Conceptos generales sobre equipos microinformáticos

Pines del microprocesador

Detallamos algunos conceptos generales que son importante conocer antes de abordar el estudio del hardware de un equipo microinformático.

 

Hardware, Firmware y Software

  • Hardware: Son las partes físicas de un sistema informático, es decir, sus componentes eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos.

  • Firmware: Son el conjunto de órdenes que se almacenan en la electrónica del hardware y sirven para controlarlo al más bajo nivel de operación.

  • Software: Son los componentes lógicos de un sistema informático que permiten la realización de tareas específicas.

 

Semiconductor, transistor, puerta lógica y circuito integrado

  • Semiconductor (semiconductor): Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como un aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético, la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre.

  • Transistor (transistor): Consiste en tres capas distintas de semiconductores: un conductor, una base y un emisor. El transistor es como un interruptor de luz. Cuando el interruptor está activo (1) la electricidad fluye a través de éste y cuando el interruptor está inactivo (0) la electricidad no fluye.

Transistor

Transistor (imagen de Ben Merghart)

  • Puerta lógica (logic gate): Por sí mismos, los transistores no son muy funcionales. Sin embargo, si los combinas con otros transistores, obtienes las puertas lógicas. Las puertas lógicas son capaces de realizar instrucciones lógicas y matemáticas en binario. Por ejemplo la puerta lógica "AND".

  • Circuito integrado (integrated circuit, chip o microchip): Son estructuras formadas por un conjunto de puertas lógicas para realizar cualquier tipo de operación prediseñada.

Circuito integrado

 

Plug and Play, Hot Plug y Hot Swap

  • Plug and play (PnP, "enchufar y usar"): es la tecnología que permite a un dispositivo informático ser conectado al ordenador sin tener que configurarlo previamente ni proporcionar parámetros a sus controladores. Eso no quiere decir que el sistema operativo no necesite controladores (drivers) para su manejo. En la actualidad todos los componentes son Plug an play y apenas se utiliza este concepto.

  • Hot plug (conexión en caliente): es la capacidad que tienen algunos dispositivos de poder conectarse al ordenador, sin apagar el mismo, y funcionar correctamente.

  • Hot swap (intercambio en caliente): es la capacidad que tienen algunos dispositivos de poder conectarse y desconectarse del ordenador, sin apagar el mismo, y funcionar correctamente.

 

Contacto, Pin y jumper

  • Contacto: es una lámina metálica que se toca con otra lámina metálica para la transmisión de la señal o energía.

Contactos

  • Pin: es un conector en forma de pequeño alambre que se inserta en un pequeño orificio para la transmisión de la señal o energía.

Pines

  • Jumper (puente): es un elemento que permite cerrar el circuito eléctrico del que forman parte dos pines, y así permitir activar o desactivar prestaciones del dispositivo.

JumperBios jumper

 

Transmisión de datos

Una transmisión dada en un canal de comunicaciones entre dos equipos o dispositivos puede ocurrir de diferentes maneras. La transmisión se caracteriza por:

  • Dirección del intercambio de datos.

  • Modo de transmisión de datos.

  • Sincronización entre el transmisor y el receptor.

 

Dirección del intercambio de datos

Existen 3 tipos de transmisiones de acuerdo a la dirección de los intercambios de datos:

  • Simple (simplex): es una conexión en la que los datos fluyen en una sola dirección, desde el transmisor hacia el receptor. Por ejemplo, la señal de vídeo hacia el monitor.

  • Semidúplex (half-duplex): es una conexión en la que los datos fluyen en una u otra dirección, pero no en las dos al mismo tiempo. Con este tipo de conexión, cada extremo de la conexión transmite uno después del otro. Este tipo de conexión hace posible tener una comunicación bidireccional utilizando toda la capacidad de la línea. Por ejemplo, la comunicación entre walkie-talkies.

  • Dúplex o Dúplex total (full-duplex): es una conexión en la que los datos fluyen simultáneamente en ambas direcciones. Así, cada extremo de la conexión puede transmitir y recibir al mismo tiempo; esto significa que el ancho de banda se divide en dos para cada dirección de la transmisión de datos si es que se está utilizando el mismo medio de transmisión para ambas direcciones de la transmisión. Por ejemplo, la transmisión en el interfaz SATA.

 

Modo de transmisión

El modo de transmisión se refiere al número de unidades de información (bits) que se pueden enviar simultáneamente a través de los canales de comunicación.

  • Conexión o transmisión en paralelo: consiste en transmisiones simultáneas de N cantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales N (un canal puede ser, por ejemplo, un cable o cualquier otro medio físico). Por ejemplo, la transimisión en el interfaz IDE.

  • Conexión o transmisión en serie: consiste en transmisiones de a un bit cada vez a través del canal de transmisión. Sin embargo, ya que muchos procesadores procesan los datos en paralelo, el transmisor necesita transformar los datos paralelos entrantes en datos seriales y el receptor necesita hacer lo contrario. Por ejemplo, la transmisión en el interfaz SATA.

 

Sincronización entre el emisor y receptor

En las transmisiones en serie, es un solo cable el que transporta la información, aquí el problema es cómo sincronizar al transmisor y al receptor para que entiendan qué están enviando y recibiendo. En otras palabras, el receptor no necesariamente distingue los caracteres (o más generalmente, las secuencias de bits) ya que los bits se envían uno después del otro. Existen dos tipos de transmisiones que tratan este problema:

  • Transmisión asíncrona o asincrónica: cada carácter se envía en intervalos de tiempo irregulares. Así, por ejemplo, imagine que se transmite un solo bit durante un largo período de silencio... el receptor no será capaz de darse cuenta si esto es 00010000, 10000000 ó 00000100, etc. Para remediar este problema, cada carácter es precedido por información que indica el inicio de la transmisión del carácter (el inicio de la transmisión de información se denomina bit de inicio) y finaliza enviando información acerca de la finalización de la transmisión (denominada bit de parada, en la que incluso puede haber varios bits de parada).

  • Transmisión síncrona o sincrónica: el transmisor y el receptor están sincronizados con el mismo reloj. El receptor recibe continuamente (incluso hasta cuando no hay transmisión de bits) la información a la misma velocidad que el transmisor la envía. Es por este motivo que el receptor y el transmisor están sincronizados a la misma velocidad. Además, se inserta información suplementaria para garantizar que no se produzcan errores durante la transmisión.

 

Acceso a los datos

El acceso a los datos puede ser de dos tipos diferentes:

  • Acceso secuencial: para acceder a un dato se deben acceder previamente a todos los datos anteriores a él. Por ejemplo, el acceso en una cinta magnética.

  • Acceso aleatorio: se puede acceder a cualquier dato de manera directa e independientemente de su localización. Por ejemplo, el acceso a los datos de un DVD.

 

Bibliografía

Licencia Creative Commons

Este artículo publicado en TicArte pertenece a Rafa Morales y está protegido bajo una Licencia Creative Commons.

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