El Disco Duro

DISCO DURO

Es un dispositivo que permite el almacenamiento y recuperación de grandes cantidades de información. Los discos duros forman el principal elemento de la memoria secundaria de un computador, llamada así en oposición a la memoria principal o memoria RAM (Random AccessMemory, memoria de acceso aleatorio).

HISTORIA

IBM lanzó su primer disco duro el 13 de septiembre de 1956, pocos se podrían haber imaginado el impacto que tendría en nuestras vidas cotidianas. El RAMAC (también conocido como el Método de Acceso Aleatorio de Contabilidad y Control) era del tamaño de dos refrigeradores y pesaba una tonelada. Requería un compresor de aire separado para proteger las cabezas, tenía discos del tamaño de las pizzas y podía almacenar 5 megabytes de datos – una cantidad enorme en ese momento. Actualmente, usted puede hacer todo esto con una mera unidad de bolsillo.

25 años más tarde, se inventó el primer disco duro para ordenadores personales. Usando el método de codificación de MFM, tenía una capacidad de 40MB y una velocidad de transferencia de datos de 625 KBps. Una versión posterior del interfaz ST506 trasladó al método de codificación de RLL, facilitando una aumentada capacidad de almacenaje y velocidad de procesamiento.

Como resultado de estos adelantos muy importantes, a lo largo de más de 50 años, la industria ha crecido de varios miles de discos duros al año durante los años cincuenta a más de 260 millones de unidades en 2003.  Y el futuro de éste dispositivo es brillante.

Tanto los discos duros como la memoria principal son memorias de trabajo (varían su contenido en una sesión con el computador).

Un disco duro forma una caja herméticamente cerrada que contiene dos elementos no intercambiables: la unidad de lectura y escritura y el disco como tal.

• La unidad es un conjunto de componentes electrónicos y mecánicos que hacen posible el almacenamiento y recuperación de los datos en el disco.
• El disco es, en realidad, una pila de discos, llamados platos, que almacenan información magnéticamente. Cada uno de los platos tiene dos superficies magnéticas: la superior y la inferior. Estas superficies magnéticas están formadas por millones de pequeños elementos capaces de ser magnetizados positiva o negativamente. De esta manera, se representan los dos posibles valores que forman un bit de información (un cero o un uno). Ocho bits contiguos constituyen un byte (un carácter). 

Tipos de disco duro:

IDE : Integrated Drive Electronics.IDE unidades también se conocen como unidades PATA 

 

SATA : Serial avance Technology Attachment 

SCSI : Small Computer System Interface. SCSI se pronuncia como scuzzy.

    

SAS : Serial Attached SCSI. 

Funcionamiento de una unidad de disco duro

En primer lugar, cada superficie magnética tiene asignado uno de los cabezales de lectura/escriturade la unidad. Por tanto, habrá tantos cabezales como caras tenga el disco duro y, como cada plato tiene dos caras, este número equivale al doble de platos de la pila.

El conjunto de cabezales se puede desplazar linealmente desde el exterior hasta el interior de la pila de platos mediante un brazo mecánico que los transporta. 

Por último, para que los cabezales tengan acceso a la totalidad de los datos, es necesario que la pila de discos gire. Este giro se realiza a velocidad constante y no cesa mientras esté encendido el computador. 

En cambio, en los discos flexibles sólo se produce el giro mientras se está efectuando alguna operación de lectura o escritura. El resto del tiempo, la disquetera permanece en reposo. Con las unidades de CD-ROM ocurre algo similar, sin embargo en este caso la velocidad de giro no es constante y depende de la distancia al centro del dato que se esté leyendo. 

Cada vez que se realiza una operación de lectura en el disco duro, éste tiene que realizar las siguientes tareas: desplazar los cabezales de lectura/escritura hasta el lugar donde empiezan los datos; esperar a que el primer dato, que gira con los platos, llegue al lugar donde están los cabezales; y, finalmente, leer el dato con el cabezal correspondiente. La operación de escritura es similar a la anterior. 

Estructura física: cabezas, cilindros y sectores

cada una de las dos superficies magnéticas de cada plato se denomina cara. El número total de caras de un disco duro coincide con su número de cabezas. Cada una de estas caras se divide en anillos concéntricos llamados pistas. En los discos duros se suele utilizar el término cilindro para referirse a la misma pista de todos los discos de la pila. Finalmente, cada pista se divide ensectores. 

Los sectores son las unidades mínimas de información que puede leer o escribir un disco duro. Generalmente, cada sector almacena 512 bytes de información.   

El número total de sectores de un disco duro se puede calcular: nº sectores = nº caras * nº pistas/cara * nº sectores/pista.

Las cabezas y cilindros comienzan a numerarse desde el cero y los sectores desde el uno. En consecuencia, el primer sector de un disco duro será el correspondiente a la cabeza 0, cilindro 0 y sector 

Tarjeta Madre

 ¿Qué es la placa madre?

La "placa base" (mainboard), o "placa madre" (motherboard), es el elemento principal de todo ordenador, en el que se encuentran o al que se conectan todos los demás aparatos y dispositivos.

Físicamente, se trata de una "oblea" de material sintético, sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos elementos que se encuentran anclados sobre ella; los principales son:

• el microprocesador, ubicado en un elemento llamado zócalo;
• la memoria, generalmente en forma de módulos;
• los slots o ranuras de expansión donde se conectan las tarjetas;
• diversos chips de control, entre ellos la BIOS.

Diagrama moderno de la tarjeta madre (tipo ATX), donde se identifican sus partes:

TIPOS: Baby - AT, LPX, ATX.                   COMPONENTES:

1. Zócalo:  Es el lugar donde se inserta el "cerebro" del ordenador.
2. Ranuras de memoria:  Son los conectores de la memoria principal del ordenador, la R.A.M.
3. Chipset: es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones
   del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la 
   caché, o el control de puertos PCI, AGP, USB...
4. BIOS: realmente no es sino un programa que se encarga de dar soporte para manejar ciertos dispositivos denominados de entrada-salida (Input-Output). Físicamente se localiza en un chip que suele tener forma rectangular.
5. Slots para tarjetas de expansión:  Son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de vídeo, de sonido, de red...).
6. Memoria caché:  Se trata de un tipo de memoria muy rápida que se utiliza de puente entre el microprocesador y la memoria principal o RAM, de tal forma que los datos más utilizados puedan encontrarse antes, acelerando el rendimiento del ordenador, especialmente en aplicaciones ofimáticas.
7. Conectores externos:  Se trata de los conectores para periféricos externos: teclado, ratón, impresora... En las placas Baby-AT lo único que está en contacto con la placa son unos cables que la unen con los conectores en sí, que se sitúan en la carcasa, excepto el de teclado que sí está adherido a la propia placa. En las ATX los conectores están todos agrupados entorno al del teclado y soldados a la placa base.
8. Conectores internos: son los conectores para dispositivos internos, como puedan ser la disquetera, el disco duro, el CD-ROM o el altavoz interno, e incluso para los puertos serie, paralelo, USB extras y de joystick o MIDI para las placas de formato ATX.  
9. Conector eléctrico:  Es donde se conectan los cables para que la placa base reciba la alimentación proporcionada por la fuente. En las placas Baby-AT los conectores son dos, si bien están uno junto al otro, mientras que en las ATX es único.
10. Pila:  La pila del ordenador, o más correctamente el acumulador, se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está apagado. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro, del Chipset, la fecha y la hora...
11. Elementos integrados variados: Los más comunes son:
    • Controladoras de dispositivos: en general todas las placas Pentium, y algunas 486, disponen de unos chips en la placa base que se encargan de manejar los discos duros, disqueteras y puertos serie (puertos COM); algunas de gama alta incluso tienen controladoras SCSI integradas.
    • Tarjeta de sonido: ahora que una tarjeta de 16 bits suele consistir en un único chip y los conectores, cada vez más placas base la incorporan.
    • Controladora de vídeo: lo que suele llamarse "tarjeta de vídeo", pero sin la tarjeta. Las que incorporan las placas base no suelen ser de una potencia excepcional, pero sí suficiente para trabajos de oficina, como por ejemplo una Intel 740.

Microprocesador

Microprocesador

Es el circuito integrado central y más complejo de una computadora u ordenador; a modo de ilustración, se le suele asociar por analogía como el "cerebro" de una computadora. El procesador es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos integrados. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como micro computador.

ARQUITECTURA:

El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. Consiguientemente, la historia de la computadora digital nos ayudará a entender el microprocesador. El microprocesador es algunas veces llamado unidad microprocesadora (MPU). En otras palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos. 

MARCAS:

  

     

El microprocesador es uno de los logros más sobresalientes del siglo XX.  Cada año, se acerca más al centro de nuestras vidas, forjándose un sitio en el núcleo de una máquina tras otra. Su presencia ha comenzado a cambiar la forma en que percibimos el mundo e incluso a nosotros mismos. Cada vez se hace más difícil pasar por alto el microprocesador como otro simple producto en una larga línea de innovaciones tecnológicas.

Este viene siendo el cerebro de la computadora, el motor, el corazón de esta máquina. Este ejecuta instrucciones que se le dan a la computadora a muy bajo nivel haciendo operaciones lógicas simples, como sumar, restar, multiplicar y dividir. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.

Entrada y Salida

INTERFAZ

Es una placa de circuitos integrados que manipulan y controlan los dispositivos que se conectan con el CPU. Es de entrada y salida; los fabricantes de dispositivos de entrada y salida de datos, deben ajustarse a los lineamientos del procesador central. Es la conexión entre dos ordenadores o máquinas de cualquier tipo dando una comunicación entre distintos niveles.

Existen estándares para la transmisión de datos, tanto de entrada como de salida. Es el medio por el cual se envían o se reciben señales desde un sistema hacia otros. Los datos viajan por un bus de datos. 

Si el bus de datos es de poca capacidad y el procesador es de mucha capacidad, por ejemplo, si el bus de datos puede transmitir hasta 16 bits en un tick, y el procesador trabaja con 32 bits en cada tick, es claro que el procesador puede esperar hasta 2 ticks para trabajar; si el bus fuera de 64 bits y el procesador de 32 bits, entonces también hay un tiempo de espera.

El objetivo principal es interconectar la mayor cantidad de dispositivos a un computador pero hay que atender a las distintas características que presentan cada uno de ellos y que a menudo suelen diferir de las propias del procesador, podemos destacar:

• Tienen, normalmente, menor velocidad que el procesador
• La longitud de palabra
• Los códigos que cada uno de ellos emplean para la representación de datos

Los Puertos

PUERTOS: es una forma genérica de denominar a una interfaz a través de la cual los diferentes tipos de datos se pueden enviar y recibir. Dicha interfaz puede ser de tipo físico, o puede ser a nivel de software, en cuyo caso se usa frecuentemente el término puerto lógico.


Un puerto es un canal de comunicación por el que circulan los datos que intercambian la placa base y los periféricos. Llamamos puertos externos a todos los conectores que permiten la unión con los dispositivos externos al equipo: pantalla, teclado, ratón, impresora y demás. Es un lugar por donde entra y/o sale información.

Anteriormente los  puertos  venían integrados exclusivamente  en tarjetas de expansión denominadas tarjetas controladoras, posteriormente se integraron en la tarjeta principal "Motherboard" y tales controladoras perdieron competencia en el mercado, pero actualmente se siguen comercializando sobre todo para servidores.

Para que el microprocesador y la memoria puedan comunicarse con los periféricos, es necesario una serie de “caminos”, llamados puertos por los que circulan los datos.

Clasificación de los Puertos

Puerto serie 

Estos puertos funcionan con un chip llamado UART, que es un controlador serie. El término serie quiere decir que la comunicación con este tipo de conector se realiza sólo en una dirección: o envío, o recepción de datos, pero no las dos al mismo tiempo, ya que envía los datos uno detrás de otro. Normalmente éstos suelen ser 2 en una placa base, y son denominados COM1 y COM2. A ellos pueden conectarse periféricos como ratones o módems. En las placas base antiguas el COM1 solía ser un puerto de 9 patillas o pin (cada uno de los contactos del conector) y el COM2 de 25. Hoy, las placas que llevan estos conectores suelen ser siempre de 9 patillas.

Puerto paralelo

Este tipo de puerto sirve para la conexión de periféricos, y ha sido ampliamente utilizado para conectar impresoras. Soporta la comunicación paralela, es decir, puede enviar datos simultáneamente, en grupos de hasta 8. Este tipo de conector es de 25 pin.

Puerto PS/2

Una placa base suele contener dos, en los que se conectan el teclado y el ratón. Son conectores de tipo mini-DIN de seis patillas. Su nombre viene del uso que se le daba en los antiguos ordenadores de IBM PS/2 (Personal System/2).

Puerto USB (Universal Serial Bus)

Este tipo de puertos de gran velocidad son pequeños, con una forma alargada y estrecha. Permiten la conexión en “caliente” de dispositivos que soportan este estándar. Suministran al periférico de energía sin tener que estar conectado éste a la red eléctrica, permite un cableado de hasta 5 metros de longitud, y la conexión de hasta 126 dispositivos.

IEEE 1394 o Firewire

 

También conocido como i.Link, es un interfaz que transmite datos a grandes velocidades. Tiene sus orígenes en la Apple Corporation, y fue convertido en un estándar en 1995. Llega a velocidades de transferencia de 400 Mbits por segundo.

Puerto para juegos o MIDI

A este puerto se conectan joysticks y mandos de juegos, aunque también permite la conexión de dispositivos de audio como teclados MIDI. Está situado en la tarjeta de sonido, y tiene 15 patillas.

Conectores de audio minijack

Pueden ir incluidos también en la placa base, y suelen ser estéreo, siendo los más habituales los de entrada y/o salida de línea, entrada de micrófono y salida de altavoces. Este tipo de conector es el estándar más extendido entre los dispositivos de audio portátiles (discmans, reproductores de mp3, grabadoras, etc.) y en ordenadores.

RCA audio

Estos conectores transmiten la señal de audio por dos canales que van separados (un conector diferente para cada uno). Cada uno de los conectores lleva un color: rojo o blanco. Habitualmente, se utilizan para equipos más grandes, como es la entrada auxiliar de una minicadena o un televisor. Además, este conector puede soportar el tipo de salida digital S/PDIF, creado por Sony y Philips.

S/PDIF óptico

Tipo de salida de audio digital. Como ya hemos explicado, este tipo de salida puede tener también un conector RCA. En este caso, la salida de la señal es óptica.

RCA video

También lo encontramos en la tarjeta gráfica; este conector lleva la señal de video compuesto. Suele ser de color amarillo para distinguirlo de los RCA de sonido. La calidad del video no es la óptima, ya que la información se envía en una sola señal analógica.

Conector VGA.

Es un conector estándar de la tarjeta gráfica, de 15 pines, y que se utiliza para conectar el monitor.

HDMI (Salida TV)

Este tipo de conector sirve para conectar a la televisión. Manda la señal S-video, además de la de sonido. Con este tipo de conector, la salida de video manda las señales de crominancia y luminancia por separado, por lo que la calidad del video es mejor que la salida de un conector RCA.

DVI 

Es una salida de video digital, en la que la señal no pierde calidad, con lo que es perfecto para dispositivos que lo aceptan, ya que aprovechamos al máximo la calidad de la imagen digital.

PUERTO TELEFÓNICO (INTERNET)

Permite la conexión de la computadora con la línea telefónica y el acceso a redes telefónicas y por ende a internet. Viene por pares y se encuentra integrado en el módem; su función es transformar las señales digitales de la computadora.

Multi-puertos 

Dispositivo que posee varias clases de puertos en su estructura.