216 colores que normalmente se denominan 16,7 M de colores puros. Al igual que en las impresoras de transferencia normales, en las impresoras de sublimación, la resolución viene determinada por el número de elementos térmicos del cabezal limitando dicha resolución a valores no superiores a 600 ppp. Sin embargo, una impresión, por ejemplo de una fotografía, realizada con una impresora de sublimación de 300 ppp supera con creces la calidad de cualquier impresora de 1200 ppp, ya sea láser o de inyección. Donde se nota la resolución es Ilustración 10. 15. Ribbon utilizado en el que se aprecia la imagen impresa. en los documentos de texto, donde las impresoras de sublimación no presentan buenas característica, por este motivo, las impresoras de sublimación se utilizan en artes gráficas únicamente para pruebas de color o impresiones de imágenes sin o con muy poco texto. Las impresoras profesionales de sublimación suelen estar homologadas por PANTONE con lo que son ideales para realizar pruebas fiables de color. Uno de los mayores inconvenientes de estas impresoras es su alto precio, superior al millón y medio de pesetas y el también alto precio de sus consumibles. Una copia de color en cuatricromía impresa en sublimación viene a costar alrededor de 350 pesetas. También existen otros dispositivos que no siendo puramente impresoras, utilizan también la técnica de impresión por sublimación, este es el caso de las videocopiadoras y las impresoras de tarjetas de banda magnética. Las videocopiadoras son máquinas que tienen como entrada de información una señal de vídeo o SVHS y como salida, una señal de vídeo o SVHS para gobernar un monitor de TV y que mediante un teclado muy sencillo o un mando a distancia, permiten tomar imágenes fijas de la cámara y realizar una composición simple que posteriormente imprimirán utilizando el sistema de sublimación. Estas máquinas son utilizadas en muchos de los denominados “fotomatones”. Las impresoras de tarjetas magnéticas son unos sistemas de impresión que conectados a un ordenador imprimen directamente en una lámina plástico transparente de PVC especial que posteriormente se lamina junto a la tarjeta de banda magnética. En algunos casos, la impresión se realiza directamente en la tarjeta. Este es el caso de los sistemas que imprimen la fotografía del usuario en las tarjetas de crédito de los bancos. Como conclusión, podemos decir que las únicas impresoras que pueden jactarse de tener calidad fotográfica, a pesar de su baja resolución de impresión, son las impresoras de sublimación.

10.3 Conexión e Instalación de una impresora La conexión de una impresora es una tarea sencilla si lo que pretendemos es instalarla en un ordenador monopuesto mediante una conexión por puerto paralelo; sin embargo, si lo que queremos es mantener una impresora en red, conectarla por puerto serie o

243

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conectarla para dar servicios a varios ordenadores mediante conmutadores de impresoras, la cosa puede complicarse un poco.

10.3.1

Conexión puerto paralelo

La conexión por puerto paralelo es la más utilizada hoy en día, aunque es de suponer que si las tendencias no cambian, esta conexión irá poco a poco dejando paso a la conexión por puerto USB. Se realiza a través del conector de 25 pines USB hembra que se encuentra en la parte posterior del ordenador, aunque no debemos confundirla con la conexión de igual tipo que utilizan algunos escáner SCSI para su conexión con la tarjeta SCSI. Si disponemos de un escáner de este tipo, lo primero que deberemos hacer es identificar el conector utilizado por CENTRONIX la tarjeta SCSI. El cable que utilizan las impresoras paralelo, tiene en uno de los extremos un conector DB25 macho y en el otro extremo un conector tipo Centronics de 36 polos que suele dar nombre al cable de impresora como cable Centronics. No debemos olvidar, según vimos en el tema de placas madre, que el puerto paralelo ha ido evolucionando y en la actualidad se contemplan tres tipos denominados ECP, EPP y normal. Las impresoras antiguas funcionan perfectamente en modo normal, pero las que se venden actualmente se comunican con la CPU de forma “bidireccional” y por tanto, deberemos seleccionar en la BIOS uno de los modos ECP o EPP para que el funcionamiento sea el óptimo. El paso final será instalar el software de la impresora. Esta operación podremos realizarla utilizando los disquetes o el CDROM que se distribuyen con la impresora, o utilizar la opción de configuración Î Impresoras Î agregar impresora que nos ofrece Windows 98. En cualquiera de los casos, la instalación es muy simple y los datos que debemos conocer para realizar una configuración correcta serán el modelo de la impresora y el puerto al que queremos conectarlo que en este caso más normal será el LPT1, puesto que muy pocos ordenadores disponen del puerto LPT2.

Ilustración 10. 16. Vista posterior de una impresora, donde se aprecia el conector centronix y el USB.

10.3.2

Conexión por puerto serie RS-232

La conexión a impresora por puerto serie no es tan común como la conexión por puerto paralelo. Para poder realizar la conexión a través de este puerto, la impresora debe estar preparada para soportar la conexión vía RS-232. En el mercado podremos encontrarnos con impresoras únicamente con conexión paralelo, impresoras puramente serie o impresoras que permiten la conexión por puerto serie y paralelo, sólo en los dos últimos casos podremos realizar la conexión por puerto serie. El primer paso, será elegir el puerto de comunicaciones que se va a utilizar, lo normal es que sea el COM2 para dejar el COM1 disponible para el ratón o un MODEM externo. Posteriormente instalaremos el software de la impresora, donde deberemos indicar expresamente que la comunicación será “serie” e indicar el puerto que se va a utilizar, COM1 o COM2. Esta operación también podremos realizarla desde Inicio Î configuración Î Impresoras Î Agregar impresoras, si es que Windows 95/98 dispone del driver o controlador de la impresora que vamos a instalar. Una vez

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seleccionada la impresora deseada, nos aparecerá una ventana preguntándonos el puerto que deseamos que utilice la impresora.

Ilustración 10. 17. Ventana de selección de puerto de conexión de la impresora.

En el caso de las impresoras serie, este puerto será el COM1 o COM2. No debemos olvidar configurar el puerto COM utilizado. Los parámetros que seleccionemos en la configuración del puerto deben ser los mismos que los seleccionados en la impresora, por ejemplo:

Ilustración 10. 18. Configuración de la comunicación serie a través de un puerto COM.

Si la UART de nuestro equipo es la 16550 o compatible, también podremos activar un buffer FIFO (First Input First Output) que mejorará la velocidad de comunicación entre ordenador e impresora y en definitiva la velocidad de impresión. Es recomendable que el control de flujo sea Hardware siempre que impresora y ordenador lo permitan, en caso contrario elegir el control de flujo Xon/Xoff.

245

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Ilustración 10. 19. Configuración avanzada del puerto serie.

10.3.3

Conexión por puerto USB

La conexión a través de este puerto es igual de simple que la realizada por el puerto tradicional de impresora, con la diferencia de que el conector es diferente y, por supuesto, el driver o controlador de impresora es también diferente.

10.4 Conectar varios ordenadores a una impresora Existen varios métodos para realizar la conexión de varios ordenadores a una misma impresora, pero los más utilizados son, conexión a través de un conmutador de impresoras y conexión a través de red LAN.

10.4.1

Conmutador de impresoras.

Existen distintos tipos de conmutadores en el mercado entre los que destacan los de conmutación manual y los automáticos. Los primeros consisten en un conmutador, normalmente rotativo, que permite conectar a una misma salida varias entradas. La conexión se realiza mediante hilos que conectan tanto las entradas, como las salidas al conmutador rotativo; por tanto, no intervienen circuitos electrónicos, lo que implica que el sistema es totalmente “bidireccional” y que la señal no es tratada ni modificada. El conmutador dispone de tantas líneas de conmutación, como señales tiene el puerto paralelo de impresoras, un esquema simple puede ser el siguiente: ORDENADOR A IMPRESORA

ORDENADOR B

Ilustración 10. 20. Esquema simplificado de un conmutador de impresoras. Conmutador de impresoras manual.

En el caso de los conmutadores automáticos, dicha conmutación se realiza a través de circuitos digitales que detectan cuál de los ordenadores está enviando señal conectando la salida a dicho canal y bloqueando el otro canal hasta que el primero libere la conexión. Este tipo de conmutadores tiene bastantes inconvenientes, puesto que si por cualquier causa, el ordenador que está imprimiendo deja de enviar señal al conmutador sin haber terminado su tarea y el segundo está en espera de impresión, este último 246

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tomará el control y la impresión será defectuosa. Por otra parte, los conmutadores digitales automáticos no son reversibles. Como ventaja podremos decir que son cómodos de utilizar al no ser necesaria la acción del usuario para realizar la conmutación y que sirve de repetidor admitiendo mayor distancia entre ordenadores e impresora.

10.4.2

Impresora en red LAN

En el caso de utilizar una red local, los ordenadores deben estar conectados a través de una tarjeta de red, por ejemplo, una tarjeta compatible Ethernet 2000. El ordenador que tenga conectada físicamente la impresora deberá compartirla para que el resto de usuarios de la red puedan acceder a ella. La forma de compartir una impresora es muy simple, Inicio Î Configuración Î Impresoras, realizar un clic con el botón derecho sobre la impresora que deseamos compartir y seleccionar la opción compartir. Como puede observarse en la pantalla, se puede introducir una contraseña para que sólo puedan imprimir los usuarios autorizados que conozcan dicha contraseña.

Ilustración 10. 21. Ventana para compartir una impresora en la red.

Para que un usuario de la red pueda imprimir, el usuario deberá también instalar la impresora en su ordenador, pero en este caso, como impresora de red y no como impresora local. Lógicamente el ordenador que comparte el recurso deberá estar encendido al igual que la impresora durante la impresión. Para realizar la instalación de una impresora de red, los pasos a seguir serán: Inicio Î configuración Î impresoras Î Agregar Impresora Î Impresora en red. Aparecerá la siguiente ventana:

Ilustración 10. 22. Ventana para indicar la ruta de acceso de la impresora compartida en la red.

En esta ventana deberemos indicar la ruta en la red de la impresora que deseamos instalar. Si no conocemos la ruta, pulsaremos el botón Examinar y la buscaremos por la red que se mostrará en la ventana siguiente.

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Ilustración 10. 23. Ventana de búsqueda de impresoras compartidas en la red.

Una vez seleccionada, Windows recogerá los controladores de impresora necesarios del ordenador que comparte la impresora y los instalará en el ordenador cliente que es donde estamos instalando la impresora en red. La ventaja de este sistema radica en que el administrador de impresoras del ordenador que comparte el recurso se encarga de recoger todos los trabajos enviados por los demás usuarios y guardarlos en una cola de impresión que ira imprimiéndolos por riguroso orden de llegada.

10.5 Conectar varias impresoras a un ordenador También existen varias posibilidades para esta labor, pero la más usual es utilizar un conmutador de impresoras manual. También cabe la posibilidad de incorporar en el ordenador una tarjeta que disponga de otro puerto de impresora.

10.5.1

Conmutador de impresoras

En este caso utilizamos el mismo conmutador utilizado en el supuesto anterior, pero invertiremos las entradas por las salidas y viceversa. De este modo, la salida de impresora del ordenador se conectará directamente a la entrada del conmutador (recordemos que en el caso anterior este mismo conector hacía de salida) y las impresoras a los canales A y B respectivamente que en este caso realizarán las veces de salidas y no de entradas como en el supuesto anterior. Cómo es lógico pensar, los datos enviados por el ordenador irán a parar a la impresora que se encuentre conectada al canal seleccionado A o B.

10.5.2

Instalación de una tarjeta con puerto paralelo

En el mercado existen tarjetas que incluyen entre otros, un puerto paralelo que podremos utilizar como segundo puerto de impresoras asignándole el sistema el nombre de LPT2. Para instalar estas tarjetas, sólo tenemos que buscar un slot libre (normalmente ISA) e introducir la tarjeta en él. No deberemos realizar ningún tipo de configuración en la BIOS, salvo asegurarnos de que el puerto utilizado por el sistema (en placa madre) es el 3F8/IRQ7: LPT1. También deberemos comprobar mediante el manual de la tarjeta, que el puerto instalado en la tarjeta es el 278/IRQ5: LPT2, de otro

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modo, ambos puertos causarán conflictos en el sistema y no podremos imprimir con ninguno de los dos. Una vez instalada correctamente la tarjeta, el sistema operativo Windows 95/98 detectará automáticamente el nuevo hardware podremos por tanto utilizarlo sin problemas. Para comprobar que no existen conflictos entre ambos puertos debemos examinar en Inicio Î Configuración Î Panel de control Î Sistema Î Administrador de dispositivos Î Puertos COM y LPT, donde aparecerá una referencia a cada uno de los puertos LPT1 y LPT2 sin los ya conocidos signos de admiración en amarillo. Para instalar una impresora, en este nuevo puerto, seguiremos los mismos pasos que se comentaron para instalar una impresora en un puerto paralelo, cambiando únicamente LPT1 por LPT2. Si realizamos la instalación de un segundo puerto paralelo, es importante asegurarnos al comprar la tarjeta, que admite los modos de funcionamiento ECP o EPP; de otro modo, sólo podremos utilizarlo para imprimir con impresoras antiguas que no sean bidireccionales o de imprimir con impresoras actuales, sólo podremos manejarlas con drivers antiguos que no requieran comunicación bidireccional con la impresora.

10.5.3

Otras posibilidades.

La opción anterior de conectar una nueva impresora a través del puerto paralelo ha sido, hasta el momento, la más elegida por los usuarios de PCs, pero actualmente, dada la variedad de impresoras que nos ofrece el mercado, sería más aconsejable utilizar como impresora secundaria un modelo que permita conectarse por uerto serie, o mejor aun, por el puerto USB. En estos casos, la instalación de una impresora secundaria no plantea ningún problema ni conflicto al sistema. La nueva impresora se instalará de la forma habitual y podremos determinar si queremos utilizarla como primaria (predeterminada) o como secundaria. Si se utiliza como secundaria, cada vez que queramos imprimir en ella, deberemos seleccionarla desde el programa con el que vamos a realizar la impresión.

10.6 Ampliación de memoria. Las impresoras de bajo coste no suelen implementar un microprocesador que procese la información a imprimir y que libere a la CPU del ordenador de esta tarea y, por tanto, no necesitan apenas memoria RAM para realizar su función. Sin embargo, las impresoras láser y de transferencia térmica profesionales que suelen incluir algún lenguaje de descripción de página como el Postscript, sí utilizan un procesador muy potente y por tanto, necesitan mucha memoria RAM. En este tipo de impresoras, la ampliación de memoria suele ser una característica que debe tenerse en cuenta para que la impresora no se quede obsoleta en poco tiempo. Al contrario de lo que sucede con la memoria RAM del PC, en las impresoras, los fabricantes tienden a utilizar memorias no estandarizadas para que los usuarios tengan que recurrir a ellos para cualquier ampliación. No obstante, podremos encontrar impresoras que utilicen los antiguos módulos SIMM de 32 contactos o los SIMM de 72 contactos, en cuyo caso, la ampliación es muy simple de realizar. En el supuesto de que la impresora utilice módulos especiales, no queda más remedio que buscar un distribuidor oficial de la marca de la impresora y encargar allí el módulo deseado, seguro que en este caso la memoria será más de un 10% más cara que el coste de un módulo SIMM de 32 contactos. Una vez insertados los módulos de memoria pueden suceder dos casos, que la impresora lo reconozca directamente, con lo cual no hay más que hacer, o que sea necesario reconfigurar la impresora, directamente a través del menú de la impresora o 249

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por medio del driver de impresión. En cualquier caso, deberemos acudir al manual de la impresora para realizar convenientemente la configuración.

10.7 Problemas de funcionamiento y averías Los problemas concernientes a las impresoras pueden ser de dos tipos, software o hardware. Los primeros son originados por fallos o configuraciones erróneas en el sistema operativo o el programa que realiza la impresión. Los problemas hardware son menos abundantes, pero en muchos casos es difícil determinar si el problema es software o hardware.

10.7.1

Hardware.

Problema La impresora no se enciende

•

•

La impresora se enciende, pero • no imprime. • • •

•

•

La impresora realiza el proceso • de impresión, pero la hoja sale en blanco.

Posible solución Comprobar que el cable de alimentación funciona correctamente, si la impresora utiliza un alimentador externo, comprobar con un polímetro que la tensión de salida es correcta. Si la impresora utiliza un interruptor mecánico para el encendido, comprobar que está en buen estado, para ello deberemos acceder a los terminales del interruptor de encendido y mediante un polímetro comprobar las conexiones Comprobar el conexionado del cable de impresora, si disponemos de otro de repuesto intercambiarlo para descartar esta posibilidad. Conexión interna entre la placa madre y el conector DB25-H de salida de impresora del ordenador Comprobar que el puerto de impresora configurado en la BIOS coincide con el seleccionado en el sistema operativo, es decir, LPT1 con LPT1 Si la impresora es moderna puede que no funcione adecuadamente con la configuración normal del puerto paralelo, con lo que deberemos acceder a la BIOS y configurar el modo ECP o el EPP. Comprobar que la impresora no emite por el display un mensaje de error producido por falta de papel o de tinta o tóner , o que el LED de error no parpadea por alguno de estos motivos. Comprobar que el display de la impresora no emite algún error tipificado en el manual técnico de la misma, en cuyo caso deberemos acudir al manual y seguir las instrucciones que nos dicte. Los problemas más comunes suelen ser: papel atascado en los rodillos, compartimiento de acceso al tóner o cubierta mal cerrada, comunicación fallida entre impresora y ordenador. Tinta o tóner gastado. En las impresoras de inyección, también puede ser que el cartucho se haya resecado. En este caso, acceder al driver de la

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• • La impresora realiza el proceso • de impresión, pero la hoja se • imprime símbolos y códigos extraños. La impresora realiza el proceso • de impresión, pero la hoja se imprime con manchas

La impresora realiza el proceso • de impresión, pero se imprime con mala calidad • •

La impresión se realiza • correctamente, pero el tóner no se fija al papel.

Tras cambiar el cartucho de • tinta, la impresora continúa indicando que el cartucho está vacío. El cartucho de tinta está • prácticamente gastado y la impresora indica que el cartucho está lleno.

impresora y buscar la opción para limpiar los cartuchos de impresión, en algunas impresoras la opción de limpieza de los cartuchos se realiza desde la misma impresora por medio de los botones de alimentación de papel. Si se ha instalado un tóner o cartucho de tinta nuevo, es posible que no hayamos retirado la banda de plástico que protege la tinta o el tóner. Si la impresora el láser, puede ser que el láser esté deteriorado. El driver de impresión no es el correcto. La comunicación entre ordenador e impresora no es buena y se corta durante el proceso. Comprobar el cable y conexiones Este problema suele suceder en impresoras láser y se produce por suciedad en el cartucho del tóner. Este problema es más usual si utilizamos cartuchos de tóner reciclados. La solución es cambiar el cartucho o limpiar con mucho cuidado de no rayar el tambor cilíndrico que transfiere el tóner al papel. Normalmente este efecto aparece cuando el cartucho de tinta o el de tóner se encuentra prácticamente vacío. En las impresoras de inyección también puede ser un síntoma de que la tinta en el cartucho se está resecando y conviene limpiarlo, Si la impresora es de transferencia térmica, es posible que el cabezal de impresión tenga algún elemento fundido en cuyo caso deberá sustituirse por una nueva. Este problema sólo se da en las impresoras láser y es debido a que el rodillo de fijación no se calienta a la temperatura adecuada. Para diagnosticar este problema, realizar un par de impresiones y con sumo cuidado comprobar si el rodillo de fijación está caliente, si no es así, es que la resistencia. eléctrica de su interior está fundida. En las impresoras de inyección que tienen indicador del nivel de la tinta, el cambio del cartucho debe realizarse con la impresora encendida para que la impresora tome conciencia de que el cartucho ha sido reemplazado y reinicie el contador de nivel de tinta. Este problema es debido a que las impresoras no controlan realmente el nivel, sino que controlan las copias que se imprimen desde que se cambia un cartucho y calculan por estimación la tinta que puede quedar en cada momento. Si por cualquier causa se retira de la impresora un cartucho sin

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gastar del todo y posteriormente se inserta de nuevo, la impresora cree que se ha instalado un cartucho nuevo y reinicia su contador de nivel estimando que el cartucho está nuevo. Por este motivo, no se debe retirar un cartucho sin consumir completamente con la impresora encendida, en el caso de tener que realizar esta operación debe realizarse con la impresora apagada para que no detecte el cambio de cartucho. Tabla 10. 1. Averías comunes en impresoras y sus posibles soluciones.

Es muy importante disponer del manual técnico de la impresora para poder resolver los problemas técnicos que puedan plantearse; en caso contrario, sólo podremos resolver los anteriormente descritos que son los más usuales. Para el resto de averías deberemos acudir al servicio técnico oficial.

10.7.2

Software

Los posibles errores software en la impresión pueden ser muchos y variados. Pueden ser debidos a problemas de configuración del sistema operativo o al programa que realiza la impresión, sobre todo si el programa se ejecuta bajo el sistema operativo MS-DOS. Por tanto, lo mejor será, una vez desestimado que el problema es hardware, acudir a la ayuda que a tal efecto proporciona el sistema operativo que suele ser muy abundante, como es en el caso de Windows 98. Si es el programa el que falla, lo mejor es reinstalarlo para descartar que sea un problema de corrupción del código de alguna DLL o parte del programa. En el caso de Windows 98, la ayuda para la resolución de los problemas de impresión los encontraremos en Inicio Î Ayuda Î Contenidos Î Solucionadores de problemas Î Imprimir. Entraremos en un asistente para la resolución de problemas que nos irá guiando paso a paso hasta solucionar el problema.

Ilustración 10. 24. Ventana de ayuda de Windows 98.

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11 Dispositivos de captura de imágenes En este tema trataremos de dos dispositivos de imágenes fijas que son el escáner y la cámara digital.

11.1 Escáner 11.1.1

Introducción

El escáner es un dispositivo capaz de escanear o digitalizar (en este tema se utilizan indistintamente los términos escanear y digitalizar) imágenes planas para transmitirlas al ordenador donde se formará una imagen digital, en memoria, del original, que posteriormente será tratada y retocada, impresa y guardada. La utilidad de un escáner tiene dos vertientes; por un lado, su utilización en el mundo de las artes gráficas, fotografía digital, edición de revistas gráficas, publicidad, etc. donde es absolutamente imprescindible y, por otro lado, la digitalización de documentos de textos, por ejemplo, para archivadores electrónicos, documentación, con la utilización de un software muy especializado llamado OCR. Hoy en día es destacable la necesidad de un escáner para los creadores de páginas WEB en Internet o documentos multimedia.

11.1.2

Funcionamiento

La digitalización de una imagen se realiza mediante el barrido de una imagen plana fija por una fuente de luz. La luz al incidir sobre la superficie de dicha imagen, Ilustración 11.1. Escáner en funcionamiento se reflejará dependiendo de la claridad u con la tapa levantada. oscuridad de la zona barrida. Esta luz reflejada es captada por un elemento fotosensible de tipo CCD (Charge-Coupled Devices - dispositivos de acoplamiento de carga) o similar que la convertirá en una señal eléctrica analógica proporcional a dicha luz reflejada. Estas señales analógicas se envían a un ADC (Convertidor analógico digital) que la convierte en una señal digital que se enviará hacia el ordenador. La cabeza óptica del escáner generalmente es de forma longitudinal abarcando una franja Ilustración 11.2. Detalle del mecanismo de arrastre de la horizontal del documento o cabeza imagen que se va a 253

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digitalizar. Para realizar el barrido completo del documento, será necesario que dicha cabeza óptica se mueva en sentido vertical al documento como ocurre en los escáner de sobremesa donde un motor mueve la cabeza mediante una correa de transmisión, o también puede estar fija y el documento moverse en sentido vertical como ocurre en los escáner de rodillo, donde un rodillo arrastra el documento que se va a digitalizar haciendo que toda la superficie del mismo pase por delante de la óptica de digitalización. Antiguamente para digitalizar una imagen en color eran necesarias tres pasadas, de forma que durante cada una de las pasadas se captaba la componente de uno de los tres colores básicos RGB (Red, Green, Blue), de cada color, esto se hacía mediante el cambio de un filtro distinto en cada pasada. Hoy en día se digitaliza de una sola pasada, obteniendo simultáneamente las 3 componentes básicas del color original. La principal ventaja de este sistema es la reducción del tiempo necesario para realizar la digitalización que se reduce a 1/3. El escáner toma muestras de la imagen de forma puntual, por ejemplo, una digitalización con una resolución de 300 ppp (puntos por pulgada) dividirá una longitud de una pulgada en la imagen original en 300 puntos y determinará un color para cada uno de estos puntos; de esta forma, la imagen queda dividida en una inmensa matriz de puntos en la que el escáner determina un Ilustración 11.3. Vista del interior de un escaner de sobremesa color para cada uno de los puntos de dicha matriz. Los valores obtenidos para cada uno de estos puntos son transmitidos a la memoria del ordenador, donde se formará una imagen electrónica de la misma. Cuando se reproduce la imagen original en la pantalla del monitor o en la impresora realmente se están pintando punto a punto cada uno de los puntos de la imagen original que han sido escaneados y simplemente se pintan con el color que el escáner ha determinado para cada uno de dichos puntos. El tamaño de una imagen en memoria es muy grande. Una imagen de 4x4 pulgadas (aproximadamente 10x10 cm.) digitalizada con una resolución de 300x300 ppp y una profundidad de color de 24 bits requerirá 3 bits por cada punto y tiene una cantidad de puntos digitalizados igual a 1200x1200 lo que, en total, ocupará en memoria de 4,32 MB = (1200 x 1200 x 3)/(1024x1024). Por esta razón, cuando se guardan las imágenes en el disco duro se suelen utilizar formatos gráficos con compresión de datos que disminuyen sensiblemente la cantidad de bytes que ocupará la imagen. Por ejemplo, con un formato JPG con compresión 1:15, la misma imagen ocupará en el disco 288 KB.

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11.1.3

Recursos Hardware

11.1.3.1 Memoria Como ya hemos dicho, la imagen digitalizada se transmite al ordenador punto a punto en forma de una gran matriz que deberá guardarse en la memoria del ordenador al menos hasta que sea guardada en el disco duro o impresa en papel. Una imagen con formato A4 digitalizada, con calidad fotográfica en color, puede alcanzar fácilmente valores de 22 MB o más. Cuando un programa de retoque fotográfico tiene capacidades para deshacer cambios o crear efectos fotográficos, multiplica la memoria que va a necesitar en cantidades ingentes, ya que, por ejemplo, además de mantener en memoria la imagen original necesita crear una copia de la misma (si el programa utiliza capas, añade otra imagen por cada capa creada en la que está trabajando los efectos además de la memoria necesaria para trabajar en el cómputo de los algoritmos necesarios para la transformación). Estos valores hacen que uno de los factores más determinantes a la hora de especificar los requisitos hardware para un ordenador que trabajará con imágenes gráficas es que tenga toda la memoria que sea posible. Como mínimo 32 MB, pero realmente es aconsejable que llegue a los 124 MB.

11.1.3.2 Dispositivos de almacenamiento En las recomendaciones de un escáner actual se indican valores, de al menos, 150MB de disco duro para instalar el software incluido con el escáner. En los ordenadores un poco antiguos, este valor no es nada despreciable y mucho más si tenemos en cuenta lo que ocuparán las imágenes que se digitalicen si se piensan guardar en disco. Como ya hemos visto, el tamaño de los archivos suele ser menor al de imagen original debido a la utilización de sistemas de compresión. A pesar de ello son archivos considerablemente grandes y en cualquier caso hay que recomendar la utilización de discos de gran capacidad y, sobre todo, la posibilidad de algún sistema de almacenamiento externo como una eventual grabadora de CDs que permitirá limpiar periódicamente del disco duro las imágenes almacenadas.

11.1.3.3 Formatos de archivos gráficos Dentro de los formatos para archivos gráficos hay que diferenciar dos grandes grupos: Formatos vectoriales, y formatos de mapas de bits. Formatos vectoriales: Son típicos de ploter de plumilla o de programas de diseño como el “CorelDraw” o “Autocad”. Tienen la ventaja de que ocupan menos espacio en memoria o disco ya que no crean un mapa de bits de la imagen, sino que utilizan un lenguaje vectorial en el que, por ejemplo, para dibujar una línea guardan las coordenadas inicial y final de dicha línea, así como su atributo de que es una línea. Esto bastará para reproducir posteriormente dicha línea en un ploter impresora, o pantalla; bastará que el driver correspondiente entienda dicho código. Estos formatos en general también admiten la posibilidad de utilizar un tapiz o fondo a partir del mapa de bits de una imagen, pero cuando utilizan esta posibilidad ocuparán tanto como los formatos específicos de mapas de bits. Algunos de los formatos más conocidos de este tipo son WMF (Windows Meta File), Postcript (Formato muy utilizado en artes gráficas), etc.

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Formatos de mapas de bits, también conocidos como raster o bits map. Trabajan según el sistema descrito en el que una imagen se representa por cada uno de los puntos en los que se ha descompuesto durante su digitalización. Hay muchos formatos. Los más conocidos son los siguientes: • JPG (Joint Photographic Experts Group). Es el formato más utilizado en Internet para imágenes de calidad, está optimizado para trabajar con imágenes y no trabaja con textos también como lo haría el formato GIF. Como el grado de compresión afecta a la calidad de la imagen, admite diferentes grados de compresión de datos que se ajustan durante la creación del archivo. Trabaja con una profundidad de color de 24 bits. •

GIF. Es un formato de compresión sin pérdida de datos muy utilizado en Internet. Tiene como inconveniente que sólo admite una profundidad de color de 256 colores (8 bits). Incluye una alta compresión. Permite transparencias. Y animaciones que se consiguen mediante la inserción en un único archivo de varias imágenes que se presentarán sucesivamente en la pantalla con una cadencia determinada.

Ilustración 11.4. Ventana de diálogo de Corel PhotoPaint “Guardar imagen como” donde se pueden apreciar la colección de formatos que con los que puede trabajar

•

TIFF (Tag Image File Format). Fue desarrollado originalmente por Aldus Corporation para guardar imágenes escaneadas. Es un formato de compresión sin pérdida de datos, de poca compresión pero de gran calidad. Tiene tamaño muy grande. Dada su calidad es muy utilizado; es el formato en el que suele trabajar el escáner. Trabaja con una profundidad de color de 24 bits o 32.

•

BMP. Es un formato de mapa de bits sin compresión que se utiliza sobre todo porque es estándar en Windows.

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11.1.3.4 Tarjeta gráfica y monitor La tarjeta gráfica debe soportar al menos resoluciones de 800x600 aunque profesionalmente se utilizan valores mayores de resolución. Es recomendable la utilización de un monitor de 17” o mayor, en función de la mayor o menor dedicación que se va a hacer en tratamiento gráfico de imágenes. La profundidad de color mínima debe de ser de 256 colores, aunque hoy en día cualquier escáner digitaliza con una profundidad de color de 24 bits, así que la tarjeta adecuada deberá soportar también dicha profundidad de color.

11.1.3.5 Microprocesador El microprocesador necesita velocidad para trabajar con programas de retoque fotográfico, haciéndose insufrible la lentitud de los microprocesadores antiguos para estas tareas. La recomendación es que un microprocesador nunca es suficientemente rápido cuando se trabaja profesionalmente con imágenes gráficas de calidad.

11.1.3.6 Puerto Paralelo Si el escáner es compatible NSTL se conectará al puerto paralelo. Este estándar asegura la compatibilidad con impresoras y otros periféricos que hacen uso del puerto paralelo. Los datos se transmiten desde el puerto paralelo del ordenador al puerto “Passtrought” del escáner y de este hacia otros periféricos. El requisito para que el escáner pueda conectarse al puerto paralelo es que sea del tipo EPP o ECP. Los ordenadores antiguos que tenían únicamente el puerto SPP no funcionarán con estos escáner.

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11.1.3.7 SCSI Los escáner con interfaz SCSI se conectan a una tarjeta SCSI que normalmente incluyen, dicha tarjeta no es una tarjeta SCSI estándar y no soporta ningún otro periférico añadido como lo haría una estándar. De todas formas, si ya se dispone de una tarjeta SCSI en el ordenador, es aconsejable conectar el escáner a dicha tarjeta y no utilizar la que se incluye con el escáner. Previamente hay que cerciorarse por el manual o en la página WEB del fabricante que el escáner es compatible con la tarjeta que ya se tiene y que existe el driver correspondiente para evitar sorpresas.

BUS USB

BUS SCSI

Ilustración 11.5.Vista trasera de un escaner que trabaja por el BUS USB o por el BUS SCSI

Estás tarjetas SCSI que acompañan a estos escáner pueden conectarse a un slot PCI o a uno ISA, dependiendo del tipo de conector que lleve. Las tarjetas que se conectan al bus PCI serán más rápidas que las que se conectan al bus ISA. En ambos casos hoy en día estas tarjetas son Plug & Play, con lo que la instalación sobre Windows 98 no deberá ofrecer ningún problema.

11.1.4

Resolución

Hay que tener presente lo siguiente: cuanto mayor calidad se quiere mayor será la resolución con la que hay que trabajar, mayor será el tamaño de las imágenes en memoria y mayor será el tiempo de digitalización. Al hablar de resolución hay que tener en cuenta tres conceptos: resolución óptica, resolución interpolada y profundidad de color. Los dos primeros se refieren al número de puntos en que puede descomponerse una imagen y se miden en ppp (puntos por pulgada) o dpi (dots per inches) aunque últimamente este dato se da en resolución vertical por presolución horizontal (p.e.j. 600x300 ppp) y el tercero indica el número de colores que puede tomar cada punto de la imagen. 258

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Resolución óptica: es el número de puntos reales que es capaz de reconocer la óptica del escáner. La resolución horizontal se refiere al número de puntos por pulgada que incorpora el CCD del escáner y la resolución vertical es el número de pasos de avance que da el escáner durante el barrido de la imagen. Una resolución de 600x300 indica que en un cuadro de 2,54 x 2,54 cm. (1x1 pulgadas) la imagen se analizará en 600 puntos verticales por 300 puntos horizontales. Cuando se escanea con una resolución menor, sencillamente se omiten datos (puntos) para alcanzar los puntos necesarios de acuerdo a la resolución elegida. Resolución Interpolada: es un sistema que permite alcanzar resoluciones mayores a la que permite la óptica del dispositivo. Se trata de crear puntos intermedios a partir de algoritmos que determinan cual sería el color de un punto existente entre los que se han digitalizado desde la óptica. De esta forma se consiguen resoluciones de 9600x9600 ppp y superiores. Los puntos generados con este sistema no son reales pero se aproximan mucho a los reales y es un método muy utilizado para obtener ampliaciones de detalles fotográficos que la resolución óptica no permite. Profundidad de color: indica cuántos bits se van a utilizar para almacenar el color de un punto. Con una profundidad de color de 24 bits se obtienen 16,7 millones de colores (256x256x256) y se utilizan en grupos de 8 bits, de forma que 8 bits almacenan la información de la componente roja, otros 8 bits para la componente verde y otros 8 para la azul. 24 bits ofrece una calidad tan buena que en un aumento de, por ejemplo, a 32 bits el número de bits no es significativo y no se aprecia el aumento en la calidad. A pesar de esto los escáner actuales utilizan 30 bits y más; este aumento en el número de bits se utiliza para mejorar los detalles de la imagen, por ejemplo, en las zonas oscuras, guardando finalmente la imagen en un formato de 24 bits. En general se puede decir que la resolución óptima para digitalizar una imagen debe ser la misma del dispositivo de salida en el que se imprimirá o se verá. Por ejemplo, si la imagen se va a imprimir en una impresora de 300 ppp, será recomendable digitalizar con una resolución de 300x300 ppp. Si la imagen se va a poner en una página WEB en Internet, para una resolución de 640x480, bastará una resolución de 100 ppp; si se va a optimizar para 800x600, estará bien una resolución de 150 ppp. Una excepción es el caso de digitalizar imágenes de periódicos o revistas, en el que no es conveniente digitalizar a mas de 100 o 150 ppp por que se producirá un desagradable efecto de punteado

11.1.5

Tipos de escáner

Podemos hacer dos clasificaciones de los escáner. Según su modo de funcionamiento podemos diferenciar los siguientes tipos: de mano, de rodillo, de sobremesa. Según su interfaz de conexión al ordenador podemos diferenciar los de conexión al puerto paralelo, y los SCSI. Actualmente ya se prodigan los escáner con interfaz para el puerto USB. • De mano: estos escáner son indicados para equipos portátiles, debido a su reducido tamaño. Antiguamente eran los que se utilizaban porque tenían precios muy inferiores a los demás. Tiene los siguientes inconvenientes: al moverlos con la mano por encima de la imagen, el pulso es un factor determinante a la hora de una buena digitalización; además, la Ilustración 11.6. Escáner de sobremesa

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velocidad con que se mueve el escáner debe adecuarse a la resolución de la digitalización. Los más modernos vienen motorizados con lo que evitan cambios en la velocidad que al final se traducirían en deformaciones de la fotografía y también evitan cambios en la dirección durante el barrido. • De rodillo: un rodillo desplaza la hoja de la imagen por delante de la cabeza óptica, de forma semejante a como lo hace un FAX. Tienen como ventaja que ocupan menos espacio que los de sobremesa. • Escáner de sobremesa: son los más utilizados y los más cómodos. En estos la cabeza se mueve gracias a un motor y la hoja de la imagen permanece fija durante el barrido.

11.1.6

TWAIN

Existe un estándar llamado TWAIN (Technology Without An Interesting Name tecnología sin un nombre interesante) para garantizar que cualquier aplicación compatible TWAIN funcionará correctamente con cualquier escáner TWAIN. Se trata de una serie de normas que las empresas deben respetar para garantizar la compatibilidad entre dispositivos y software. Estas normas permiten a las aplicaciones digitalizar áreas parciales, realizar “zoom”, ajustar el brillo o el contraste, ajustar los colores y resolución, realizar una digitalización previa, rotar la imagen, aplicar filtros a la imagen, etc. Nota: Ver la WEB: www.TWAIN.org Cada fabricante construye su propio driver TWAIN, en algunos casos permiten muchas posibilidades de ajuste al usuario y en otras, apenas ofrecen posibilidades de ajuste. Un driver TWAIN mal diseñado limita mucho la calidad de imagen aunque el escáner realmente tenga buena calidad. No son recomendables los drivers que se ajustan automáticamente, que aumentan el tiempo del escaner debido a este autoajuste y, en muchos casos, obligarán a realizar una conversión del usuario en un programa de retoque fotográfico hasta obtener los colores, resolución o efectos deseados.

11.1.7

Ilustración 11.7. TWAIN

Programas (Software)

En general los escáner incluyen un repertorio de software bastante completo, programas de retoque fotográfico, programas de FAX, álbum de fotos, OCR, etc. En muchos casos se trata de versiones antiguas, o little (limitadas) que no incluyen todas las opciones de las versiones profesionales, pero en cualquier caso suelen ser suficientes para una aficionado exigente.

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11.1.8

OCR

El OCR (Optical Character Recognition) o programa de reconocimiento óptico de caracteres es un programa muy especializado que tiene la misión de convertir el mapa de bits de un documento digitalizado en un documento de texto. Para realizar este trabajo, primero separa todos los párrafos del texto, y después separa cada carácter de una línea. De esta manera trabaja carácter a carácter creando una serie de pequeñas imágenes que corresponden a cada carácter. El OCR dispone de librerías de caracteres que comparará con estas pequeñas imágenes y para ello, primero ajusta el tamaño de la imagen para igualarlo al tamaño de las imágenes de las librerías, y luego utiliza las imágenes de las librerías como plantillas para comparar con la imagen original. La plantilla que presente menos diferencias con la imagen será considerada como el carácter correcto. Algunos OCR utilizan algoritmos que reconocen el número y orientación de los trazos así como los agujeros que presenta; de esta forma la letra “b” se reconocerá por un trazo recto en un sentido determinado (vertical), otro curvo (en la parte inferior del trazo recto) y un agujero. Ilustración 11.8. Ventana de inicio del programa OCR TextBridge de Xeros

Los OCR profesionales incorporan varios métodos de identificación que utilizan simultáneamente para aumentar la fiabilidad del resultado, de forma que el carácter asignado será el que haya resultado en la mayoría de los métodos o algoritmos utilizados. Hay OCR que permiten crear librerías personalizadas. Esto tiene utilidad cuando se escanea frecuentemente el mismo tipo de documentos. Por ejemplo, si se van a digitalizar todas las páginas de un libro antiguo, lo más probable es que durante las tres o cuatro primeras hojas se repitan los mismos errores, por ejemplo, el OCR tiene problemas para diferenciar al “i” y la “j”, pues sencillamente se escanea una i, y después una j del mismo libro y se le asignan los caracteres adecuados. Posteriormente cuando el OCR reconozca las formas de las nuevas plantillas con las siguientes i y j no tendrá dificultad para reconocerlas. Las digitalizaciones que admiten estos programas deben tener un formato en blanco y negro de un bit. Dada su especialización necesitan comparar la digitalización con las plantillas que están en este formato y los que no son profesionales generalmente no admitirán otros formatos de color. 11.1.9

Características técnicas del escáner

Las características técnicas que indica el fabricante de su producto suelen incluir la siguiente información:

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Modelo: fabricante y nombre comercial Método de digitalización: una o varias pasadas Sensor: indica el tipo de sensor fotoreceptor utilizado: CCD, color, B/N, etc. Resolución óptica: 600x1200 dpi Resolución interpolada: p.e.j. 19200x19200 dpi Profundidad de Color: bytes de profundidad de color, bytes para escala de grises, etc. Brillo/contraste: características de estos controles (p.e.j. 255 pasos) Área máxima de digitalización: tamaño máximo de la imagen que se puede digitalizar. Interfaz: indica si se conectará al ordenador por el puerto paralelo o con tarjeta SCSI Tiempo de previsualización: tiempo que tardará en realizar una previsualización (p.e.j. 20s/A4) Tiempo de digitalización: tiempo que tardará en realizar una digitalización (p.e.j. 85 s un A4 a 600 dpi) Driver TWAIN soportado por: Windows 95, 98, NT, etc. Programas incluido: Relación del software que se incluye con el escáner. Medidas: p.e.j. 275x420x90mm Voltaje de alimentación: p.e.j. 250V AC Requerimientos del Sistema: Sistema operativo reconocido, p.e.j. Windows 98, Windows 95 o Windows NT4.0/5.0 Procesador requerido Memoria mínima y recomendada Puerto Paralelo (en modo EPP) en su caso Requisitos de espacio en el disco duro Si necesita CDROM para la instalación Si tiene función de FAX indicará que es necesario un FAX módem instalado. Si tiene función de "Copia" indicará que necesitará una una impresora instalada. Si tiene función "Email" indicará que necesita acceso a Internet y una cuenta de correo activa. Otros detalles técnicos que se deben tener en cuenta: Calidad de la lente (cabeza óptica): este detalle no se incluye en las características de un escáner, pero sin duda será determinante para la calidad de la imagen. Generalmente hay que fiarse de las firmas de prestigio en este tema, o informarse en revistas especializadas. Fuente de alimentación: puede ser interna o externa Accesorios opcionales: alimentador de hojas, módulo para transparencias, etc. Apagado automático de la lente: si tiene auto apagado se alargará la vida útil de la lente. Profundidad de campo: cuando tiene una gran profundidad de campo suele indicarse como capacidad de digitalización 3D, que sirve para digitalizar de libros u objetos de gran volumen. Esta característica no indica que se puedan digitalizar objetos opacos ni nada parecido. Compatibilidad NSTL: indica que se conecta al puerto paralelo y que es compatible con otros dispositivos conectados a este puerto. Diseño de la caja: el diseño , materiales, etc. de la caja son detalles importantes en la elección de un escáner.

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11.2 Cámaras fotográficas digitales 11.2.1

Introducción

Las cámaras de fotografía digitales son muy semejantes a las cámaras de vídeo, pero con una resolución mayor. Aunque en general no permiten la grabación de secuencias, algunas permiten estas grabaciones de secuencias en movimiento (películas) de muy pequeña duración. De forma semejante una cámara de vídeo permite la toma o captura de imágenes fijas. Algunas diferencias entre las cámaras digitales y las convencionales con película de celuloide son: • •

Ilustración 11.9 Cámara digital HP PhotoSmart

En las digitales las imágenes captadas están disponibles al momento, evitando el proceso de revelado de la película. La resolución de las cámaras digitales dependen del CCD, pero en general no se conseguirán fotos de calidad con tamaños superiores a 10x15 cm, mientras que en las de película se consiguen resoluciones mucho mayores que permiten calidades buenas en tamaños superiores.

•

Los sistemas de almacenamiento son muy diferentes: el disco duro o cualquier otro soporte informático para las digitales y película para las convencionales. • Después del gasto inicial, el gasto de generación de imágenes en las digitales es prácticamente nulo reduciéndose al de la energía utilizada. Mientras que en las cámaras convencionales cada fotografía tiene un coste fijo y elevado. En la siguiente tabla se exponen algunos conceptos que se utilizan para diferenciar unas cámaras de otras. • Resolución: La resolución de la cámara debe adaptarse a la utilidad que se la vaya a dar. Grandes resoluciones crean archivos grandes. Para la utilización en Internet (por ejemplo para enviar por correo electrónico, o diseño de páginas web) la resolución de 640x480 es buena, se verá bien en la pantalla y no ocupará mucho espacio en el disco. Por el contrario si se desea imprimir en papel o ampliar detalles hay que buscar resoluciones mayores. Las resoluciones profesionales son del orden de 2036x3060 píxel • Relación de aspecto: Otro aspecto que se debe tener en cuenta es la relación de aspecto de los sensores de imagen que determinará la proporciones de la fotografía final. Suelen estar entre 1:1 (imagen cuadrada) y 1,5:1. •

•

Algunas relaciones de aspectos estándar son las siguientes: ƒPapel fotográfico 4x6 pulgadas: 1,5 ƒPapel fotográfico 8x10 pulgadas: 1,25 ƒPantalla del monitor: 1,33 ƒPelícula de 35mm: 1,5 Para calcular la relación de aspecto de la cámara hay que dividir el número de píxel mayor por el menor. Por ejemplo: para una resolución de 1536 x 1024 hay que dividir 1536 entre 1024 lo que da 1,5.

263

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•

Profundidad de color. Al igual que ocurría con los escáner la profundidad de color determina el número de colores que se pueden representar. En general todas pueden grabar a 24 bits o color verdadero, aunque en la gama alta trabajan hasta con 36 bits.

•

Sensibilidad. En general cuanto menor sea la iluminación de la escena más ruido se introducirá en la imagen deteriorando la calidad. La sensibilidad indica la capacidad de tomar fotografías con bajos niveles de luz en la escena. Calidad de imagen. Dado que generalmente se utilizan sistemas de compresión de datos en formato JPG. La calidad de imagen no solo depende de las características intrínsecas del sensor de imagen, sino también del factor del compresión. El formato JPG admite el control de la compresión utilizada de forma que compresiones mayores conllevan peor calidad, pero más cantidad de fotos almacenadas.

•

•

• • • •

Toma de fotografías continua. Algunas cámaras tienen la posibilidad de tomar fotografías continuas que permitirán después crea GIFs animados o películas cortas para visualizar después en una página WEB. Para esta operación se puede utilizar un motor digital con modo ráfaga. Exposiciones múltiples. la mayorías de las cámaras avanzan automáticamente al siguiente fotograma después del disparo de una fotografía, pero algunas permiten múltiples exposiciones para superponer impresiones en una misma imagen. Indicador de Día/hora. Permiten grabar en la imagen el día y hora a la que fue tomada. Grabador de sonido. Algunas cámaras incorporan micrófonos para permitir grabar comentarios junto con las imágenes. Modos de imagen. Algunas cámaras permiten tomar fotografías en blanco/negro y en tonos sepia.

11.2.2

Funcionamiento

La parte óptica que incluye a la lente es exactamente igual que la de una cámara fotográfica convencional de película, pero los rayos de luz una vez concentrados incidirán en un sensor de imagen denominado CCD en lugar del clásico negativo. El sensor de imagen convierte la luz recibida en señales eléctricas que enviará a un ADC (Analogic to Digital Converter) para convertirlas en señales digitales que se almacenarán en un soporte informático (memoria, disco, etc). El sensor de imagen o CCD suele tener tamaños inferiores a los de un negativo; por esta razón, las distancias focales de las lentes utilizadas suelen ser menores que en las cámaras convencionales. Además de los elementos indicados, la cámara incorpora un microprocesador semejante al del ordenador que realizará todos los cálculos y operaciones necesarias para ver la imagen en la pantalla LCD o TFT, capturar la imagen, filtrar, comprimir, almacenar y transferir la imagen. Algunas cámaras (sobre todo de la gama alta/profesional) se manejan exactamente igual que las cámaras convencionales, controlando la distancia focal o el tiempo de exposición. En las cámaras de la gama baja, todo suele ser automático, aunque normalmente nos permitirán el ajuste del zoom o del macro si lo incorporan. Pueden incorporar una pantalla LCD o TFT para ver (monitorizar) la imagen que se va a fotografiar o pueden ser “reflex” en cuyo caso la visión de la imagen se realiza por una ventana (visor) como en las cámaras “reflex” convencionales. Las pantallas LCD consumen mucha energía, gastando rápidamente la batería, en cualquier caso conviene que la cámara tenga un dispositivo de apagado de la pantalla LCD para aumentar la autonomía (duración de las baterías) de la cámara. 264

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Para almacenar las fotos utilizan un sistema de compresión de datos, lo que hará que ocupen menos espacio de almacenamiento. Dicho formato suele ser el JPG. Esta compresión implica una pérdida de datos que redunda en la calidad final de la fotografía. Las cámaras profesionales, para no perder calidad suelen almacenar las imágenes con algoritmos de compresión de datos sin pérdida de datos. Suelen utilizar 3 tipos de soporte para el almacenamiento: Memoria RAM: que se utiliza como si fueran carretes, de forma que cuando se Ilustración 11.10. Cámara réflex llena uno se introduce otro para seguir Canon Eos-1 fotografiando. Para mantener los datos en la memoria no se necesita energía de pilas o baterías. Son muy utilizadas las memorias del tipo FLASH que se presentan en tarjetas tipo PC card, antes llamadas PCMCIA. También se pueden utilizar discos duros en formato PC card en cuyo caso se puede almacenar hasta unas 5000 fotografías, según resolución y nivel de compresión. Disquetes: Iguales a los utilizados por un ordenador. Transferencia de datos a un ordenador. A través del cable de conexión adecuada (Suele ser conexión serie, paralelo, a través de un disco duro PC Card y el puerto USB).

11.2.3

Sensores de Imagen

Hasta hace poco sólo se utilizaban los CCDs como sensores de imagen. Sin embargo, recientemente han aparecido los sensores CMOS. Ambos recogen en forma de píxel la luz que llega a su superficie. Su diferencia reside en la forma de fabricación. El sensor de imagen puede ser de varios tipos: los hay que trabajan en modo entrelazado explorando primero las líneas impares y luego las pares. Otros realizan la exploración punto a punto uno a continuación de otro de forma ordenada y secuencial. Por su proceso de fabricación el sensor puede ser de dos tipos: CCD (chargecouple device) y CMOS. Los segundos son más baratos pero tienen peor calidad y por eso se han utilizado en cámaras de la gama baja, pero es de esperar que en el futuro con el avance tecnológico se obtengan calidades semejantes con una disminución drástica en el precio. Los sensores (se suelen llamar CCD de forma genérica). Permiten realizar ajustes previos de acuerdo a la luz ambiental, como el conocido ajuste de blanco de las cámaras de vídeo. Estos sensores constan de una superficie sensible a la luz en la que se han implementad millones de tríadas de fototransistores (sensibles a los colores básicos RGB) que capturan la luz de cada píxel de una imagen. Cuando se presiona el botón de disparo (obturador) la lente guía los rayos de luz que incidirán en cada uno de los fototransistores del CCDs, que serán convertidos a señales eléctricas. Estas señales eléctricas después de ser convertidas en señales digitales se guardarán de forma ordenada para poder reconstruir la imagen original, posteriormente, bastará simplemente con componer los puntos de la imagen en el orden adecuado en el dispositivo periférico de salida utilizado.

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Ilustración 11.11

Los fototransistores sólo pueden capturar la cantidad de brillo que les llega y no son capaces de diferenciar los colores. En realidad pueden obtener la información de brillo entre los valores 0 y 255 para una profundidad de color de 24bits (serán 8 bits por cada fototransistor de cada color, se utilizan 3 fototransistores para determinar el color de un punto), este número aumentará para mayores valores de profundidad de color (hasta 36 bits). Para crear los colores de una imagen se utilizan los tres colores básicos (Rojo Verde y Azul). Se utilizan filtros de estos tres colores fundamentales integrados en los fototransistores y se determina para cada píxel la componente de cada color que forma el color original. Al utilizar los filtros los sensores individuales determinan realmente la cantidad de luz que pasa por cada filtro mientras que los otros colores quedan bloqueados. La resolución de los CCD es un parámetro muy importante. Las resoluciones más utilizadas son: 640x480, 812x608, 512x480, aunque la resolución profesional es de unos 2036x3060 pixel 11.2.4

Tipos de cámaras digitales

En general las cámaras pueden clasificarse por la resolución de la imagen, por sus características y, por supuesto, por su precio. • Cámaras del tipo apunta y dispara. Pertenecen a la gama baja y son las más baratas. Puede que no sean muy buenas, pero se llevan fácilmente en el bolsillo y pueden tomar una imagen en cualquier sitio. Son fáciles de manejar y llevan pocos controles porque lo hacen todo de forma automática. •

Cámaras Multi-Mega píxel. Corresponden a la gama superior a las anteriores. En esta clasificación entran las cámaras que tienen más de un millón de píxel de resolución. Generalmente esta alta resolución se acompaña de características más avanzadas, mejores lentes y más controles.

•

Cámaras profesionales. Permiten el control de todos los aspectos fotográficos al usuario, son muy caras y tienen unas resoluciones altísimas, hasta 6 millones de píxel.

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11.2.5

Almacenamiento de las imágenes

La mayoría de las nuevas cámaras utilizan un sistema de almacenamiento recambiable (las antiguas no tenían esta posibilidad) normalmente tarjetas de memoria Flash, algunas utilizan pequeños discos duros y otras el sencillo disco flexible. De esta forma se puede recambiar el dispositivo de almacenamiento cuando se ha llenado y utilizar otro. Cuando las imágenes se han transferido al ordenador, estos dispositivos de almacenamiento pueden borrarse y reutilizarse. El número de imágenes que se pueden almacenar en una cámara, depende de varios factores: • La capacidad del dispositivo de almacenaje. • •

La resolución con que se toman la imágenes. La cantidad de compresión utilizada.

11.2.5.1 Tarjetas de memoria Flash Son tarjetas (circuitos impresos) con chips de memoria “flash RAM” que no necesitan pilas para mantener la información grabada. Tienen un consumo muy pequeño y ocupan poco espacio. Hay una variedad de formatos para estas tarjetas de memoria, lo que obliga a elegir la adecuada a cada máquina en el momento de adquirirlas, no siendo intercambiables unos por otros. Hasta hace poco seguían el estándar PMCIA utilizado en los ordenadores portátiles. Pero como consecuencia de la competencia podemos encontrar una variedad de formatos incompatibles: • PC Cards. Cuando los ordenadores portátiles comenzaron a ser populares, aparecieron las tarjetas PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association), este nombre fue cambiado posteriormente por PC cards. Tienen un tamaño semejante al de las tarjetas de crédito, aunque existen varios espesores para estos dispositivos; las memoria flash, utilizan los tipo I y tipo II. Estas tarjetas son compatibles ATA, asegurando que pueden trabajar con cualquier dispositivo compatible ATA •

CompactFlash. Fueron desarrolladas por la firma “SanDisk Corp” y emulan el funcionamiento de un disco duro. Sus dimensiones son 36,4mm de ancho por 42,8mm de largo. Es el formato de memoria más utilizado por las cámaras fotográficas digitales. Alcanzan capacidades de almacenamiento de hasta 192 MB. Las CompactFlash de tipo I utilizan un slot de conexión de 3,3mm llamado CF (CompactFlash), las de tipo II utilizan un slot de 5mm llamado CFII (CompactFlash II de tipo II), también hay CompactFlash para el bus USB. • SmartMedia. Es el mayor competidor de las memorias CompactFlash. Su mayor ventaja es su simplicidad; consta simplemente de un chip en una tarjeta y no necesita controladores ni circuitería adicional con lo que se reduce su tamaño y su coste. • MemorySticks. Esta memoria la ha desarrollado Sony y se llama Memory Stick™. Las hay hasta 250 MB de capacidad. Cada uno de estos formatos está siendo utilizado en la actualidad por varias compañía fabricantes de cámaras.

11.2.5.2 Discos magnéticos •

Floppy disk (discos flexibles). Uno de los dispositivos más antiguos para el almacenamiento de imágenes es el disco flexible de 3 ½” iguales a los que se

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pueden encontrar en cualquier ordenador. Su mayor atractivo fue su simplicidad ya que los demás dispositivos necesitan hardware y software especial. •

Hard disk (disco duro). Una de las desventajas de las memorias flash es su limitada capacidad de almacenamiento. Actualmente se pueden encontrar capacidades de 340 MB en microdiscos duros en formato PC card con tamaños semejantes a los de las memoria flash. Primeramente aparecieron en las cámaras más caras, pero poco a poco van apareciendo en cámaras más baratas.

•

Iomega's Clik! Drive. Hasta 170 MB en un disco cuadrado de 2”.

11.2.6

Transferencia de imágenes

Después de tomar las imágenes y almacenarlas en el dispositivo de almacenamiento de la cámara hay que transferirlas al ordenador. Existen varios procedimientos para transmitir imágenes. En algunos casos (cada vez más en las cámaras modernas ) con la utilización del puerto USB pueden conectarse al ordenador y realizar la transferencia de imágenes a velocidades muy rápidas. Algunas cámaras utilizan dispositivos intermedios entre la cámara y el ordenador, como puede ser, un lector de memoria flash. Estos lectores tienen conectores para uno o más tipos de tarjetas de memoria y se conectan al ordenador mediante un cable. Los lectores no tienen conexiones para todos los tipos de tarjetas de memoria, en algunos casos será Ilustración 11.12. Microdrives IBM de necesario utilizar un adaptador de tarjetas para 340 MB el dispositivo de memoria utilizado.. Generalmente el dispositivo intermedio además del interfaz de conexión incluyen la posibilidad de borrar el dispositivo de memoria. También pueden encontrarse cámaras con conexión al puerto serie, al puerto paralelo, a un puerto SCSI o al puerto de Infrarrojos. Muchas cámaras tienen un conector de salida para vídeo analógico (NTSC o PAL) que puede conectarse a una entrada estándar de vídeo de una televisión o vídeo, las de la gama alta también incluyen salida SVHS. Finalmente unas pocas cámaras permiten enviar imágenes a través de Internet por vía correo electrónico con una conexión telefónica.

11.2.7

Lentes

Una de las características más importantes de las lentes es su distancia focal que determina la apertura angular de la lente. Se indica en milímetros. La más común es la de 35mm que está considerada como una distancia corta. Una distancia focal larga puede ser 65mm. Cuando se cambia la distancia focal de la lente observaremos que una distancia focal corta dará un ancho ángulo de visión aumentando la porción de la escena captada y los objetos se harán más pequeños; además aumentará la profundidad de campo. Si utilizamos una lente con una gran distancia focal ocurrirá todo lo contrario, 268

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siendo más crítico el enfoque de los objetos al disminuir la profundidad de campo. En general las distancias focales cortas son convenientes para fotografiar interiores, mientras que las distancias focales largas se utilizan para fotografías a más distancia. Las lentes de zoom permiten cambiar la distancia focal de las lentes. El rango focal en las lentes zoom se indica por el orden de magnificación obtenido. Por ejemplo, una lente con un zoom x3 indica que la relación entre la toma de mayor ampliación y la de menor es de 3. Existen dos variedades: zoom ópticos, y zoom digitales. Los zoom ópticos se consiguen variando la distancia focal. Los zoom digitales funcionan por interpolación de píxel calculados para aumentar una porción de la imagen que se ha recibido en una zona del sensor óptico. Muchas cámaras digitales también poseen el modo macro. En este modo se puede realizar fotografías a objetos muy pequeños. Las lentes pueden ser de cristal o de plástico, y se suelen considerar mejores y más resistentes las de cristal, aunque como en todo hay calidades. La mejor elección es confiar en la calidad de las lentes de una marca con una larga tradición en su fabricación como Nikon, Cannon, u Olympus.

11.2.8 •

Accesorios

Algunos de los accesorios que suelen incorporar las cámaras son los siguientes: Flash. La potencia de un flash determinará el rango de utilización del mismo. Cuanto más potente es el flash más distancia y más oscuridad admitirá la fotografía. En las cámaras automáticas, el flash se dispara automáticamente, pero en las cámaras más sofisticadas se pueden elegir varios modos para crear diferentes efectos: auto modo, reducción del rojo de los ojos, forzado y modo desactivado.

•

Baterías. Las baterías se miden por el voltaje y los miliamperios hora (mAH). Cuanto mayor es el valor de los mAH mayor será la duración operativa de una carga de la batería. Para tener una idea de la duración de una batería veamos algunos resultados aproximativos: una batería de 1300 mAH toma entre 125 y 145 fotos, una de 1500 mAH toma entre 145 y 165 y unas pilas alcalinas capturan unas 25 fotos. La duración de las baterías está entre 400 y 700 recargas o en parámetros de tiempo duran uno o dos años. Recuerda que las baterías están compuestas por mercurio y cadmio que son muy contaminantes para el medio ambiente; por esta razón, es muy importante que lleves las baterías viejas a un punto limpio de tu ciudad donde reciclarán estos materiales tóxicos con un perjuicio mínimo para el medio ambiente.

•

Cargadores de baterías. Las baterías de NiCd deben descargarse completamente antes de recargarse, el cargador suele tener un sistema para descargar completamente las baterías antes de iniciar la carga. Muchos problemas vienen de las suciedad de los contactos en las baterías; por esta razón, periódicamente conviene limpiar con un algodón y alcohol los contactos de la baterías, del cargador y del porta baterías en la cámara. Cuando no se utilice por un largo periodo de tiempo la cámara, conviene retirar las baterías y la memoria flash.

•

Trípode. Necesario en operaciones con bajo nivel de luz porque obligará a tiempos de exposición grandes durante los cuales la cámara debe permanecer inmóvil para poder realizar la fotografía sin que aparezca la imagen “movida”.

•

Mando de control remoto. Para disparar la cámara a distancia.

•

Programas: Es necesario para transferir la imagen al ordenador, para editar las imágenes, para ensamblar las imágenes en un efecto panorámico, para crear un

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álbum fotográfico, para imprimir las imágenes. Igual que el caso de los escáner, conviene que incorpore un driver TWAIN para asegurar la compatibilidad con cualquier aplicación TWAIN (para más información ver el apratado sobre el escáner).

Ilustración 11.13

11.2.9

Ejemplo práctico

A continuación se expone como suelen ser las fichas técnicas del fabricante para estas cámaras.

Característica Resolución Almacenamiento

Objetivo

Pantalla Flash

Descripción Número máximo de puntos que admite una digitalización Se trata de módulos de memoria extraíbles y reutilizables.. Sustituye al negativo en una cámara convencional.

Ejemplo 1152x1864 píxeles

Memoria extraíble CompactFlash. Incluida una tarjeta de 4 MB que almacena de 6 a 36 imágenes dependiendo del modo de la toma Al igual que en una cámara Enfoque manual y convencional, una buena automático con macro. calidad de imagen pasa por Gama de apertura: F/2,8 una buena óptica, esta (ancho)-8,0. Largura focal: óptica ofrecerá diversas 43 mm (equivalente a funciones como zoom y macro). enfoque, dependiendo del Gama focal: normal: macro: modelo. 10 cm - 1m. zoom digital 2x en modo VGA Normal: 50 cm - infinito Enfoque automático con macro; cuatro posiciones de enfoque manual: (1M, 2M, 5M, infinito). Tipo de transductor que LCD 1,8" color, alta convertirá los puntos de luz resolución. en señales eléctricas. Fuente de luz para Sincronización para flash fotografiar en lugares externo. 4 modos de flash: demasiado oscuros. Automático, relleno, reducción o eliminación de 270

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Salida de vídeo Profundidad de color del sensor Formato de imagen Temporizador

Número de fotografías

ojos rojos y desactivado. Formatos de salida de vídeo NTSC o PAL Nº de Bits utilizados para 30 bits almacenar los colores de un punto Formato en que se guardará JPG la imagen en el disco. Utilizado para tomar fotos 10 segundos de auto retardadas, para que el temporizador. fotógrafo tenga tiempo de ponerse dentro del fotograma. En una tarjeta de memoria. 6 - 36 imágenes En general dependerá de los dependiendo del modo de modos de tomas que tenga captura: disponibles la cámara. P-Genie - 6 Alta - 12 Texto - 30 Media (XGA) - 16 Baja (VGA) – 36

Adaptador para trípode Contenido de la caja

DescriPCIón de los accesorios que se incluyen con la cámara

Velocidad del obturador

Igual que en las cámaras convencionales Conexión al ordenador y a otros periféricos

Interfaz

271

Montaje estándar en trípode. -Cámara digital ePhoto CL30 -Tarjeta de memoria CompactFlash 4 MB (6 - 36 imágenes) -4 pilas alcalinas -Estuche flexible -Software Agfa PhotoWise con tecnología PhotoGenie para realzar imágenes digitales. -Controlador TWAIN para PC. -Cable serie para PC; cable adaptador para Mac. - Cable USB. -Cable para salida TV A/V -Manual en formato impreso y electrónico (pdf). 1/30 - 1/700 segundos Cable serie para PC (incluido). Cable USB para Windows 98, iMac y otros sistemas USB.

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Cable serie adaptador para Macintosh (incluido). Cable Vídeo para TV (PAL y NTSC) 80,3 mm alto x 127,5 mm ancho x 37 mm fondo. 265 g (sin pilas) Software Agfa PhotoWise con tecnología PhotoGenie ( para Mac y Windows 95, NT o mayor; controlador TWAIN para PC). Adaptador CA y estuche flexible; Kit Memoria (8 MB SSFDC, baterias NiMH); Paquete de cables; Software Agfa PhotoWise; Baterias 4x NiMH; Tarjeta adaptadora PCMCIA; Adaptador Floppy FlashPath. - 50 MB de espacio disponible en disco duro. - Monitor VGA con al menos 216 colores. - Microsoft Windows 95, 98 o NT. - Procesador Pentium o superior. - Puerto RS-232 9 o USB - CD-ROM 2x o superior. -System 7.5.3 o superior. -Procesador Power PC. -Modem o puerto USB.

Dimensiones Peso Software incluido

Accesorios opcionales (no incluidos)

Requisitos hardware PC

Requisitos hardware MACINTOSH

Tabla 11-1. Ficha técnica de fabricantes de cámaras

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12 Módem. 12.1 Funcionamiento El módem (abreviatura de modulador demodulador) es un dispositivo que conecta el ordenador a través de la línea telefónica con otros ordenadores que también dispongan de módem. Su misión es enviar datos de forma bidireccional permitiendo la comunicación de los ordenadores en ambos sentidos. Los módem antiguos debían alternarse para la comunicación de forma que no podían enviar y recibir datos simultáneamente; a esta técnica se la denomina Half-Duplex y resultaba poco eficiente. Los módem modernos pueden enviar y recibir datos simultáneamente; a esta técnica se la denomina Full-Duplex y permite un sensible aumento en las velocidades de transferencia de datos. La línea telefónica inicialmente no estaba pensada para trabajar con módem. Se trata de una línea de Ilustración 12.1. Módem transmisión de sonidos con un ancho de banda de unos 4khz que permite enviar conversaciones de una calidad aceptable. Cuando aparecieron los ordenadores y se propuso la utilización de la línea telefónica fue necesario la conversión de los dígitos binarios en sonidos que pudieran ser transportados por la línea telefónica, de forma que al cero lógico se le asigno una frecuencia y al uno lógico se le asigno otra diferente. De esta forma el módem convierte las señales digitales que provienen del ordenador en señales analógicas, con forma de sonidos, que se envían por la línea telefónica y al otro extremo de la línea otro módem convertirá los sonidos recibidos en señales digitales, restaurado la información original para que la reciba el segundo ordenador. Ninguno de los módems actuales trabajan con este tipo de modulación, que se denomina AM. Los módems actuales trabajan mediante modulación de fase diferencial (DPSK), enviando en cada fase una cantidad de bits, según las posibles fases que sea capaz de generar y detectar el módem. Otra imposición de línea telefónica es la transmisión serie de los datos, con lo ello requiere que además de enviar los bits con la información, se envían otros bits necesarios para la sincronización, detección de errores, etc. Al conjunto de normas que regulan todos los aspectos necesarios para que la transmisión entre dos módem pueda realizarse se denomina protocolo, pero normalmente se le llama norma. Con la evolución de la tecnología, las normas han ido evolucionando para adaptarse a las nuevas posibilidades que ofrecía la tecnología. Para que dos módem puedan funcionar conjuntamente tienen que soportar la misma norma. A continuación se citan algunas de las normas para módem: V22, V34, V90. Los circuitos electrónicos que incorporan los módem son programables. Esto tiene la ventaja de que se puede modificar fácilmente su funcionamiento mediante el software adecuado. El lenguaje de programación más extendido es el llamado código Hayes. La mayoría de los módem son compatibles Hayes.

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Los ordenadores como ya se ha visto, manejan normalmente conjuntos de bits en paralelo, tanto para las operaciones de lectura como las de escritura, formando los bytes de datos. Estos conjuntos de bytes viajan normalmente por líneas de datos paralelos a través de los buses y puertos del ordenador; pero no siempre es así, los puertos serie COM envían el flujo de datos bit a bit por una única línea de transmisión. Existe un circuito electrónico (chip) especializado llamado UART (Transmisor/Receptor Asíncrono Universal) que se encarga de recoger los bytes y transmitirlos, bit a bit, por estos puertos. También realizan la tarea inversa: reciben la información bit a bit y la convierten en bytes para entregárselas al sistema. Algunos modelos de UART son, por ejemplo: la 8250, la 16450, , la 16550, la 16650. Cualquier ordenador moderno incorpora le chip 16550 o superior en la propia placa base. Los módem actuales incorporan también la posibilidad de enviar y recibir faxes o convertir nuestro ordenador en auténticas centralitas telefónicas con contestador automático o buzones de voz para varios usuarios. Para implementar estas funciones el módem incorpora los discos de instalación con el software necesario.

12.2 Características de un módem 12.2.1

Velocidad

La velocidad de un módem se puede definir por la cantidad de bits que se transmiten en un segundo bit/s (bps). Algunas veces se utiliza el término baudios para indicar este parámetro, pero su utilización es incorrecta porque se trata de la frecuencia de la portadora que en el caso de la línea RTC, no puede ser superior a 4KHz. La velocidad de los módem antiguos era de 300 bps; esta velocidad ha ido evolucionando hasta las tasas actuales en las que tenemos velocidades de 28,8 kbps, 33,6Kbps o 56Kbps, 128Kbps. Cuando se inicia la conexión entre dos módem, lo primero que tienen que hacer es ponerse de acuerdo en la velocidad, protocolo y características que se utilizarán durante la conexión. La conexión entre un módem de 56Kbps y otro de 33,6Kbps se realizará a la velocidad del módem más lento. Esto es lo que ocurre actualmente al conectarse a Internet a través de Infovía Plus que soporta una velocidad máxima de 33,6Kbps. Telefónica ya está actualizando sus sistemas para la velocidad de 56Kbps.

12.2.2

Normas ITU

Los protocolos o conjuntos de normas que permiten determinar la velocidad en la transmisión de datos están definidas por la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) y definen los procedimientos (normas) comunes que aseguren la comunicación entre dos módems de fabricantes diferentes. El protocolo V.34 permite trabajar a 28.800 bps. El V34+ trabaja con velocidades de 33,6Kbps, y la V90 trabaja a 56Kbps y es la norma más reciente para módem convencionales analógicos. Los módem incorporan una BIOS interna propia que contiene las rutinas y programas de los diferentes protocolos que soporta. Algunos módem tienen la posibilidad de actualizar esta BIOS denominada Flash ROM que permite la actualización de dichas rutinas y programas por software.

12.2.3

“Plug and Play”

Los módem modernos soportan la especificación Plug and Play (pinchar y funcionar), que permite instalarlos en Windows 95/98 de forma automática, esta

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característica hará que durante la instalación se utilice una interrupción libre y un puerto de comunicaciones COM y las direcciones libres de forma automática, para que no surjan conflictos entre dispositivos. Si el módem no es Plug and Play como ocurría con los modelos antiguos o si la instalación automática no se ha realizado con éxito, el usuario tendrá que configurar a mano el puerto serie, asignando la dirección de E/S, puerto de comunicaciones COM, y la línea IRQ que se utilizará.

12.3 Tipos de módem •

Externos. Los módem externos consisten en una caja externa en la cual se ha introducido la circuitería que es muy semejante a la de una tarjeta módem interna. Necesitan un cable serie para la conexión al puerto COM del ordenador, una fuente de alimentación externa, que junto a la carcasa incrementan Ilustración 12.2. Módem externo sensiblemente el precio de este tipo de módem. Por el contrario, ahorran un slot de expansión (que no utilizará) y en general será más sencillo de instalar. La eficacia de los módem externos está limitada por la UART del ordenador que gobierna el puerto serie al que está conectado; de esta forma, una placa base con una UART antigua inferior a la 16550 difícilmente conseguirá velocidades de transmisión superiores a 19000 baudios por muy bueno que sea el módem externo. • Internos. Los módem internos consisten en una tarjeta que se insertará en un slot ISA o PCI. Son sensiblemente más baratos al ahorrarse la carcasa y la fuente exterior. En general son más complicados de instalar y no se pueden apagar independientemente del ordenador. Los módem internos no utilizan la UART del ordenador, incorporando su propia UART que Ilustración 12.3. Módem interno será el que proporcione las verdaderas prestaciones al módem. • Analógico. Los módem analógicos utilizan la línea RTC (red telefónica conmutada) habitual en los domicilios particulares. Para su funcionamiento incorporan un circuito conversor analógico digital que convertirá los datos digitales del ordenador en señales analógicas apropiadas para este tipo de líneas. • Digital. Los módem digitales utilizan la línea RDSI (red de servicios integrados) de telefónica. Esta red de telefónica incorpora dos canales de audio/datos de 64Kbits/s cada uno pudiendo llegar con la combinación de ambos canales hasta un máximo de 128K. Estos módem (realmente no son módems, puesto que no modulan y demodulan la señal) tienen precios muy superiores a los analógicos. 275

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La velocidad máxima de un puerto serie es de 115000 bps que es inferior a la que pueden alcanzar las líneas RDSI, por esta razón los módem digitales pueden traer la posibilidad de conexión al puerto paralelo que admite velocidades de hasta 300 Kbytes/s. Originalmente el puerto paralelo se diseñó para el envío de datos desde el ordenador a la impresora de modo unidireccional, por lo que no estaba preparado para recibir datos desde el exterior; este modo se denomina SPP (Standard Printer Port). Para poder utilizar el puerto paralelo, en modo bidireccional (entrada y salida de datos), es necesario que soporte los modos ECP o EPP (Windows 95 no soporta el modo EPP) que permiten la salida y entrada de datos. La selección del modo del puerto paralelo se realiza en la BIOS. El precio de la llamada es el mismo para la línea RTC y RDSI; sin embargo el coste de instalación y alquiler de la línea es sensiblemente superior en las RDSI, haciendo que este tipo de líneas se utilice habitualmente en empresas, mientras que las RTC se utilizan habitualmente en domicilios particulares. Las RDSI están prácticamente libre de errores, mientras que en las líneas RTC el porcentaje de errores es muy alto, lo que ralentiza mucho la comunicación al tener que reenviar muchas veces un mismo paquete de información para que llegue al otro ordenador. • • •

•

•

•

módem PC-Card o PMCIA 2.0. Se trata de módem con el tamaño de una tarjeta de crédito. Es utilizado en los ordenadores portátiles. Módem RPI. Utilizan un ChipSet especial de ROCKWELL que no permite la compresión de datos ni la corrección de errores, así que estas características hay que instalarlas por software. WINmódem. Se caracterizan por funcionar solamente en entorno Windows. Su mayor ventaja es la posibilidad de actualización por software a los nuevos protocolos. Módem USB. Son los que están preparados para conectarse a un puerto USB. Este puerto serie permite hasta 12 Mbit/s de velocidad de transferencia, muy superior a las ofrecidas por los puertos COM 115Kbit/s. Módem ADSL. Necesita que el módem al otro lado de la línea también sea Ilustración 12.4. Módem USB ADSL. Es una tecnología de módem que transforma las líneas telefónicas o el par de cobre de abonado en líneas de alta velocidad. Módem cable. Utilizado en las instalaciones de cable de fibra ótica permiten el servicio de Internet a alta velocidad y bajo coste. Utilizando las líneas de TV por cable. La conexión puede ser por medio de tarjetas tipo Ethernet o a través del puerto USB que ofrecen las Ilustración 12.5. Módem para transmisión por características de velocidad cable de fibra óptica adecuada.

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12.4 Conexión de un módem al ordenador 1. Si el módem es interno se insertará en un slot de expansión adecuado (ISA o PCI). Para realizar esta operación se tomarán las medidas de precaución habituales como desconectar el ordenador de la red eléctrica y descargar la electricidad estática del cuerpo. Una vez insertado, se comprobará que no se ha movido ningún elemento del ordenador durante la operación y se cerrará la caja. 2. Si el módem es externo se conectará al puerto serie del ordenador mediante un cable serie. Si este cable no viene con el módem habrá que adquirirlo por separado al proveedor. 3. Conectar el cable del teléfono a la clavija del tipo RJ que incorpora el módem para este fin, generalmente se identificará con las siglas “Line IN”. Esta conexión se realiza de igual forma que se haría para la conexión de un teléfono convencional a la línea telefónica. 4. El módem normalmente incorporará otro conector, también del tipo RJ, para la conexión de un teléfono auxiliar, de forma que cuando el ordenador no tiene ocupada la línea, dicho teléfono podrá utilizarse libremente; pero cuando el ordenador utiliza la línea telefónica, el teléfono estará deshabilitado. Generalmente esta clavija se identifica por las siglas “Line OUT”. Para esta conexión necesitaremos un cable que vendrá en la caja del módem. 5. Conectar el módem externo a la red eléctrica. Si el módem es externo normalmente incorporará una fuente de alimentación para su conexión a la red, aunque también es posible que incorpore dicha fuente en el interior de la caja; en este caso, de la caja saldrá un cable con el enchufe correspondiente de conexión a la red eléctrica. Con estas operaciones habremos realizado la conexión física del módem al ordenador. A continuación configuraremos el módem para que funcione correctamente. Además de las medidas de seguridad habituales tenemos que tener presente que la línea telefónica está constantemente sometida a una tensión de 50V que puede producir un desagradable efecto en caso de contacto con la piel. Aunque el ordenador esté desconectado de la red, siempre hay peligro de una descarga eléctrica en un módem que está conectado a la línea telefónica. Siempre que se vaya a manipular un módem, o un ordenador que tiene conectado un módem es conveniente desconectar el módem de la línea telefónica, ya que una derivación de la línea telefónica con cualquier tarjeta del ordenador puede producir una avería en la misma.

12.5 Configuración del módem Si el módem es Plug and Play se instalará automáticamente en Windows. En la solapa “Administrador de dispositivos” en la ventana “Propiedades del sistema” se puede ver el resultado de la instalación pulsando con el ratón en el símbolo “+” que hay al lado del icono del módem.

Ilustración 12.6 Veremos que se ha instalado el módem al desplegarse este icono.

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Ilustración 12.7

Seleccionando el icono correspondiente al módem y pulsando el botón “Propiedades” de la ventana aparecerá una ventana de propiedades de nuestro módem. Seleccionaremos la solapa “recursos” de esta ventana y veremos los parámetros y estado de la instalación. Observa que en el ejemplo de la figura se ha utilizado la interrupción 5 (ventana “Propiedades”) y las direcciones de E/S del intervalo 02E8 a la 02EF (sistema de numeración Hexadecimal). El cuadro de “Lista de dispositivos en conflicto” nos informa del éxito de la instalación. En caso de problemas advertirá que hay un conflicto en el sistema que tendremos que reparar de forma manual (asignar direcciones que no estén utilizadas por otros dispositivos) o reinstalar el módem para ver si desaparece dicho conflicto. Estos conflictos son debidos a que más de un dispositivo está utilizando la misma IRQ o las mismas direcciones de E/S.

Ilustración 12.8

Otra solapa importante en esta ventana es la de “conexión”. Las opciones que ofrece esta ventana son: Bits de datos. Indica la cantidad de bits que se enviarán formando un único dato. Lo habitual en España es la transmisión de 8 bits de datos. Ilustración 12.9 Paridad. Esta opción determina si se enviará un bit de paridad al final de los bits de datos para poder verificar que el dato transmitido es correcto (mediante la comprobación de la paridad). Las posibilidades de elección de esta opción normalmente son: paridad par (ODD), paridad impar (EVEN), ninguno (NONE), marca (MARK) o espacio (ESPACE). La opción habitual en España es ninguna. Bits de parada. Número de bits que se utilizarán para indicar el fin de la transmisión de un dato. En España habitualmente se utiliza 1 bit de parada. La notación abreviada para la configuración sugerida es 8N1, la N es la abreviatura de paridad None. NOTA: Es imprescindible que los dos módem tengan ajustados exactamente a los mismos valores los tres parámetros anteriores para poder realizar la conexión.

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Esperar tono de marcado antes de marcar. Esta opción debe utilizarse para evitar que el módem se ponga a marcar nada más coger la línea y antes de que aparezca el tono de marcado en cuyo caso no se producirá la conexión. En los casos en los que se utilice centralita hay que desactivar esta opción ya que generalmente deberá marcar un dígito (el cero) antes de que aparezca el tono de marcado. Cancelar la llamada si no se conecta en. Normalmente 60 segundos son suficientes para realizar la conexión; pero si tras varios intentos no consigue la conexión en este tiempo, será necesario aumentarlo. Desconectarla si está activa más de: Esta opción es muy útil para el caso de estar conectados sin saberlo, ya que cortará la conexión cuando no la utilicemos evitando una factura telefónica desmedida. Ahora hay que pulsar la solapa “Avanzada”. En esta ventana activaremos las opciones “Utilizar control de errores”, “Utilizar control de flujo”, “Comprimir datos”, “Utilizar control de flujo y Hardware” (RTS/CTS). La mayoría de los módem actuales soportan estas características. Básicamente tienen la misión de controlar el flujo de datos para corregir errores y, en su caso, volver a pedir el envío de datos (si no se activa esta opción pueden perderse datos) y realizar la compresión de Ilustración 12.10 datos hardware aumentando la eficacia de la transmisión. Si un módem tiene problemas durante la conexión, quizás haya que desactivar estas opciones. El protocolo V.42bis es uno de los que admiten compresión y descompresión de datos en ambos módem. La opción “Software” (XON/XOFF) no debe activarse. Esta característica se utiliza cuando se conectan dos módem directamente (sin intervención de la línea telefónica) a través de un cable de tipo Nullmódem con las líneas de recepción y de transmisión cruzadas.

Ilustración 12.11 Configuración avanzada del módem

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Por último, si se activa la opción “Anexar al registro”, conseguiremos que todos los sucesos producidos en las transmisiones se graben en un archivo de texto. Este archivo puede verse desde el botón “Ver registro”. En este registro se anotan, por ejemplo, todos los errores que se producen en las transmisiones, así como también quedan registradas las horas, minutos y segundos en que se han producido las transmisiones. Hay utilidades de gestión de tiempo de conexión que utilizan este registro para su funcionamiento. También es muy útil para diagnósticos del funcionamiento del módem. Es conveniente borrar de Ilustración 12.12 vez en cuando este fichero de texto, ya que su tamaño aumenta con cada nueva conexión. Volvamos a la solapa “MODEM” y pulsemos el botón “Configuración del puerto”. Esta ventana sólo se activará si utiliza la UART 16550 u otra compatible. Las UART anteriores no disponían de estos buffer de recepción y transmisión, por lo que la recepción de cada carácter (dato) válido producía una petición de interrupción al sistema consumiendo recursos y haciendo más lenta la transmisión/recepción de datos. Las siglas “FIFO” son las abreviaturas de First Input First Output, que indican que su funcionamiento sigue un proceso en el que el primer dato en entrar al buffer será el primer dato en salir del buffer. Por último activaremos la solapa “módem”. En esta solapa se elige el volumen del altavoz y la velocidad de conexión del módem. Normalmente se elegirá el valor superior o dos valores superiores a la máxima velocidad del módem. No conviene activar la opción “Conectar únicamente a esta velocidad” porque puede anular la conexión si no se puede establecer la velocidad durante la conexión. Además nos ofrece información sobre el puerto COM que está utilizando el módem.

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12.6 Averías En caso de tormentas eléctricas. Es fácil que se dañe un módem por culpa de una chispa eléctrica que se ha inducido en la línea telefónica, provocando el deterioro de los circuitos de entrada de línea del módem. Si el módem es exterior conviene apagarlo para minimizar el riesgo de averías. En el caso de un módem interno que no tiene posibilidad de apagado independiente del ordenador, el problema se ve agravado por la posibilidad de que la chispa afecte también a circuitos internos al ordenador. Windows no detecta el módem: 1. En primer lugar debe comprobarse que el módem está bien conectado y que el puerto en el que lo hemos instalado, es realmente al que está conectado. 2. La siguiente posibilidad es que haya un conflicto entre dispositivos. Comprobaremos, en la ventana “propiedades del módem” (solapa “recursos”) si hay conflicto con otros dispositivos. Windows utiliza el símbolo de admiración en amarillo para indicar que hay un dispositivo con conflictos. Una vez detectados los dispositivos en conflicto deberemos modificar los recursos de uno de ellos para que utilice diferentes valores de IRQ o direcciones de E/S. 3. Si aún no se detecta el módem habrá que proceder a la instalación manual con el asistente “Agregar nuevo hardware” utilizando la opción “No detectar el módem Lo seleccionaré de una lista”. Para probar la comunicación del módem hay que efectuar el diagnóstico desde la solapa diagnósticos de la ventana propiedades del módem. 4. Si no funciona con sus controladores, queda la posibilidad de instalar un controlador para módem compatible Hayes configurándolo a la máxima velocidad permitida por el módem. 5. Para comprobar si el problema es de Windows o de hardware, se realizará una comunicación con el módem desde MSDOS (también se puede probar desde una ventana de MSDOS). Reiniciaremos el equipo en modo MSDOS: echo atdt > com<x> el sçimbolo <x> representa el puerto de comunicaciones que utiliza el módem. El módem debe responder con un tono de marcado o una señal de comunicación. Para detener el tono de marcado, escribiremos la siguiente línea y presionaremos ENTRAR: echo ath0 > com<x> el simbolo <x> representa el puerto de comunicaciones que utiliza el módem. En algunos casos el módem no da ninguna señal de comunicación porque está esperando el número de teléfono, pero debe dar alguna señal de que recibió la información. 6. Puede que el puerto COM no funcione. Para averiguarlo deberemos reiniciar el equipo en modo MSDOS (también se puede probar desde una ventana de MSDOS):

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Escribe debug en el símbolo del sistema y después pulsa la tecla ENTER. Después aparecerá un guión (-). En el guión, escribe d40:0 y presiona ENTER. Aparecerá una lista de datos de la BIOS. Observa la tabla de datos en la pantalla. La primera fila debe mostrar algo parecido a lo siguiente: 0040:0000 F8 03 F8 02 E8 03 00 00-78 03 00 00 00 00 00 00 Todos los valores que hay a la izquierda del guión corresponden a puertos COM y todos los valores que hay a la derecha corresponden a puertos LPT. Este ejemplo muestra que el equipo tiene COM1 en la dirección 03F8 (se enumera en orden de byte inverso), COM2 en 02F8 y COM3 en 03E8. No se encuentra COM4; por tanto, se muestra 0000 a la izquierda del guión. Para abandonar el programa Debug deberemos escribir quit detrás del guión y pulsar Enter. No debe utilizarse el módem en el COM3 si el ratón u otro dispositivo está utilizando el COM1, ya que ambos puertos utilizan habitualmente la interrupción 4 para su funcionamiento. Lo mismo ocurre con los puertos COM2 y COM4. Algunas tarjetas de vídeo antiguas pueden provocan el mal funcionamiento del puerto COM4 en Windows 95. Algunas de estas tarjetas son: Diamond Stealth 32, Diamond Stealth 64 , Tarjetas de vídeo S3 (la mayoría de los modelos).

12.7 ADSL ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) (Línea de abonado digital asimétrica) es una tecnología de módem que transforma las líneas telefónicas o el par de cobre de abonado en líneas de alta velocidad. Con velocidades muy superiores a la obtenidas con un módem RTC convencional. Para ello se requiere la instalación de un “splitter” (filtro que separa voz y datos) en el PTR (Punto de terminación de RED) del abonado para permitir la utilización del teléfono simultáneamente con los datos. Este sistema permite transportar tres canales de frecuencia por la misma línea: un canal de voz tradicional, un segundo canal para el envío de datos y un tercer canal para la recepción de datos de alta velocidad. Por tanto se puede realizar o recibir llamadas telefónicas mientras está navegando por Internet sin necesidad de ninguna otra línea telefónica adicional. El ancho de banda se dedica en exclusividad a cada usuario, con lo que la línea no se verá afectada por el progresivo aumento de las conexiones de otros usuarios. Con ADSL no es necesaria la marcación de ningún número de teléfono, ya que ofrece una conexión permanentemente activa (alwais on) se trata de una línea dedicada activa las 24 horas del día. El coste de la línea es del tipo tarifa plana independiente del número de horas que se navegue por Internet, es decir se paga una cuota mensual independientemente del tiempo de utilización de la línea. 282

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La ventaja de este sistema es que las compañías telefónicas no necesitan ampliar el cableado para ofrecer este servicio y el usuario final solamente necesita adquirir un módem compatible ADSL para obtener este servicio, que por supuesto debe ser también ofrecido por los proveedores. Las modalidades de contratación de servicio ADSL que ofrece telefónica son: básica (Standard), avanzada (Class) y profesional (Premium). A cada modalidad le corresponde una velocidad de acceso. Es probable que estas modalidades se incrementen o varíen con el tiempo. Modalidad Velocidad (Kbit/s) Red-usuario Usuario-red Recepción de Envío de datos datos Básica 256 128 Avanzada 512 128 Profesional 2048 300 Tabla 12-1

Los dos canales de datos son asimétricos, es decir, no tienen la misma velocidad de transmisión de datos en ambos sentidos. El canal de recepción de datos tiene mayor velocidad que el canal de envío de datos. Esta asimetría, característica de ADSL, permite alcanzar mayores velocidades en el sentido red – usuario ya que normalmente la cantidad de datos recibidos es muy superior a la de los datos enviados.

12.7.1

Información práctica

Voz

Central Servicio Telefónico

Voz +Datos ADSL

Voz Datos ADSL

Datos ADSL Módem ADSL

Módem ADSL Central

Equipo Controlador ADSL

Ilustración 12.13. Comunicación ADSL

A continuación se expone la oferta de teleline ADSL a principio del año 2000. TeleLine Familiar ADSL • Velocidad de entrada hasta 256 kbps. • Velocidad de salida hasta 128 kbps. 283

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5 buzones POP3 con espacio ilimitado. 10 Mb de espacio para tus páginas personales. Servicio Atención al Cliente 365 días al año, 24 horas en el teléfono 902 15 20 25. Tabla 12-2

TeleLine Profesional ADSL Opción Class • Velocidad de entrada hasta 512 kbps. • Velocidad de salida hasta 128 kbps. • 10 buzones POP3 con espacio ilimitado. • 20 Mb de espacio para tus páginas personales. • Servicio de atención al Cliente 365 días al año, 24 horas al día en el teléfono 902 15 20 25. TeleLine Profesional ADSL Opción Premium • • • • •

Velocidad de entrada hasta 2 Mbps. Velocidad de salida hasta 300 kbps. 20 buzones POP3 con espacio ilimitado. 30 Mb de espacio para tus páginas personales. Servicio de atención al Cliente 365 días al año, 24 horas al día en el teléfono 902 15 20 25. Tabla 12-3

Ventajas: • Conexión permanente a Internet con TARIFA PLANA. • Velocidad hasta 2Mbps. • Utilización simultanea del servicio ADSL y del servicio telefónico básico. • Tarificación independiente de ambos servicios (ADSL y telefónico básico). Acceso a todos los contenidos y servicios que ofrece Internet: • •

Servicios y contenidos de transmisión de datos. Acceso a servicios de información (acceso a Internet, correo electrónico, comercio electrónico, etc.). Acceso a servicios y contenidos de banda ancha: • • • • • •

Audio y vídeo difusión (radio o TV). Audio y vídeo bajo demanda. Audio y vídeo conferencia. Acceso a bases de datos documentales. Aplicaciones interactivas en red (juegos, software en red, etc.). Teleformación.

Servicios y contenidos se beneficiarán de una conexión permanente: 284

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Acceso remoto y teletrabajo. Trabajo en grupo. Tabla 12-4

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