El teclado

El periférico de entrada por excelencia es el teclado, que ha ido evolucionando con la incorporación de teclas con nuevas funciones.

 El teclado 

La misión fundamental del teclado es introducir texto escrito en un ordenador. Sin embargo, la aparición del ratón y de los entornos de trabajo gráficos ha hecho que se utilice más el ratón para elegir órdenes sobre un menú o sobre una barra de herramientas (iconos, etc.).

Aunque existen ligeras diferencias entre unos teclados y otros (ubicación de las teclas para algunos caracteres especiales, funciones añadidas, etc.), podemos distinguir varias partes:

• Las teclas correspondientes a los caracteres de texto. Son las usadas habitualmente para escribir, introducir espacios, mayúsculas, signos de puntuación, tabulaciones, etc.
• El teclado numérico. Facilita enormemente el trabajo con datos numéricos; por ejemplo, a la hora de utilizar una calculadora virtual.
• Las teclas de navegación. Permiten ir rápidamente al principio de una línea, de una página, al principio de un documento (Inicio), al final de la línea o del documento (Fin), avanzar o retroceder páginas (Re Pág y Av Pág).
• Las teclas especiales (Control, Alternativa, Comando). Al combinarlas con otras teclas permiten ejecutar órdenes de una manera rápida (atajos de teclado). Por ejemplo, en algunos procesadores de texto, para ir al comienzo del documento podemos pulsar la combinación Control + Inicio.
• Las teclas de función (F1, F2,..., F15). Permiten acceder a opciones especiales. Por ejemplo, la tecla F1 es usada por muchas aplicaciones para mostrar ventanas de ayuda.
• Teclas con una función especial:
  • La tecla de Escape (Esc), situada en la parte superior izquierda, es una tecla muy empleada para cancelar una operación.
  La tecla Intro, situada junto a los caracteres de texto, en la parte derecha, sirve para elegir la opción Aceptar en los cuadros de diálogo, para insertar saltos de párrafo al usar un procesador o para ejecutar un archivo.  

¿Cómo funciona un teclado?

Bajo un teclado hay un circuito electrónico con «pistas» conductoras que ponen en contacto cada tecla con un chip incluido en el propio teclado.

Cuando pulsamos una tecla se produce un impulso eléctrico que llega al chip, donde se identifica la señal recibida. El chip del teclado permite diferenciar unos impulsos de otros.

También hay habitualmente unos componentes llamados diodos LED, que se iluminan cuando pulsamos la tecla de bloqueo de mayúsculas o de bloqueo numérico.

El ratón

El ratón es uno de los dispositivos que más ha cambiado la forma de trabajar con ordenadores en los últimos años. Este invento comenzó a extenderse a partir de la aparición de los sistemas operativos con entornos gráficos.

 

Operaciones básicas con el ratón

Si existe un ratón instalado en el equipo, aparece en la pantalla un elemento móvil, normalmente en forma de flecha, llamado puntero. Cuando desplazamos el ratón sobre una mesa o sobre una alfombrilla, el puntero se desplaza. Además, la forma del puntero puede variar en función del elemento sobre el que se sitúa: puede convertirse en un reloj si el ordenador está realizando alguna operación y debemos esperar a que acabe, puede convertirse en una mano para mover algún elemento, etc.

Los ratones disponen de uno, dos o incluso tres botones que permiten realizar diferentes operaciones:

• Hacer clic. Consiste en pulsar uno de los botones del ratón. Se utiliza para seleccionar un archivo sobre la pantalla, para elegir el punto de inserción del texto, para indicarle al ordenador que comience o finalice una acción, etc.
• Hacer doble clic. Consiste en pulsar dos veces seguidas un botón del ratón. Se usa generalmente para lanzar una aplicación, para abrir un archivo y comenzar a trabajar con él, etc.
• Arrastrar. Significa seleccionar un elemento, pulsar el botón del ratón y, sin soltar el botón, desplazar el puntero hasta otro lugar de la pantalla. La acción se completa al soltar el botón tras el arrastre. Esta acción se utiliza, por ejemplo, para mover un archivo, un trozo de texto, etc., de un lado de la pantalla a otro.

En los ratones con dos botones, al hacer clic con el botón derecho aparecen en la pantalla una serie de opciones para elegir. Por ejemplo, si seleccionamos un archivo y pulsamos el botón derecho, aparecerá una lista con opciones para copiar el archivo, para eliminarlo, para moverlo, etc.

¿Cómo funciona un ratón?

La forma de funcionamiento de un ratón depende del tipo del mismo; no es igual para todos los modelos de ratones.

• En el ratón tradicional, conocido como ratón de bola, existe una bola rodante que se desliza sobre una alfombrilla. Al girar la bola, rotan unos rodillos internos. Tras un proceso bastante simple, un chip transforma las señales recibidas en órdenes que se envían hacia la placa base.

Pero la bola y el hueco en el que se aloja se ensucian, por lo que es necesario limpiar el ratón periódicamente para conseguir un movimiento fluido del puntero sobre la pantalla.

• Existen otros ratones, llamados ópticos, que no tienen bola, sino que disponen de una minicámara que toma miles de imágenes por segundo, luego se comparan las imágenes sucesivas y se «anotan» las diferencias, que se interpretan como cambios en la posición del ratón. Los ratones ópticos no necesitan alfombrilla.

Una de las ventajas de los ratones ópticos es que no necesitan limpieza: el puntero siempre se deslizará sin problemas ni saltos sobre la pantalla.

Configuración del ratón

Para manejar un ratón basta con arrastrarlo sobre la mesa y pulsar un botón. Pero un ratón también se puede configurar para facilitar la labor del usuario. Así, los nuevos usuarios suelen tener dificultad para hacer doble clic y abrir documentos, ejecutar aplicaciones, etc. Por ello, los sistemas operativos incluyen una opción para controlar la velocidad necesaria para el doble clic. De esta manera, un usuario novato podrá abrir documentos con facilidad aunque exista «demasiado» retardo entre el primer clic y el segundo.

Otras posibilidades: intercambiar la función de los dos botones para adaptarlos a usuarios zurdos o diestros, o variar la velocidad a la que el puntero se desliza sobre la pantalla.

 

Las conexiones entre los componentes

Los distintos aparatos que utilizamos para intercambiar la información con el ordenador pueden ser conectados desde el exterior mediante los puertos, o interiormente con los slots o ranuras de expansión.

Permiten la conexión desde el exterior a la placa base. Las conexiones o puertos son:

• Los puertos serie (COM). Transmiten la información bit a bit. No son adecuados para transferir grandes cantidades de información. En ellos se conecta el módem, cuando es externo.
• Los puertos paralelo (LPT). Permiten una mayor velocidad en la transmisión de datos. Es la conexión típica de impresoras o escáneres.
• Los puertos USB (Universal Serial Bus). En ellos se conectan, en general, dispositivos que necesitan una alta velocidad de transferencia de datos como, por ejemplo, un escáner o una cámara digital, aunque también existen impresoras con este tipo de conexión.

La tarjeta de expansión

Las tarjetas de expansión son dispositivos con diversos circuitos integrados y controladores que, insertadas en sus correspondientes ranuras de expansión, sirven para ampliar las capacidades de un ordenador. Las tarjetas de expansión más comunes sirven para añadir memoria, controladoras de unidad de disco, controladoras de vídeo, puertos serie o paralelo y dispositivos de módem internos. Por lo general, se suelen utilizar indistintamente los términos «placa» y «tarjeta» para referirse a todas las tarjetas de expansión.

En la actualidad las tarjetas suelen ser de tipo PCI, PCI Express o AGP. Como ejemplo de tarjetas que ya no se utilizan tenemos la de tipo Bus ISA.

Gracias al avance en la tecnología USB y a la integración de audio, video o red en la placa base, hoy en día son menos imprescindibles para tener un PC completamente funcional.

Las unidades de almacenamiento

La memoria RAM (Random Acces Memory, memoria de acceso aleatorio) tiene una capacidad de almacenamiento limitada, pero sobre todo es temporal. Por eso es necesario dotar a la máquina de otros sistemas permanentes para almacenar la información.

EL DISCO DURO

El disco duro almacena casi toda la información que manejamos al trabajar con un ordenador. En él se aloja, por ejemplo, el sistema operativo que permite arrancar la máquina, los programas, los archivos de texto, imagen...

Un disco duro está formado por varios discos apilados sobre los que se mueve una pequeña cabeza magnética que graba y lee la información.

Este componente, al contrario que el micro o los módulos de memoria, no se pincha directamente en la placa, sino que se conecta a ella mediante un cable. También va conectado a la fuente de alimentación, pues, como cualquier otro componente, necesita energía para funcionar.

Además, una sola placa puede tener varios discos duros conectados.

Las características principales de un disco duro son:

• La capacidad. Se mide en gigabytes (Gb). Es el espacio disponible para almacenar secuencias de 1 byte. La capacidad aumenta constantemente: cientos de Mb, decenas de Gb, cientos de Gb...
• La velocidad de giro. Se mide en revoluciones por minuto (rpm). Cuanto más rápido gire el disco, antes podrá acceder a la información la cabeza lectora. Los discos actuales giran a más de 10.000 rpm.
• La capacidad de transmisión de datos. De poco serviría un disco duro de gran capacidad si transmitiese los datos lentamente. Los discos actuales pueden alcanzar transferencias de datos de más de 100 Mb por segundo.

También existen discos duros externos que permiten almacenar grandes cantidades de información. Son muy útiles para intercambiar información entre dos equipos. Normalmente se conectan a la caja mediante un conector de tipo USB o Firewire.

Cuando el disco duro está leyendo, se enciende en la carcasa un diodo LED (de color rojo, verde...). Esto es útil para saber, por ejemplo, si la máquina ha acabado de realizar una tarea o si aún está procesando datos.

LAS UNIDADES DE DISCO

Los discos duros modernos tienen una gran capacidad, pero al estar alojados normalmente dentro de la carcasa, no son transportables. Para intercambiar información con otros equipos (si no están conectados en red) necesitamos utilizar unidades de disco, como los populares disquetes, los CD-ROM o DVD-ROM, los discos magneto-ópticos, etc.

LA UNIDAD DE 3,5 PULGADAS

La unidad de 3,5 pulgadas permite intercambiar información utilizando disquetes magnéticos de 1,44 Mb de capacidad. Aunque la capacidad del soporte es muy limitada si tenemos en cuenta las necesidades de las aplicaciones actuales, los disquetes se siguen utilizando para intercambiar archivos pequeños, pues pueden borrarse y reescribirse cuantas veces se desee de una manera muy cómoda, aunque la transferencia de información es bastante lenta si la comparamos con otros soportes, como el disco duro o un CD-ROM.

Para usar el disquete basta con introducirlo en la ranura de la disquetera. Para expulsarlo se pulsa el botón situado junto a la ranura, o bien se ejecuta alguna acción en el entorno gráfico con el que trabajemos (por ejemplo, se arrastra el símbolo del disquete hasta un icono representado por una papelera).

La unidad de disco se alimenta mediante cables a partir de la fuente de alimentación del sistema. Y también va conectada mediante un cable a la placa base. Un diodo LED se ilumina junto a la ranura cuando la unidad está leyendo el disco, como ocurre en el caso del disco duro.

LA UNIDAD DE CD-ROM

La unidad de CD-ROM permite utilizar discos ópticos de una mayor capacidad que los disquetes de 3,5 pulgadas: hasta 700 Mb. Esta es su principal ventaja, pues los CD-ROM se han convertido en el estándar para distribuir sistemas operativos, aplicaciones, etc.

El uso de estas unidades está muy extendido, ya que también permiten leer los discos compactos de audio.

Para introducir un disco, en la mayoría de las unidades hay que pulsar un botón para que salga una especie de bandeja donde se deposita el CD-ROM. Pulsando nuevamente el botón, la bandeja se introduce. En estas unidades, además, existe una toma para auriculares, y también pueden estar presentes los controles de navegación y de volumen típicos de los equipos de audio para saltar de una pista a otra, por ejemplo.

Una característica básica de las unidades de CD-ROM es la velocidad en la lectura, que normalmente se expresa como un número seguido de una «X» (40X, 50X...). Este número indica la velocidad de lectura en múltiplos de 128 Kb/s. Así, una unidad de 52X lee información a 52 x 128 Kb/s = 6.656 Kb/s, es decir, a 6,5 Mb/s.

En la parte interna de la unidad aparecen varios cables, tal y como muestra el esquema:

• Una toma para la alimentación, la toma de electricidad.
• Otra para el sonido (dirigido a la placa base o a la tarjeta de sonido).
• Otra que permite intercambiar información con el ordenador. Se conecta a la CPU mediante un cable (IDE, por ejemplo). 

LA UNIDAD DE CD-RW                                                                                                                            Las unidades de CD-ROM son solo de lectura. Es decir, pueden leer la información en un disco, pero no pueden escribir datos en él. Una regrabadora (CD-RW) puede grabar y regrabar discos compactos. La característica básica de estas unidades es la velocidad de lectura, de grabación y de regrabación. En discos regrabables, la velocidad de grabación es normalmente menor que en los discos grabables una sola vez. Las regrabadoras que trabajan a 8X, 16X, 20X, 24X, etc., permiten grabar los 650 ó 700 Mb de un disco compacto en unos pocos minutos. Es habitual observar tres datos de velocidad, según la expresión aX bX cX (a: velocidad de lectura; b: velocidad de grabación; c: velocidad de regrabación).

 

LA UNIDAD DVD-ROM

Las unidades de DVD-ROM son aparentemente iguales que las de CD-ROM; pueden leer tanto discos DVD-ROM como CD-ROM. Se diferencian de las unidades lectoras de CD-ROM en que el soporte empleado tiene hasta 17 Gb de capacidad, y en la velocidad de lectura de los datos. La velocidad se expresa con otro número seguido de la «X»: 12X, 16X... Pero ahora la X hace referencia a 1,32 Mb/s. Así: 16X = 21,12 Mb/s.

Las conexiones de una unidad de DVD-ROM son similares a las de la unidad de CD-ROM: placa base, fuente de alimentación y tarjeta de sonido. La diferencia más destacable es que las unidades lectoras de discos DVD-ROM también pueden disponer de una salida de audio digital. Gracias a esta conexión es posible leer las películas en formato DVD y escuchar seis canales de audio separados si disponemos de una buena tarjeta de sonido y un juego de altavoces apropiado (subwoofer más cinco satélites). 

LA UNIDAD DE DVD±RW

Puede leer y grabar imágenes, sonido y datos en discos de varios gigabytes de capacidad. 

LAS UNIDADES MAGNETO-ÓPTICA 

Estas unidades son menos usadas en entornos domésticos que las unidades de CD-ROM, pero tienen varias ventajas: 

• Por una parte, admiten discos de gran capacidad: 230 Mb, 640 Mb o 1,3 Gb.
• Además, son discos reescribibles, por lo que es interesante emplearlos, por ejemplo, para realizar copias de seguridad.  

OTRAS UNIDADES DE ALMACENAMIENTO

Otros dispositivos de almacenamiento son las memorias flash o los dispositivos de almacenamiento magnético de gran capacidad. En todos ellos la información se almacena gracias al magnetismo.

• La memoria flash. Es un tipo de memoria que se comercializa para el uso en aparatos portátiles, como cámaras digitales o agendas electrónicas. El aparato correspondiente, o bien un lector de tarjetas, se conecta al ordenador a través del puerto USB o Firewire.
• Los discos duros o memorias portátiles. Son memorias externas que se conectan directamente al puerto USB.
• Discos y cintas magnéticas de gran capacidad. Son unidades especiales que se utilizan para realizar copias de seguridad o respaldo en empresas y centros de investigación. Su capacidad de almacenamiento puede ser de cientos de gigabytes.

Caja o bastidor

Es una caja rectangular, generalmente metálica o de plástico, que alberga en su interior los distintos elementos del ordenador . Puede estar situada bajo el monitor (sobremesa) o bien algo separada, a un lado de este (torre, semitorre o minitorre, según el tamaño). El elemento principal que incorpora la caja o bastidor es la placa base.

 LA PLACA BASE

La placa base (motherboard en inglés) es una placa electrónica con un conjunto de circuitos, elementos de control y conectores donde acoplar: 

• La fuente de alimentación.
• El microprocesador o CPU.
• La memoria RAM.
• Los sistemas de almacenamiento (disco duro, disquetera, lector de CD-ROM, lector de DVD-ROM...).
• Los periféricos (sus conectores están ubicados en la parte trasera de la carcasa). 

LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN

La fuente de alimentación aporta corriente eléctrica a todos los dispositivos del ordenador integrados en la carcasa. De la fuente de alimentación se obtienen diversos voltajes para los distintos componentes.

LA UNIDAD CENTRAL DEL PROCESO: EL MICROPROCESADOR 

Para gobernar un ordenador son necesarias dos tareas básicas:

• Dirigir y coordinar todos los componentes del equipo. Por ejemplo, hay que enviar las órdenes adecuadas para que aparezca sobre la pantalla el resultado de una operación.
• Realizar las operaciones aritméticas y lógicas. Por ejemplo, sumar o restar dos números; o bien decidir si una cantidad es mayor, menor o igual que otra.

En los ordenadores modernos estas tareas son realizadas por el microprocesador, un circuito integrado que incorpora hasta millones de transistores. La característica básica de un microprocesador («micro», en el lenguaje habitual) es la velocidad de proceso, que indica el número de operaciones que es capaz de realizar por segundo. Los micros modernos tienen una velocidad de proceso de cientos de megahercios, e incluso superan el gigahercio.

El primer microprocesador se desarrolló en 1971, y realizaba unas cuantas miles de operaciones por segundo. Desde entonces, los avances han sido continuos hasta llegar a los microprocesadores actuales, que incorporan decenas de millones de transistores. Sin embargo, el micro no es el único componente que determina el rendimiento de un equipo informático. Además, para la mayor parte de las tareas desarrolladas habitualmente en un hogar (escribir textos, navegar por Internet, etc.) no es necesario disponer de micros demasiado potentes.

FUNCIONAMIENTO INTERNO DEL ORDENADOR 

Una vez conocidos los elementos básicos del ordenador, nos centraremos en describir cuál es el funcionamiento interno del microprocesador y, fundamentalmente, de sus componentes: la unidad de control (UC) y la unidad aritmético-lógica (UAL).

La unidad de control consta de los siguientes elementos:

• Registro de instrucciones (RI): contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento.
• Contador (C): contiene la dirección de memoria donde se encuentra la próxima instrucción a ejecutar.
• Reloj: proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes que marcan los instantes en que han de comenzar los pasos que constituyen cada instrucción. Determina la velocidad de trabajo del ordenador, ya que esta depende del número de instrucciones que procesa por segundo.
• Decodificador (D): se encarga de analizar e interpretar la instrucción en curso (que está en el RI), determinando las órdenes necesarias para su ejecución.
• Secuenciador (S): con la información suministrada por el decodificador, genera la secuencia de órdenes elementales que, sincronizadas con los impulsos del reloj, hacen que se ejecute la instrucción cargada en el registro de instrucciones.

La unidad aritmético-lógica consta, a su vez, de:

• Banco de registros (BR): almacena temporalmente los datos que intervienen en las operaciones que está realizando la UAL.
• Circuitos operadores (CIROP): realizan las operaciones elementales aritméticas y lógicas.
• Registro de resultados (RR): en él se depositan los resultados obtenidos en los circuitos operadores.

El proceso se desarrolla de la siguiente manera:

• La UC recibe desde la memoria RAM las instrucciones a través del bus de datos, de forma que la instrucción en curso llega al registro de instrucciones.
• A continuación, el decodificador se encarga de interpretarla (para que la UAL pueda operar con ella).
• El secuenciador genera la serie de órdenes elementales necesarias para ejecutar la instrucción (que son enviadas a la UAL).
• La UAL realiza las operaciones indicadas y envía los resultados obtenidos a la UC, que los almacena en la RAM.
• El reloj sincroniza el sistema, marcando los instantes en que ha de comenzar cada nueva instrucción.
• El contador determina a través del bus de direcciones dónde se encuentra la próxima instrucción. Cuando haya terminado de ejecutarse la instrucción en curso, esta nueva instrucción pasará al RI y se repetirá el proceso.

LA MEMORIA

Mientras trabaja, un ordenador necesita almacenar temporalmente la información. Pensemos en las operaciones de cortar y pegar llevadas a cabo continuamente al utilizar un procesador de textos. Esto se lleva a cabo mediante chips de memoria RAM (Random Access Memory, o memoria de acceso aleatorio), que se presentan en forma alargada: módulos o «pastillas». El contenido de esta memoria es volátil. Esto quiere decir que desaparece cuando apagamos el equipo. Al contrario, por ejemplo, que la información almacenada en el disco duro, que puede recuperarse al arrancar la máquina.

Las características básicas de la memoria son el formato, la capacidad y el tiempo de acceso:

• El formato o número de contactos. Determina la posibilidad de conectar las pastillas de memoria a la placa. Las placas antiguas (con ranuras de 30 ó 72 contactos) no soportan las pastillas modernas de memoria (168 contactos).
• La capacidad. Es muy importante disponer de una buena cantidad de memoria si vamos a manipular fotografías o editar vídeo, o si mantenemos varias aplicaciones abiertas simultáneamente. La memoria se comercializa en «pastillas» o módulos de 32, 64, 128, 256, 512 Mb... que se pinchan en la placa base. Cada placa tiene una capacidad limitada para almacenar memoria (por ejemplo, 512 Mb, 1 Gb, etc.).
• El tiempo de acceso. Determina el tiempo transcurrido desde que se solicita un dato almacenado en la memoria hasta que el chip proporciona dicho dato. Este tiempo se mide en nanosegundos (ns). Recordemos que 1 ns = 10^-9 s. Cuanto menor sea este valor, más rápida es la memoria. Los chips de memoria están en continua evolución, buscando tiempos de acceso pequeños, lo cual aumenta el rendimiento de la máquina.