Periféricos de Entrada

Un **periférico de entrada** es todo componente que forma parte del **sistema informático** que sirve para introducir datos. Los más importantes son: **teclado**, **ratón**, joystick, lápiz óptico, **escáner**, micrófono, lector de código de barras y cámara digitalizadora.

El Teclado

El **teclado** es el más usado para introducir datos en el ordenador. La mayoría utiliza el estilo **QWERTY**. Otros teclados, como los Dvorak, son más fáciles, pero no han tenido la misma aceptación. Los teclados se basan en un código de **8 bits** que puede representar hasta **256 caracteres (ASCII)**.

Tipos de Teclas

Se pueden distinguir los siguientes grupos de teclas:

• Teclado numérico
• Teclas de cursor
• Teclas de función
• Teclas auxiliares
• Teclas de acceso a Windows

Mecánica de Pulsación

Dependiendo de la mecánica de pulsación de las teclas, pueden ser:

• Mecánico: Basado en dos **contactos metálicos** que, al tocarse, cierran el circuito. La tecla vuelve a su posición inicial mediante un muelle.
• De Membrana: Basado en unas placas conductoras (parecidas a las de un circuito impreso) separadas entre sí, que son presionadas por una almohadilla con una superficie conductora que cierra el circuito. Suelen ser imprecisos y poco duraderos.

Las teclas están conectadas en **matriz**, de forma que cada vez que se pulsa una tecla se envía el valor de una fila y una columna al **circuito microcontrolador** del teclado. Este se encarga de interpretar las señales eléctricas que recibe gracias a un firmware implementado. Los códigos resultantes se denominan **códigos de búsqueda** y están estandarizados en la **BIOS** de todo PC. El teclado incorpora una **memoria ROM interna** que permite almacenar la programación de determinadas teclas.

Conexiones del Teclado

Las conexiones más comunes son:

• DIN (AT): De forma circular y con cinco pines. Se conocía como AT y se encontraba en las antiguas placas AT.
• MiniDIN (PS/2): Parecido al DIN, pero más pequeño. El color violeta es para el teclado y el verde para el ratón.
• USB: Permite la **conexión en caliente** y son más rápidos que los puertos PS/2.
• Inalámbricas (Sin cables): Incluyen tecnologías infrarrojas y de radiofrecuencia. Se envían señales a un receptor que las transmite al controlador del teclado del ordenador.

El Ratón

El **ratón** es un dispositivo del tamaño de una mano, que suele estar conectado por un cable y normalmente cuenta con dos botones. Puede ser **mecánico** u **óptico**, y existe en diversos tamaños y aspectos.

Funcionamiento del Ratón Mecánico

Al mover el ratón mecánico, la bola gira accionando dos ruedas internas que, mediante un **optoacoplador**, envían el número de desplazamientos al PC. Los ratones PS/2 usan **5V** y una interfaz de conexión PS/2.

Funcionamiento del Ratón Óptico

Los ratones **ópticos** no emplean bolas ni rodillos, sino que se basan en la emisión de **señales luminosas** sobre una superficie. La **ergonomía** es un factor importante en el diseño de los ratones.

El Escáner

El **escáner** es capaz de **digitalizar imágenes**, convirtiendo imágenes y textos a datos que el ordenador pueda entender. Utiliza una **fuente de luz** que ilumina línea por línea. La luz reflejada es recogida por el **dispositivo de acoplamiento de carga (CCD)**, que convierte la luz recibida en información analógica. Finalmente, mediante un **convertidor A/D**, la información analógica se transforma en **código binario** (ceros y unos) para cargar la imagen digitalizada.

Calidad y Componentes del Escáner

A más **CCD** tenga el escáner, mejor calidad y resolución ofrecerá. El dispositivo de adquisición de imagen se llama **cabeza lectora** y está montado sobre raíles con un motor. Otra faceta importante es la cantidad de **puntos por pulgada (ppp)**, que indica la cantidad de elementos que posee el CCD; a mayor cantidad, mejor calidad.

Tecnologías de Escaneo Alternativas

• PMT (Tubo Fotomultiplicador): La luz detectada se divide en tres flujos que pasan por tres filtros (rojo, verde y azul) hacia los **tubos fotomultiplicadores**, donde la energía luminosa se convierte en energía eléctrica y se codifica en forma binaria.
• CIS (Sensor de Imagen por Contacto): Utiliza bancos densos de **diodos LED** rojos, verdes y azules. Esta tecnología reemplaza al CCD y a toda la óptica necesaria, siendo útil para modelos planos.

Tipos de Escáneres

Existen distintos tipos de escáneres: **de mano**, **sobremesa**, **de rodillo** y otros modelos como bolígrafos.

Resolución y Profundidad de Color

La **resolución** es el factor más importante para determinar la calidad del escáner. Se mide en **puntos por pulgada (ppp)** y se define como el número de puntos individuales de una imagen que es capaz de captar un escáner. Una resolución de **300×600 ppp** implica 300 puntos en vertical y 600 puntos por pulgada en horizontal.

Resolución Interpolada

Existe también la **resolución interpolada**, que se desarrolla mediante software. A partir de los puntos ya existentes, se estiman los puntos que se deberían añadir a la imagen hasta completarla.

Color Real

El número de colores que capta un escáner es de **16,7 millones** en una sola pasada. A este sistema de colores se le llama **color real**, siendo la **profundidad de color de 24 bits**.

Periféricos de Salida

El **dispositivo de salida** es aquel al que el ordenador envía sus datos para que el usuario los pueda ver o entender. También existen los **periféricos internos**, como la tarjeta de sonido, que sirve para facilitar o adaptar la entrada o salida de sonido al ordenador. Los dispositivos de salida más comunes son: **monitor**, **impresora**, plotter o unidades de disco.

El Monitor

El **monitor** permite comunicarse e informar al usuario del desarrollo del programa, ya que suministra **información visual**. Las pantallas actuales tienen gran resolución y pueden trabajar hasta con **24 millones de colores**.

Tipos de Monitores

Existen monitores de **tubo de rayos catódicos (CRT)** y de **cristal líquido (LCD/TFT)**.

Resoluciones Estándar

Las resoluciones más habituales son:

• 640×480 (**VGA**)
• 800×600 (**SVGA**)
• 1024×768 (**XGA**)
• 1280×1024 (**SXGA**)

La mayoría de monitores actuales son SVGA.

Definición de Pantalla

Un monitor puede tener más definición aun teniendo la misma resolución, ya que hay que tener en cuenta el **dot pitch** (paso de punto). Este es un parámetro fijo de fábrica y no se puede cambiar. En los monitores **LCD/TFT** se habla de **pixel pitch**, que es la separación de dos células del mismo color de su matriz de transistores.

Componentes del Monitor CRT

El monitor **CRT** está formado por una botella de cristal cerrada al vacío que dispone de tres **cañones de electrones**, una **máscara o rejilla** y una pantalla interna recubierta por una película de **fósforo** que se ilumina al recibir los electrones.

Las Impresoras

Las **impresoras** se pueden clasificar según: si tienen un dispositivo mecánico que entre en contacto directo con el papel, si producen o no colores continuos, o si son capaces de imprimir páginas o caracteres de una sola vez.

Velocidad y Conexión

La velocidad de impresión se mide por el número de **caracteres por segundo (CPS)** y el número de **páginas por minuto (PPM)**. La **resolución** es importante, ya que determina la calidad de la imagen. Las impresoras incorporan un **búfer de memoria** donde los datos esperan para imprimirse. El puerto más habitual históricamente fue el **paralelo LPT1** en sus modos **ECP** o **EPP**, lo cual permite una comunicación bidireccional. También existen conexiones **USB**, **serie** y a través del conector de red.

Clasificación por Tecnología

• Impresoras Matriciales: Se basan en un conjunto de **agujas** que producen una imagen golpeando el papel.
• Impresora Láser: La imagen se obtiene mediante un **proceso electrostático**. El rayo láser incide sobre la superficie de un **tambor** (tratada para que los puntos que reciben el láser adquieran carga). La tinta es sólida (en polvo o **tóner**) y se deposita en el tambor, de modo que los puntos cargados retienen el polvo de tinta.
• Impresora de Inyección (Inkjet): Imprimen línea a línea, con una **cabeza de impresión móvil**. Detrás de los conductos de tinta hay una **resistencia de calor** que hierve la tinta, creando una burbuja de gas que expulsa la tinta al papel.

Otros tipos de impresoras son las **multifunción** y aquellas con mayor calidad fotográfica.

Almacenamiento: El Disco Duro (HDD)

El **disco duro (HDD)** es un dispositivo que permite almacenar una gran cantidad de datos de forma rápida y segura. Está compuesto por una serie de discos o **platos** de aluminio recubiertos con una capa de material (como el **cobalto**) con propiedades magnéticas en ambas caras.

Estructura y Geometría

Cada plato tiene su **cabeza de lectura/escritura** soportada por un brazo móvil. Las cabezas están a 0,5 micras del disco. Los platos se dividen en **pistas**. Las pistas que tienen asignado el mismo número y que están en diferentes platos se llaman **cilindros**. También es importante el concepto de **clúster**, que está constituido por un número de **sectores adyacentes**.

Funcionamiento del HDD

Los platos de los discos duros suelen ser de **3,5 pulgadas** (o **2,5 pulgadas** para portátiles). Estos están montados alrededor de un eje llamado spindle, el cual gira en el mismo sentido gracias a un motor de tipo plano. Cada plato dispone de dos cabezas de lectura/escritura.

Grabación Magnética

Los platos están recubiertos de un material magnetizable (como óxido de hierro). La grabación se basa en que la superficie del material magnetizable es polarizada por los **electroimanes** de los cabezales. Dependiendo de si el ordenador suministra un cero o un uno, la superficie se imantará en un sentido u otro, lo que equivale a que el bit grabado sea un **cero o un uno**.

Pistas, Sectores y Densidad

Los datos se graban en forma de **flujos magnéticos** escritos en círculos concéntricos que forman **pistas** y se dividen en **sectores**. Un sector es la **mínima unidad direccionable** y suele tener **512 bytes**.

La **densidad de grabación** se consigue de diferentes maneras:

1. Almacenando los bits más juntos unos de otros.
2. Haciendo que la distancia entre pistas sea menor.
3. Multiplicando los dos factores anteriores se obtiene la **densidad de área**, que se mide en **bits por pulgada cuadrada** (BPI²).

El concepto de **cilindro** consiste en unir las pistas equivalentes de los diferentes platos. Los discos duros funcionan a **5V** (para la controladora) y **12V** (para el motor).

Factores Físicos Clave del Disco Duro

• Geometría física: Número de cabezas, cilindros y sectores.
• Geometría lógica: (Típicamente 16 cabezas y 63 sectores).
• Número de platos y cabezas.
• Velocidad de rotación: 4500-7200 RPM, llegando hasta 10000 RPM.
• **Latencia rotacional**.
• Tiempo de acceso a datos.
• Tamaño del buffer.
• **Aparcamiento de cabezas** y zona de aterrizaje.
• Tecnología **S.M.A.R.T.**
• Tasa de transferencia.
• Tiempo medio entre fallos (**MTBF**).

La Tarjeta Controladora

El disco duro tiene una **tarjeta controladora** que se encarga de:

• Controlar el motor del disco duro.
• Controlar el **brazo actuador** para posicionarlo en la pista correcta.
• Gestionar el tiempo necesario para realizar operaciones de lectura y escritura.
• Implementar las funciones de **gestión de energía**.

Serial ATA (SATA)

El estándar **Serial ATA (SATA)** sustituye el bus paralelo (PATA) por uno de **alta velocidad** con menos conductores y menos voluminoso. Utiliza un cable de **15 contactos** y **3,3V** (frente a los 5V y 12V tradicionales).

SATA reduce el ancho del bus ATA de 16 bits a un solo bit, transmitiéndolo a gran velocidad (de 1,5 a 3 Gbits/s). Se emplea una codificación de **10 bits por cada 8** que se quieren enviar. Las velocidades de transferencia son:

• SATA 1.0: 150 MB/s
• PATA (máximo): 133 MB/s
• SATA 2.0: 300 MB/s
• SATA 3.0: 600 MB/s

Transferencia en Bloques

La **transferencia en bloques** permite agrupar varias órdenes de lectura y escritura en un solo bloque, controladas por una sola interrupción. Los discos duros actuales permiten transferir hasta **32 sectores de datos** completos por interrupción.

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