Discos ópticos

1. ¿Qué son los discos ópticos?

Un disco óptico es un dispositivo de almacenamiento de datos de tipo óptico, lo cual consiste en un disco circular en el cual la información se codifica, se guarda y se almacena haciendo unos surcos microscópicos con un láser sobre una de las caras planas que lo componen. Un disco óptico, también se basa en la tecnología digital para el almacenamiento de datos, debido a que cualquier tipo o morfología de la información ya sea texto, imagen, audio, vídeo, entre otros; puede ser codificada en formato digital y  almacenada en este tipo de soportes.


2. Tipos de discos ópticos:

• CD: el disco compacto (conocido popularmente como CD por las siglas en inglés de Compact Disc) es un soporte digital óptico utilizado para almacenar cualquier tipo de información (audio, imágenes, vídeo, documentos y otros datos). Los CD estándar tienen un diámetro de 12 centímetros y pueden almacenar hasta 80 minutos de audio (o 700 MB de datos). Los MiniCD tienen 8 cm y son usados para la distribución de sencillos y de controladores guardando hasta 24 minutos de audio o 214 MB de datos. 
  
  Esta tecnología fue más tarde expandida y adaptada para el almacenamiento de datos (CD-ROM), de video (VCD y SVCD), la grabación doméstica (CD-R y CD-RW) y el almacenamiento de datos mixtos (CD-i), Photo CD y CD EXTRA.
  El disco compacto sigue gozando de popularidad en el mundo actual. En el año 2007 se habían vendido 200 millones de CD en el mundo. 

• DVD:  es un término en inglés en la cual sus siglas corresponden a Digital Versatile Disk traducido al español significa Disco Versátil Original.  No obstante, DVD es un disco de almacenamiento de datos, imagen o sonidos, con una capacidad mayor que al de los CD, por ende, se creó con la finalidad de substituir al CD (Compact Disc) y el VHS.  El DVD surgió por la creación del Consorcio del DVD fundado por Sony, Philips y Toshiba, el DVD versión 1.5  fue anunciado en el año 1995. No obstante, en el año 1997 el Consorcio DVD fue reemplazado por el Foro DVD con más miembros que el anterior, en la cual tenemos: Time Warner Inc, Panasonic Corp, Pioneer Electronic Corporation, entre otras firmas famosas, dando como resultado la creación de DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD-RAM. 

• Blu-Ray: es un formato de disco óptico, una evolución del CD y el DVD. Al igual que estos, tiene el mismo tamaño y aspecto externo, pero multiplica la capacidad del disco; en un CD normal se pueden almacenar unos 800 MB de información; mientras que en un DVD, la cifra puede rondar los 5 GB. En un Blu-ray de una sola capa, podemos almacenar unos 25 GB de información. En un volumen como éste, pueden caber unos 27.000 minutos de música en formato MP3, el más utilizado en la red.

• Hvd: utiliza la memoria holográfica que permite utilizar el volumen del medio de grabación para almacenar la información en lugar de la superficie como ocurre con los discos actuales(CD, DVD, Blu-Ray). Con esto, se consigue aprovechar hasta 100 veces más el espacio que nos da un disco normal de 12cm. Para lograr esto, emplea 2 láser, uno rojo para situarse en el disco, donde lee la última capa de aluminio del disco, similar al de un CD;  y otro azul/verde, que se encarga de leer o escribir datos en el disco. Con esta tecnología, se ha logrado conseguir discos con capacidad de hasta 3.9 TB con una tasa de transferencia de 1 Gbit/sec.

Memoria flash

1. ¿Qué es la memoria flash?

La memoria Flash es un derivado de la memoria EEPROM. Es un dispositivo en forma de tarjeta, que se encuentra orientado a realizar el almacenamiento de grandes cantidades de datos en un espacio reducido, permitiendo la lectura y escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. Todo esto gracias a impulsos eléctricos, lo que además le otorga una velocidad de funcionamiento superior a la que presentaban las memorias del tipo EEPROM, que actuaban sobre una celda única de memoria por vez.

Este tipo de memoria, se basa en el uso de semiconductores. Además, de ser no volátil y re-escribible, lo que le otorga casi todas las características de una memoria RAM, con la ventaja de que lo que se guarda en este tipo de memorias flash, no se borra al desconectar el dispositivo del PC o del aparato en donde las utilizamos a diferencia de la memoria RAM.

2. Tipos de memoria flash 

• USB: es la sigla de Universal Serial Bus (Bus Universal en Serie, en castellano). Se trata de un concepto de la informática para nombrar al puerto que permite conectar periféricos a una computadora.

          El USB está capacitado para detectar e instalar el software necesario para el            funcionamiento de los dispositivos. A diferencia de otro tipo de puertos (como PCI), no cuenta con un gran ancho de banda para la transferencia de datos, lo que supone una desventaja en ciertos casos. 

• Tarjeta de memoria: es un elemento que permite conservar distintos tipos de datos digitales. Se trata de una memoria no volátil: conserva los datos aunque no esté conectada a una fuente de energía.

      Las tarjetas de memoria, por lo tanto, se utilizan para el almacenamiento de datos de diferentes clases de computadoras (ordenadores), consolas de videojuegos, teléfonos celulares (móviles), cámaras de fotos y otros dispositivos: cuando estas máquinas se apagan, la información puede quedar almacenada en la tarjeta. La tarjeta de memoria también facilita el traslado de información de un equipo a otro (por ejemplo, las fotografías tomadas con una cámara fotográfica pueden almacenarse en una tarjeta de memoria y luego aprovecharse en otra cámara, simplemente usando la misma tarjeta). 

Discos magnéticos

1. ¿Qué son los discos magnéticos?

Un disco magnético es una pieza metálica a la que se ha aplicado, por ambos lados, una película magnética que permite almacenar información. Para poder grabar y leer la información, se necesitan unas cabezas, que se mueven por las distintas partes del disco mediante brazos. Estas cabezas pueden leer y grabar, dependiendo de las órdenes recibidas por la CPU.

2. Tipos de discos magnéticos:

• Discos flexibles: están constituidos por una lámina magnética, recubierta por un plástico que la protege. Aunque existen distintos tipos, los más frecuentes son los denominados discos de 3 1/2. Los discos flexibles deben introducirse en un dispositivo especial llamado unidad de disco o disquetera. Al introducirlo en la disquetera, el protector metálico se desplaza dejando descibierta una zona del disco, en la cual las dos cabezas, que se encuentran en la disquetera, pueden leer o escribir en ambas caras. La capacidad de almacenamiento de estos disquetes suele ser de 1,44 Mb. 

• Discos duros: se encuentran normalmente dentro del ordenador y están formados por un conjunto de discos situados uno encima de otro, unidos por un eje común. Entre dos discos consecutivos hay un espacio en el que se mueve la cabeza de lectura/escritura. Su funcionamiento es análogo al de un disco flexible, aunque pueden almacenar una cantidad muy superior de datos y mucho más rápido. El tamaño físico de los discos duros es cada vez menor y su capacidad de almacenamiento cada vez es mayor.

Dispositivos de almacenamiento

1. ¿Que son los dispositivos de almacenamiento?

Son dispositivos capaz de leer y escribir información con el propósito de almacenarla permanentemente. En la actualidad contamos con muchas clases y categorías de unidades de almacenamiento, pudiendo encontrar en el mercado una amplia variedad de dispositivos internos o externos capaces de almacenar una cantidad de datos impensada en el pasado.

2. Tipos de dispositivos de almacenamiento. 

1. Discos magnéticos

• Disquete
• Disco duro

     2. Memoria flash

• USB
• Tarjetas de memoria

     3. Discos ópticos

• CD
• DVD
• Blu-ray
• HvD

     4. Discos magneto-ópticos

Procesador y memoria de un ordenador

1. El procesador

El procesador es el cerebro del sistema, encargado de procesar toda la información. Básicamente, es el "cerebro" del ordenador. Prácticamente, todo pasa por él, ya que es el responsable de ejecutar todas las instrucciones existentes. Mientras más rápido vaya el procesador, más rápido serán ejecutadas las instrucciones.

Es el componente donde es usada la tecnología más reciente. Los mayores productores de procesadores en el mundo, son grandes empresas con tecnología para fabricar procesadores competitivos para ordenadores: Intel (que domina el mercado), AMD, Vía e IBM, que fabrica procesadores para otras empresas, como Transmeta.

Algunos de los modelos más modernos, y los cuales cuentan con la tecnoogía más avanzada de la actualidad son el Intel Core Sandy Bridge en sus variabtes i3, i5 e i7, el AMD Fusion y FX, los cuales pueden incorporar hasta 8 núcleos.

Los anteriormente mencionados cubren la mayoría de las necesidades en ordenadores de escritorio, mientras que para dispositivos portátiles como celulares y tablets podemos contar con procesadores ARM, Atom, Tegra2 y Snapdragon.

El procesador es el componente más complejo y frecuentemente más caro, pero él no puede hacer nada solo. Como todo cerebro, necesita de un cuerpo, que es formado por los otros componentes del ordenador, incluyendo la memoria, el disco duro, la placa de vídeo y de red, monitor, teclado y mouse.

2. La memoria 

• Memoria RAM

   Se denomina memoria a los circuitos que permiten almacenar y recuperar la información. En un sentido más amplio, puede referirse también a sistemas externos de almacenamiento, como las unidades de disco o de cinta. Memoria de acceso aleatorio o RAM (Random Access Memory) es la memoria basada en semiconductores que puede ser leída y escrita por el microprocesador u otros dispositivos de hardware. El acceso a las posiciones de almacenamiento se puede realizar en cualquier orden.

Los chips de memoria son pequeños rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos. La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es muchísimo más rápida, y que se borra al apagar el ordenador, no como éstos.

El interior de cada chip se puede imaginar como una matriz o tabla en la cual cada celda es capaz de almacenar un bit. Por tanto, un bit se puede localizar directamente proporcionando una fila y una columna de la tabla. En realidad, la CPU identifica cada celda mediante un número, denominado dirección de memoria. A partir de una dirección se calcula cuál es la fila y columna correspondiente, con lo que ya se puede acceder a la celda deseada. El acceso se realiza en dos pasos: primero se comunica la fila y después la columna empleando los mismos terminales de conexión. Obviamente, esta técnica –denominada multiplexado– permite emplear menos terminales de conexión para acceder a la RAM, lo que optimiza la relación entre el tamaño del chip y la capacidad de almacenamiento.

• Memoria ROM

Es memoria no volátil de solo lectura. Igualmente, también hay dos características a destacar en esta definición. La memoria ROM es memoria no volátil: Los programas almacenados en ROM no se pierden al apagar el ordenador, sino que se mantienen impresos en los chips ROM durante toda su existencia además la memoria ROM es, como su nombre indica, memoria de solo lectura; es decir los programas almacenados en los chips ROM son inmodificables. El usuario puede leer ( y ejecutar ) los programas de la memoria ROM, pero nunca puede escribir en la memoria ROM otros programas de los ya existentes.

La memoria ROM es ideal para almacenar las rutinas básicas a nivel de hardware, por ejemplo, el programa de inicialización de arranque el ordenador y realiza el chequeo de la memoria y los dispositivos.

La memoria ROM suele estar ya integrada en el ordenador y en varios periféricos que se instalan ya en el ordenador. Por ejemplo, en la placa madre del ordenador se encuentran los chips de la ROM BIOS, que es el conjunto de rutinas mas importantes para comunicarse con los dispositivos. O, también, las tarjetas de vídeo, las tarjetas controladoras de discos y las tarjetas de red tienen un chip de ROM con rutinas especiales para gestionar dichos periféricos.

• Memoria BIOS

El BIOS (sigla en inglés de basic input/output system; en español "sistema básico de entrada y salida") es un software que localiza y

reconoce todos los dispositivos necesarios para cargar el sistema operativo en

la memoria RAM; es un software muy básico instalado en la placa base que permite

que ésta cumpla su cometido.

 Proporciona la comunicación de bajo nivel, el funcionamiento y configuración del hardware del sistema que, como mínimo,

maneja el teclado y proporciona una salida básica (emitiendo pitidos normalizados

por el altavoz de la computadora si se producen fallos) durante el arranque.

El BIOS usualmente está escrito en lenguaje ensamblador. El primer uso del término

"BIOS" se dio en el sistema operativo CP/M, y describe la parte de CP/M que se ejecutaba

durante el arranque y que iba unida directamente al hardware (las máquinas

de CP/M usualmente tenían un simple cargador arrancable en la memoria de sólo lectura,

y nada más). La mayoría de las versiones de MS-DOS tienen un archivo llamado "IBMBIO.COM" o "IO.SYS" que es análogo al BIOS de CP/M.

Arquitectura de Von Neumann

1. Biografía de Von Neumann.

Neumann János Lajos nació en Budapest en 1903, cuando esta ciudad pertenecía al Imperio astrohúngaro. Su padre, Max Neumann, era un banquero judío que se había casado con Margaret Kann, hija de una familia adinerada de Pest. John, que en Hungría ya utilizaba la forma germanizada de su nombre, Johann Von Neumann, fue el mayor de tres hermanos y a los diez años comenzó a estudiar en el Colegio Luterano de Budapest. Sus profesores pronto se dieron cuenta de su talento y recomendaron que recibiera clases particulares de matemáticas impartidas por profesores universitarios.

John era un superdotado y ganó el premio Eötvös al mejor alumno del país en matemáticas y ciencia. Su enorme inteligencia se haría luego legendaria. Compañero de colegio una clase por encima de él era el futuro Premio Nobel de Física Eugene Wigner, que sería su amigo toda la vida y al que las conversaciones que mantuvo con von Neumann en aquella época disuadieron de dedicarse a las matemáticas: «Habiendo conocido a János von Neumann me di cuenta de la diferencia entre un matemático de primera fila y yo».

En 1919, al término de la Primera Guerra Mundial, su familia abandonó Hungría durante la época revolucionaria que culminó con el gobierno comunista de Béla Kun. A su vuelta, en 1921, John fue admitido en la Universidad de Budapest donde acabaría doctorándose en matemáticas en 1926. Estudiaba al mismo tiempo en Berlín, y recibió algunas clases de Albert Einstein, en compañía de otros compañeros húngaros como el mismo Wigner, Leó Szilárd y Dennis Gabor. Además se matriculó en la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, donde en 1925 obtuvo la licenciatura en ingeniería química y conoció a figuras como Hermann Weyl y George Pólya. Finalmente también asistía a los seminarios de David Hilbert en Gotinga, donde coincidió con Robert Oppenheimer, con quien volvería a encontrarse posteriormente en Princeton. A los 24 años se convirtió en Privatdozent de matemáticas en la universidad de Berlín.

2. Arquitectura de Von Neumann.

La maquina de Von Neumann tenia 5 partes básicas: La memoria, la unidad Aritmética lógica, la unidad de control del programa y los equipos de entrada y salida. La memoria constaba de 4096 palabras, cada una con 40 bits (0 o 1). Cada palabra podía contener 2 instrucciones de 20 bits o un número entero de 39 bits y su signo. Las instrucciones tenían 8 bits dedicados a señalar el tiempo de la misma y 12 bits para especificar alguna de las 4096 palabras de la memoria.

Dentro de la unidad aritmética - lógica, el antecedente directo actual CPU (Unidad central de Proceso), había un registro interno especial de 40 bits llamado en acumulador. Una instrucción típica era sumar una palabra de la memoria al acumulador o almacenar éste en la memoria.

La máquina no manejaba la aritmética de punto flotante, porque Von Neumann pensaba que cualquier matemático competente debería ser capaz de llevar la cuenta del punto decimal (en este caso del punto binario), mentalmente.

Un elemento importante del hardware de la PC es la unidad del sistema, que contiene una tarjeta de sistema, fuente de poder y ranuras de expansión para tarjetas opcionales. Los elementos de la tarjeta de sistema son un microprocesador, memoria de solo lectura (ROM) y memoria de acceso aleatorio (RAM).

El cerebro de la PC y compatibles es un microprocesador basado en la familia 8086 de Intel, que realiza todo el procesamiento de datos e instrucciones. Los procesadores varían en velocidad y capacidad de memoria, registros y bus de datos. Un bus de datos transfiere datos entre el procesador, la memoria y los dispositivos externos.

Aunque existen muchos tipos de computadoras digitales según se tenga en cuenta su tamaño, velocidad de proceso, complejidad de diseño físico, etc., los principios fundamentales básicos de funcionamiento son esencialmente los mismos en todos ellos.

3. Primer ordenador empleado por la arquitectura de Von Neumann. 

• Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Código ASCII

CÓDIGO ASCII 

El Código ASCII es un código que fue propuesto por Robert w. Bemer como una solución para unificar la representación de caracteres alfanuméricos en las computadoras. Antes de 1960 cada ordenador utiliza una regla diferente para representar estos caracteres y código ASCII nació para convertirse en común entre todas las máquinas.

Sólo hay 95 caracteres en la Tabla ASCII que pueden ser impresos, están numeradas 32 a 126 ser caracteres de 0 a 31 reservados para las funciones de control. Funciones de la computadora del IE. Algunos personajes terminaron cayendo en desuso porque eran funciones específicas para las computadoras de la época como el teletipo (máquinas de escribir mecánicas), pegado de cinta de papel e impresoras de tambor. 

Algunos ejemplos de funciones de control sería el avance de línea que estaba causando la impresora para mover su papel, la función cancelar y el escape que funcionan hasta hoy está representado por la tecla ESC.