La computadoraHardware y Software

PDF generado usando el kit de herramientas de fuente abierta mwlib. Ver http://code.pediapress.com/ para mayor informacin. PDF generated at: Fri, 24 Jun 2011 23:29:46 UTC

ContenidosArtculosLa computadoraComputadora Memoria (informtica) Disco duro Microprocesador Sistema operativo Microsoft Windows GNU/Linux 1 1 9 16 27 45 53 64 72 72 76 77 78 79

La EvolucinPrimera generacin de computadoras Segunda generacin de computadoras Tercera generacin de computadoras Cuarta generacin de computadoras Quinta generacin de computadoras

ReferenciasFuentes y contribuyentes del artculo Fuentes de imagen, Licencias y contribuyentes 85 87

Licencias de artculosLicencia 89

1

La computadoraComputadoraUna computadora o computador (del latn computare -calcular-), tambin denominada ordenador (del francs ordinateur, y ste del latn ordinator), es una mquina electrnica que recibe y procesa datos para convertirlos en informacin til. Una computadora es una coleccin de circuitos integrados y otros componentes relacionados que puede ejecutar con exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o automticamente por otro programa, una gran variedad de secuencias o rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas y sistematizadas en funcin a una amplia gama de aplicaciones prcticas y precisamente determinadas, proceso al cual se le ha denominado con el nombre de programacin y al que lo realiza se le llama programador. La computadora, adems de la rutina o programa informtico, Vista expandida de una computadora personal. necesita de datos especficos (a estos datos, 1: Monitor en conjunto, se les conoce como "Input" en 2: Placa base ingls o de entrada) que deben ser 3: Procesador 4: Puertos ATA suministrados, y que son requeridos al 5: Memoria principal (RAM) momento de la ejecucin, para proporcionar 6: Placas de expansin el producto final del procesamiento de 7: Fuente de alimentacin datos, que recibe el nombre de "output" o de 8: Unidad de almacenamiento ptico 9: Disco duro, Unidad de estado slido salida. La informacin puede ser entonces 10: Teclado utilizada, reinterpretada, copiada, 11: Ratn transferida, o retransmitida a otra(s) persona(s), computadora(s) o componente(s) electrnico(s) local o remotamente usando diferentes sistemas de telecomunicacin, pudiendo ser grabada, salvada o almacenada en algn tipo de dispositivo o unidad de almacenamiento.

Computadora

2

La caracterstica principal que la distingue de otros dispositivos similares, como la calculadora no programable, es que es una mquina de propsito general, es decir, puede realizar tareas muy diversas, de acuerdo a las posibilidades que brinde los lenguajes de programacin y el hardware.

Fuente de alimentacin.

ArquitecturaA pesar de que las tecnologas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros modelos en los aos 40, la mayora todava utiliza la Arquitectura de von Neumann, publicada a principios de los aos 1940 por John von Neumann, que otros autores atribuyen a John Presper Eckert y John William Mauchly. La arquitectura de Von Neumann describe una computadora con 4 secciones principales: la unidad aritmtico lgica (ALU por sus siglas del ingls: Arithmetic Logic Unit), la unidad de control, la memoria central, y los dispositivos de entrada y salida (E/S). Estas partes estn interconectadas por canales de conductores denominados buses: La memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradas, donde cada una es un bit o unidad de informacin. La instruccin es la informacin necesaria para realizar lo que se desea con el computador. Las celdas contienen datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones, con el computador. El nmero de celdas varan mucho de computador a computador, y las tecnologas empleadas para la memoria han cambiado bastante; van desde los rels electromecnicos, tubos llenos de mercurio en los que se formaban los pulsos acsticos, matrices de imanes permanentes, transistores individuales a circuitos integrados con millones de celdas en un solo chip. En general, la memoria puede ser reescrita varios millones de veces (memoria RAM); se parece ms a una pizarra que a una lpida (memoria ROM) que slo puede ser escrita una vez. El procesador (tambin llamado Unidad central de procesamiento o CPU) consta de manera bsica de los siguientes elementos:

Computadora

3

La unidad aritmtico lgica o ALU es el dispositivo diseado y construido para llevar a cabo las operaciones elementales como las operaciones aritmticas (suma, resta, ...), operaciones lgicas (Y, O, NO), y operaciones de comparacin o relacionales. En esta unidad es en donde se hace todo el trabajo computacional. La unidad de control sigue la direccin de las posiciones en memoria que contienen la instruccin que el computador va a realizar en ese momento; recupera la informacin ponindola en la ALU para la operacin que debe desarrollar. Transfiere luego el resultado a ubicaciones Un tpico smbolo esquemtico para una ALU: A y B apropiadas en la memoria. Una vez que ocurre lo anterior, la son operandos; R es la salida; F es la entrada de la unidad de control va a la siguiente instruccin (normalmente unidad de control; D es un estado de la salida. situada en la siguiente posicin, a menos que la instruccin sea una instruccin de salto, informando al ordenador de que la prxima instruccin estar ubicada en otra posicin de la memoria). Los procesadores pueden constar de adems de las anteriormente citadas, de otras unidades adicionales como la unidad de Coma Flotante Los dispositivos de Entrada/Salida sirven a la computadora para obtener informacin del mundo exterior y/o comunicar los resultados generados por el computador al exterior. Hay una gama muy extensa de dispositivos E/S como teclados, monitores, unidades de disco flexible o cmaras web.

Perifricos y dispositivos auxiliares

Computadora de Escritorio.

MonitorEl monitor o pantalla de computadora, es un dispositivo de salida que, mediante una interfaz, muestra los resultados, o los grficos del procesamiento de una computadora. Existen varios tipos de monitores: los de tubo de rayos catdicos (o CRT), los de pantalla de plasma (PDP), los de pantalla de cristal lquido (o LCD), de paneles de diodos orgnicos de emisin de luz (OLED), o Lser-TV, entre otros.

Computadora

4

TecladoUn teclado de computadora es un perifrico, fsico o virtual (por ejemplo teclados en pantalla o teclados tctiles), utilizado para la introduccin de rdenes y datos en una computadora. Tiene su origen en los teletipos y las mquinas de escribir elctricas, que se utilizaron como los teclados de los primeros ordenadores y dispositivos de almacenamiento (grabadoras de cinta de papel y tarjetas perforadas). Aunque fsicamente hay una mirada de formas, se suelen clasificar principalmente por la distribucin de teclado de su zona alfanumrica, pues salvo casos muy especiales es comn a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para teclados rabes y japoneses).

RatnEl mouse (del ingls, pronunciado [mas]) o ratn es un perifrico de computadora de uso manual, utilizado como entrada o control de datos. Se utiliza con una de las dos manos del usuario y detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie horizontal en la que se apoya, reflejndose habitualmente a travs de un puntero o flecha en el monitor. Anteriormente, la informacin del desplazamiento era transmitida gracias al movimiento de una bola debajo del ratn, la cual accionaba dos rodillos que correspondan a los ejes X e Y. Hoy, el puntero reacciona a los movimientos debido a un rayo de luz que se refleja entre el ratn y la superficie en la que se encuentra. Cabe aclarar que un ratn ptico apoyado en un espejo o sobre un barnizado por ejemplo es inutilizable, ya que la luz lser no desempea su funcin correcta. La superficie a apoyar el ratn debe ser opaca, una superficie que no genere un reflejo, es recomendable el uso de alfombrillas.

ImpresoraUna impresora es un perifrico de computadora que permite producir una copia permanente de textos o grficos de documentos almacenados en formato electrnico, imprimiendo en papel de lustre los datos en medios fsicos, normalmente en papel o transparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnologa lser. Muchas impresoras son usadas como perifricos, y estn permanentemente unidas a la computadora por un cable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red, tienen una interfaz de red interna (tpicamente wireless o Ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir en papel algn documento para cualquier usuario de la red. Hoy en da se comercializan impresoras multifuncionales que aparte de sus funciones de impresora funcionan simultneamente como fotocopiadora y escner, siendo ste tipo de impresoras las ms recurrentes en el mercado.

EscnerEn informtica, un escner (del idioma ingls: scanner) es un perifrico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imgenes o cualquier otro impreso a formato digital. Actualmente vienen unificadas con las impresoras formando Multifunciones

Computadora

5

Almacenamiento SecundarioEl disco duro es un sistema de grabacin magntica digital, es donde en la mayora de los casos reside el Sistema operativo de la computadora. En los discos duros se almacenan los datos del usuario. En l encontramos dentro de la carcasa una serie de platos metlicos apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnticos. Una Unidad de estado slido es un sistema de memoria no voltil. Estn formados por varios chips de memoria NAND Flash en su interior unidos a una controladora que gestiona todos los datos que se transfieren. Tienen una gran tendencia a suceder definitivamente a los discos duros mecnicos por su gran velocidad y tenacidad. Al no estar formadas por discos en ninguna de sus maneras, no se pueden categorizar como tal, aunque errneamente se tienda a ello.

AltavocesLos altavoces se utilizan para escuchar los sonidos emitidos por el computador, tales como msica, sonidos de errores, conferencias, etc. Altavoces de las placas base: Las placas base suelen llevar un dispositivo que emite pitidos para indicar posibles errores o procesos.

Otros conceptos y curiosidadesEn la actualidad se puede tener la impresin de que los computadores estn ejecutando varios programas al mismo tiempo. Esto se conoce como multitarea, y es ms comn que se utilice el segundo trmino. En realidad, la CPU ejecuta instrucciones de un programa y despus tras un breve periodo de tiempo, cambian a un segundo programa y ejecuta algunas de sus instrucciones. Esto crea la ilusin de que se estn ejecutando varios programas simultneamente, repartiendo el tiempo de la CPU entre los programas. Esto es similar a la pelcula que est formada por una sucesin rpida de fotogramas. El sistema operativo es el programa que generalmente controla el reparto del tiempo. El procesamiento simultneo viene con computadoras de ms de un CPU, lo que da origen al multiprocesamiento. El sistema operativo es una especie de caja de herramientas lleno de utileras que sirve para decidir, por ejemplo, qu programas se ejecutan, y cundo, y qu fuentes (memoria o dispositivos E/S) se utilizan. El sistema operativo tiene otras funciones que ofrecer a otros programas, como los cdigos que sirven a los programadores, escribir programas para una mquina sin necesidad de conocer los detalles internos de todos los dispositivos electrnicos conectados. En la actualidad se estn empezando a incluir en las distribuciones donde se incluye el sistema operativo, algunos programas muy usados, debido a que es sta una manera econmica de distribuirlos. No es extrao que un sistema operativo incluya navegadores de Internet, procesadores de texto, programas de correo electrnico, interfaces de red, reproductores de pelculas y otros programas que antes se tenan que conseguir e instalar separadamente. Los primeros computadores digitales, de gran tamao y coste, se utilizaban principalmente para hacer clculos cientficos. ENIAC, uno de los primeros computadores, calculaba densidades de neutrn transversales para ver si explotara la bomba de hidrgeno. El CSIR Mk I, el primer ordenador australiano, evalu patrones de precipitaciones para un gran proyecto de generacin hidroelctrica. Los primeros visionarios vaticinaron que la programacin permitira jugar al ajedrez, ver pelculas y otros usos. La gente que trabajaba para los gobiernos y las grandes empresas tambin us los computadores para automatizar muchas de las tareas de recoleccin y procesamiento de datos, que antes eran hechas por humanos; por ejemplo, mantener y actualizar la contabilidad y los inventarios. En el mundo acadmico, los cientficos de todos los campos empezaron a utilizar los computadores para hacer sus propios anlisis. El descenso continuo de los precios de los

Computadora computadores permiti su uso por empresas cada vez ms pequeas. Las empresas, las organizaciones y los gobiernos empezaron a emplear un gran nmero de pequeos computadores para realizar tareas que antes eran hechas por computadores centrales grandes y costosos. La reunin de varios pequeos computadores en un solo lugar se llamaba torre de servidores[citarequerida]. Con la invencin del microprocesador en 1970, fue posible fabricar computadores muy baratos. Nacen los computadores personales (PC), los que se hicieron famosos para llevar a cabo diferentes tareas como guardar libros, escribir e imprimir documentos, calcular probabilidades y otras tareas matemticas repetitivas con hojas de clculo, comunicarse mediante correo electrnico e Internet. Sin embargo, la gran disponibilidad de computadores y su fcil adaptacin a las necesidades de cada persona, han hecho que se utilicen para varios propsitos. Al mismo tiempo, los pequeos computadores son casi siempre con una programacin fija, empezaron a hacerse camino entre las aplicaciones del hogar, los coches, los aviones y la maquinaria industrial. Estos procesadores integrados controlaban el comportamiento de los aparatos ms fcilmente, permitiendo el desarrollo de funciones de control ms complejas como los sistemas de freno antibloqueo en los coches. A principios del siglo 21, la mayora de los aparatos elctricos, casi todos los tipos de transporte elctrico y la mayora de las lneas de produccin de las fbricas funcionan con un computador. La mayora de los ingenieros piensa que esta tendencia va a continuar. Actualmente, los computadores personales son usados tanto para la investigacin como para el entretenimiento (videojuegos), pero los grandes computadores an sirven para clculos matemticos complejos y para otros usos de la ciencia, tecnologa, astronoma, medicina, etc. Tal vez el ms interesante "descendiente" del cruce entre el concepto de la PC o computadora personal y los llamados supercomputadores sea la Workstation o estacin de trabajo. Este trmino, originalmente utilizado para equipos y mquinas de registro, grabacin y tratamiento digital de sonido, y ahora utilizado precisamente en referencia a estaciones de trabajo (traducido literalmente del ingls), se usa para dar nombre a equipos que, debido sobre todo a su utilidad dedicada especialmente a labores de clculo cientfico, eficiencia contra reloj y accesibilidad del usuario bajo programas y software profesional y especial, permiten desempear trabajos de gran cantidad de clculos y "fuerza" operativa. Una Workstation es, en esencia, un equipo orientado a trabajos personales, con capacidad elevada de clculo y rendimiento superior a los equipos PC convencionales, que an tienen componentes de elevado coste, debido a su diseo orientado en cuanto a la eleccin y conjuncin sinrgica de sus componentes. En estos casos, el software es el fundamento del diseo del equipo, el que reclama, junto con las exigencias del usuario, el diseo final de la Workstation.[citarequerida]

6

Etimologa de la palabra ordenadorLa palabra espaola ordenador proviene del trmino francs ordinateur, en referencia a Dios que pone orden en el mundo ("Dieu qui met de l'ordre dans le monde").[1] En parte por cuestiones de marketing, puesto que la descripcin realizada por IBM para su introduccin en Francia en 1954 situaba las capacidades de actuacin de la mquina cerca de la omnipotencia, idea equivocada que perdura hoy en da al considerar que la mquina universal de Turing es capaz de computar absolutamente todo.[2] En 1984, acadmicos franceses reconocieron, en el debate "Les jeunes, la technique et nous", que el PC con interfaz tctil. uso de este sustantivo es incorrecto, porque la funcin de un [3] computador es procesar datos, no dar rdenes. Mientras que otros, como el catedrtico de filologa latina Jacques Perret, conocedores del origen religioso del trmino, lo consideran ms correcto que las alternativas.[1]

Computadora El uso de la palabra ordinateur se ha exportado a algunos idiomas de la pennsula Ibrica, como el aragons, el asturiano, el gallego, el castellano, el cataln y el euskera. El espaol que se habla en Iberoamrica as como los dems idiomas europeos, como el portugus, el alemn y el holands, utilizan derivados del trmino computare.

7

Vase tambinHistoria Historia de la computacin Historia del hardware de computador Historia del hardware de computador (1960-presente) Historia de los computadores personales

Tipos de computadoras Computador analgico Computador hbrido Supercomputadora Computadora central Minicomputadora Microcomputadora Computadora de escritorio Computador personal Computadora domstica Multiseat Computadora porttil de escritorio Computadora porttil Tablet PC Subporttil PC Ultra Mvil PDA Smartphone Cliente: cliente ligero, cliente pesado, cliente hbrido Sistema embebido

Componentes y perifricos Placa base CPU, microprocesador BIOS Memoria RAM, ROM, Flash Bus Entrada/salida Fuente elctrica o fuente de alimentacin Teclado Ratn, touchpad, lpiz ptico, pantalla tctil, Tableta digitalizadora Monitor Impresora Tarjeta de sonido

Computadora Tarjeta grfica, GPU Disco duro, disquete, CD-ROM, DVD

8

Otros Caja de computadora Puerto serie Puerto paralelo PS/2 USB Firewire Tarjeta de red Bus PCI Hardware Software Programa Aplicacin informtica Sistema operativo Sistema de archivos Internet Virtualizacin

Referencias[1] Etimologa de la palabra ordenador (http:/ / www. presse-francophone. org/ apfa/ motdor/ etymolog/ ordinate. htm) (en francs) [2] Ben-Amram, Amir M. (2005). The Church-Turing thesis and its look-alikes (http:/ / portal. acm. org/ citation. cfm?id=1086649. 1086651). SIGACT News 36 (3): pp.113-114. doi: 10.1145/1086649.1086651 (http:/ / dx. doi. org/ 10. 1145/ 1086649. 1086651). . [3] El uso de la palabra ordenador (http:/ / www. elmundo. es/ su-ordenador/ SORnumeros/ 97/ SOR066/ SOR066tribuna. html). El Mundo.es.

Enlaces externos Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Computadora.Commons Wikcionario tiene definiciones para computador.Wikcionario

Wikiquote alberga frases clebres de o sobre Computadora. Wikiquote Informacin sobre qu es una computadora (http://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/ computadoras.shtml), en monografas.com

Memoria (informtica)

9

Memoria (informtica)En informtica, la memoria (tambin llamada almacenamiento) se refiere a parte de los componentes que forman parte de una computadora. Son dispositivos que retienen datos informticos durante algn intervalo de tiempo. Las memorias de computadora proporcionan una de las principales funciones de la computacin moderna, la retencin o almacenamiento de informacin. Es uno de los componentes fundamentales de todas las computadoras modernas que, acoplados a una unidad central de procesamiento (CPU por su sigla en ingls, central processing unit), implementa lo fundamental del modelo de computadora de Arquitectura de von Neumann, usado desde los aos 1940. En la actualidad, memoria suele referirse a una forma de almacenamiento de estado slido conocido como memoria RAM (memoria de acceso aleatorio, RAM por sus siglas en ingls random access memory) y otras veces se refiere a otras formas de almacenamiento rpido pero temporal. De forma similar, se refiere a formas de almacenamiento masivo como discos pticos y tipos de almacenamiento magntico como discos duros y otros tipos de almacenamiento ms lentos que las memorias RAM, pero de naturaleza ms permanente. Estas distinciones contemporneas son de ayuda porque son fundamentales para la arquitectura de computadores en general. Adems, se refleja una diferencia tcnica importante y significativa entre memoria y dispositivos de almacenamiento masivo, que se ha ido diluyendo por el uso histrico de los trminos "almacenamiento primario" (a veces "almacenamiento principal"), para memorias de acceso aleatorio, y "almacenamiento secundario" para dispositivos de almacenamiento masivo. Esto se explica en las siguientes secciones, en las que el trmino tradicional "almacenamiento" se usa como subttulo por conveniencia.

Propsitos del almacenamientoLos componentes fundamentales de las computadoras de propsito general son la CPU, el espacio de almacenamiento y los dispositivos de entrada/salida. Simplificando mucho, si se elimina el almacenamiento, el aparato sera una simple calculadora en lugar de una computadora. La habilidad para almacenar las instrucciones que forman un programa de computadora y la informacin que manipulan las instrucciones es lo que hace verstiles a las computadoras diseadas segn la arquitectura de programas almacenados Una computadora digital representa toda la informacin usando el sistema binario. Texto, nmeros, imgenes, sonido y casi cualquier otra forma de informacin puede ser transformada en una sucesin de bits, o dgitos binarios, cada uno de los cuales tiene un valor de 1 0. La unidad de almacenamiento ms comn es el byte, igual a 8 bits. Una determinada informacin puede ser manipulada por cualquier computadora cuyo espacio de almacenamiento sea suficientemente grande como para que quepa el dato correspondiente o la representacin binaria de la informacin. Por ejemplo, una computadora con un espacio de almacenamiento de ocho millones de bits, o un megabyte, puede ser usada para editar una novela pequea. Se han inventado varias formas de almacenamiento basadas en diversos fenmenos naturales. No existen ningn medio de almacenamiento de uso prctico universal y todas las formas de almacenamiento tienen sus desventajas. Por tanto, un sistema informtico contiene varios tipos de almacenamiento, cada uno con su propsito individual.

Memoria (informtica)

10

Almacenamiento primarioLa memoria primaria est directamente conectada a la CPU de la computadora. Debe estar presente para que la CPU funcione correctamente. El almacenamiento primario consiste en tres tipos de almacenamiento: Los registros del procesador son internos de la CPU. Tcnicamente, es el sistema ms rpido de los distintos tipos de almacenamientos de la computadora, siendo transistores de conmutacin integrados en el chip de silicio del microprocesador (CPU) que funcionan como "flip-flop" electrnicos. La memoria cach es un tipo especial de memoria interna usada en muchas CPU para mejorar su eficiencia o rendimiento. Parte de la informacin de la memoria principal se duplica en la memoria cach. Comparada con los registros, la cach es ligeramente ms lenta pero de mayor capacidad. Sin embargo, es ms rpida, aunque de mucha menor capacidad que la memoria principal. Tambin es de uso comn la memoria cach multi-nivel - la "cach primaria" que es ms pequea, rpida y cercana al dispositivo de procesamiento; la "cach secundaria" que es ms grande y lenta, pero ms rpida y mucho ms pequea que la memoria principal. La memoria principal contiene los programas en ejecucin y los datos con que operan. Se puede transferir informacin muy rpidamente entre un registro del microprocesador y localizaciones del almacenamiento principal. En las computadoras modernas se usan memorias de acceso aleatorio basadas en electrnica del estado slido, que est directamente conectada a la CPU a travs de buses de direcciones, datos y control.

Almacenamiento secundarioLa memoria secundaria requiere que la computadora use sus canales de entrada/salida para acceder a la informacin y se utiliza para almacenamiento a largo plazo de informacin persistente. Sin embargo, la mayora de los sistemas operativos usan los dispositivos de almacenamiento secundario como rea de intercambio para incrementar artificialmente la cantidad aparente de memoria principal en la computadora.(A esta utilizacin del almacenamiento secundario se le denomina memoria virtual). La memoria secundaria tambin se llama "de almacenamiento masivo". Un disco duro es un ejemplo de almacenamiento secundario. Habitualmente, la memoria secundaria o de almacenamiento masivo tiene mayor capacidad que la memoria primaria, pero es mucho ms lenta. En las computadoras modernas, los discos duros suelen usarse como dispositivos de almacenamiento masivo. El tiempo necesario para acceder a un byte de informacin dado almacenado en un disco duro de platos magnticos es de unas milsimas de segundo (milisegundos). En cambio, el tiempo para acceder al mismo tipo de informacin en una memoria de acceso aleatorio (RAM) se mide en mil-millonsimas de segundo (nanosegundos). Esto ilustra cuan significativa es la diferencia entre la velocidad de las memorias de estado slido y la velocidad de los dispositivos rotantes de almacenamiento magntico u ptico: los discos duros son del orden de un milln de veces ms lentos que la memoria (primaria). Los dispositivos rotantes de almacenamiento ptico (unidades de CD y DVD) son incluso ms lentos que los discos duros, aunque es probable que su velocidad de acceso mejore con los avances tecnolgicos. Por lo tanto, el uso de la memoria virtual, que es cerca de un milln de veces ms lenta que memoria verdadera, ralentiza apreciablemente el funcionamiento de cualquier computadora. Muchos sistemas operativos implementan la memoria virtual usando trminos como memoria virtual o "fichero de cach". La principal ventaja histrica de la memoria virtual es el precio; la memoria virtual resultaba mucho ms barata que la memoria real. Esa ventaja es menos relevante hoy en da. Aun as, muchos sistemas operativos siguen implementndola, a pesar de provocar un funcionamiento significativamente ms lento.

Memoria (informtica)

11

Almacenamiento terciarioLa memoria terciaria es un sistema en el que un brazo robtico montar (conectar) o desmontar (desconectar) un medio de almacenamiento masivo fuera de lnea (vase el siguiente punto) segn lo solicite el sistema operativo de la computadora. La memoria terciaria se usa en el rea del almacenamiento industrial, la computacin cientfica en grandes sistemas informticos y en redes empresariales. Este tipo de memoria es algo que los usuarios de computadoras personales normales nunca ven de primera mano.

Almacenamiento fuera de lneaEl almacenamiento fuera de lnea es un sistema donde el medio de almacenamiento puede ser extrado fcilmente del dispositivo de almacenamiento. Estos medios de almacenamiento suelen usarse para transporte y archivo de datos. En computadoras modernas son de uso habitual para este propsito los disquetes, discos pticos y las memorias flash, incluyendo las unidades USB. Tambin hay discos duros USB que se pueden conectar en caliente. Los dispositivos de almacenamiento fuera de lnea usados en el pasado son cintas magnticas en muchos tamaos y formatos diferentes, y las bateras extrables de discos Winchester.

Almacenamiento de redEl almacenamiento de red es cualquier tipo de almacenamiento de computadora que incluye el hecho de acceder a la informacin a travs de una red informtica. Discutiblemente, el almacenamiento de red permite centralizar el control de informacin en una organizacin y reducir la duplicidad de la informacin. El almacenamiento en red incluye: El almacenamiento asociado a red es una memoria secundaria o terciaria que reside en una computadora a la que otra de stas puede acceder a travs de una red de rea local, una red de rea extensa, una red privada virtual o, en el caso de almacenamientos de archivos en lnea, internet. Las redes de computadoras son computadoras que no contienen dispositivos de almacenamiento secundario. En su lugar, los documentos y otros datos son almacenados en un dispositivo de la red.

Caractersticas de las memoriasLa divisin entre primario, secundario, terciario, fuera de lnea se basa en la jerarqua de memoria o distancia desde la unidad central de proceso. Hay otras formas de caracterizar a los distintos tipos de memoria.

Volatilidad de la informacin La memoria voltil requiere energa constante para mantener la informacin almacenada. La memoria voltil se suele usar slo en memorias primarias. La memoria RAM es una memoria voltil, ya que pierde informacin en la falta de energa elctrica. La memoria no voltil retendr la informacin almacenada incluso si no recibe corriente elctrica constantemente, como es el caso de la memoria ROM. Se usa para almacenamientos a largo plazo y, por tanto, se usa en memorias secundarias, terciarias y fuera de lnea. La memoria dinmica es una memoria voltil que adems requiere que peridicamente se refresque laFoto de memorias RAM tipo DDR instaladas en su socket

informacin almacenada, o leda y reescrita sin modificaciones.

Memoria (informtica)

12

Habilidad para acceder a informacin no contigua Acceso aleatorio significa que se puede acceder a cualquier localizacin de la memoria en cualquier momento en el mismo intervalo de tiempo, normalmente pequeo. Acceso secuencial significa que acceder a una unidad de informacin tomar un intervalo de tiempo variable, dependiendo de la unidad de informacin que fue leda anteriormente. El dispositivo puede necesitar buscar (posicionar correctamente el cabezal de lectura/escritura de un disco), o dar vueltas (esperando a que la posicin adecuada aparezca debajo del cabezal de lectura/escritura en un medio que gira continuamente).

Habilidad para cambiar la informacin Las memorias de lectura/escritura o memorias cambiables permiten que la informacin se reescriba en cualquier momento. Una computadora sin algo de memoria de lectura/escritura como memoria principal sera intil para muchas tareas. Las computadora modernas tambin usan habitualmente memorias de lectura/escritura como memoria secundaria. La memorias de slo lectura retienen la informacin almacenada en el momento de fabricarse y la memoria de escritura nica (WORM) permite que la informacin se escriba una sola vez en algn momento tras la fabricacin. Tambin estn las memorias inmutables, que se utilizan en memorias terciarias y fuera de lnea. Un ejemplo son los CD-ROMs. Las memorias de escritura lenta y lectura rpida son memorias de lectura/escritura que permite que la informacin se reescriba mltiples veces pero con una velocidad de escritura mucho menor que la de lectura. Un ejemplo son los CD-RW.

Direccionamiento de la informacin En la memoria de localizacin direccionable, cada unidad de informacin accesible individualmente en la memoria se selecciona con su direccin de memoria numrica. En las computadoras modernas, la memoria de localizacin direccionable se suele limitar a memorias primarias, que se leen internamente por programas de computadora ya que la localizacin direccionable es muy eficiente, pero difcil de usar para los humanos. En las memorias de sistema de archivos, la informacin se divide en Archivos informticos de longitud variable y un fichero concreto se localiza en directorios y nombres de archivos "legible por humanos". El dispositivo subyacente sigue siendo de localizacin direccionable, pero el sistema operativo de la computadora proporciona la abstraccin del sistema de archivos para que la operacin sea ms entendible. En las computadora modernas, las memorias secundarias, terciarias y fuera de lnea usan sistemas de archivos. En las memorias de contenido direccionable (content-addressable memory), cada unidad de informacin legible individualmente se selecciona con una valor hash o un identificador corto sin relacin con la direccin de memoria en la que se almacena la informacin. La memoria de contenido direccionable pueden construirse usando software o hardware; la opcin hardware es la opcin ms rpida y cara.

Capacidad de memoriaMemorias de mayor capacidad son el resultado de la rpida evolucin en tecnologa de materiales semiconductores. Los primeros programas de ajedrez funcionaban en mquinas que utilizaban memorias de base magntica. A inicios de 1970 aparecen las memorias realizadas por semiconductores, como las utilizadas en la serie de computadoras IBM 370. La velocidad de los computadores se increment, multiplicada por 100.000 aproximadamente y la capacidad de memoria creci en una proporcin similar. Este hecho es particularmente importante para los programas que utilizan tablas de transposicin: a medida que aumenta la velocidad de la computadora se necesitan memorias de capacidad proporcionalmente mayor para mantener la cantidad extra de posiciones que el programa est buscando.

Memoria (informtica) Se espera que la capacidad de procesadores siga aumentando en los prximos aos; no es un abuso pensar que la capacidad de memoria continuar creciendo de manera impresionante. Memorias de mayor capacidad podrn ser utilizadas por programas con tablas de Hash de mayor envergadura, las cuales mantendrn la informacin en forma permanente. Minicomputadoras: se caracterizan por tener una configuracin bsica regular que puede estar compuesta por un monitor, unidades de disquete, disco, impresora, etc. Su capacidad de memoria vara de 16 a 256 kbytes. Macrocomputadoras: son aquellas que dentro de su configuracin bsica contienen unidades que proveen de capacidad masiva de informacin, terminales (monitores), etc. Su capacidad de memoria vara desde 256 a 512 kbytes, tambin puede tener varios megabytes o hasta gigabytes segn las necesidades de la empresa. Microcomputadores y computadoras personales: con el avance de la microelectrnica en la dcada de los 70 resultaba posible incluir todos los componente del procesador central de una computadora en un solo circuito integrado llamado microprocesador. sta fue la base de creacin de unas computadoras a las que se les llam microcomputadoras. El origen de las microcomputadoras tuvo lugar en los Estados Unidos a partir de la comercializacin de los primeros microprocesadores (INTEL 8008, 8080). En la dcada de los 80 comenz la verdadera explosin masiva, de los ordenadores personales (Personal Computer PC) de IBM. Esta mquina, basada en el microprocesador INTEL 8008, tena caractersticas interesantes que hacan ms amplio su campo de operaciones, sobre todo porque su nuevo sistema operativo estandarizado (MS-DOS, Microsoft Disk Operating Sistem) y una mejor resolucin ptica, la hacan ms atractiva y fcil de usar. El ordenador personal ha pasado por varias transformaciones y mejoras que se conocen como XT(Tecnologa Extendida), AT(Tecnologa Avanzada) y PS/2...

13

Tecnologas, dispositivos y mediosMemorias magnticasLas memorias magnticas usan diferentes patrones de magnetizacin sobre una superficie cubierta con una capa magnetizada para almacenar informacin. Las memorias magnticas son no voltiles. Se llega a la informacin usando uno o ms cabezales de lectura/escritura. Como el cabezal de lectura/escritura solo cubre una parte de la superficie, el almacenamiento magntico es de acceso secuencial y debe buscar, dar vueltas o las dos cosas. En computadoras modernas, la superficie magntica ser de alguno de estos tipos: Disco magntico. Disquete, usado para memoria fuera de lnea. Disco duro, usado para memoria secundario. Cinta magntica, usada para memoria terciaria y fuera de lnea.

En las primeras computadoras, el almacenamiento magntico se usaba tambin como memoria principal en forma de memoria de tambor, memoria de ncleo, memoria en hilera de ncleo, memoria pelcula delgada, memoria de Twistor o memoria burbuja. Adems, a diferencia de hoy, las cintas magnticas se solan usar como memoria secundaria.

Memoria de semiconductorLa memoria de semiconductor usa circuitos integrados basados en semiconductores para almacenar informacin. Un chip de memoria de semiconductor puede contener millones de minsculos transistores o condensadores. Existen memorias de semiconductor de ambos tipos: voltiles y no voltiles. En las computadoras modernas, la memoria principal consiste casi exclusivamente en memoria de semiconductor voltil y dinmica, tambin conocida como memoria dinmica de acceso aleatorio o ms comnmente RAM, su acrnimo ingls. Con el cambio de siglo, ha habido un crecimiento constante en el uso de un nuevo tipo de memoria de semiconductor no voltil llamado memoria flash. Dicho crecimiento se ha dado, principalmente en el campo de las memorias fuera de lnea en

Memoria (informtica) computadoras domsticas. Las memorias de semiconductor no voltiles se estn usando tambin como memorias secundarias en varios dispositivos de electrnica avanzada y computadoras especializadas y no especializadas.

14

Memorias de disco pticoLas memorias en disco ptico almacenan informacin usando agujeros minsculos grabados con un lser en la superficie de un disco circular. La informacin se lee iluminando la superficie con un diodo lser y observando la reflexin. Los discos pticos son no voltil y de acceso secuencial. Los siguientes formatos son de uso comn: CD, CD-ROM, DVD: Memorias de simplemente solo lectura, usada para distribucin masiva de informacin digital (msica, vdeo, programas informticos). CD-R, DVD-R, DVD+R: Memorias de escritura nica usada como memoria terciaria y fuera de lnea. CD-RW, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM: Memoria de escritura lenta y lectura rpida usada como memoria terciaria y fuera de lnea. Blu-ray: Formato de disco ptico pensado para almacenar vdeo de alta calidad y datos. Para su desarrollo se cre la BDA, en la que se encuentran, entre otros, Sony o Phillips. HD DVD Se han propuesto los siguientes formatos: HVD Discos cambio de fase Dual Memorias de discos magneto-pticos Las Memorias de disco magneto ptico son un disco de memoria ptica donde la informacin se almacena en el estado magntico de una superficie ferromagntica. La informacin se lee pticamente y se escribe combinando mtodos magnticos y pticos. Las memorias de discos magneto pticos son de tipo no voltiles, de acceso secuencial, de escritura lenta y lectura rpida. Se usa como memoria terciaria y fuera de lnea.

Otros mtodos inicialesLas tarjetas perforadas fueron utilizados por primera vez por Basile Bouchon para el control de telares textiles en Francia.[1] En 1801 el sistema de Bouchon fue perfeccionado por Joseph Marie Jacquard, quien desarroll un telar automtico, conocido como telar de Jacquard.[2] Herman Hollerith desarroll la tecnologa de procesamiento de datos de tarjetas perforadas para el censo de Estados Unidos de 1890 y posteriormente fund la Tabulating Machine Company, una de las precursoras de IBM. IBM desarroll la tecnologa de la tarjeta perforada como una potente herramienta para el procesamiento de datos empresariales y produjo una lnea extensiva de mquinas de registro que utilizaban papel perforado para el almacenamiento de datos y su procesado automtico. En el ao 1950, las tarjetas IBM y las unidades mquinas de registro IBM se haban vuelto indispensables en la industria y el gobierno estadounidense. Durante los aos 1960, las tarjetas perforadas fueron gradualmente Tarjetas perforadas en un telar de Jacquard. reemplazadas por las cintas magnticas, aunque su uso fue muy comn hasta medidados de los aos 1970 con la aparicin de los discos magnticos. La informacin se grababa en las tarjetas perforando agujeros en el papel o la tarjeta. La lectura se realizaba por sensores elctricos (ms tarde pticos) donde una localizacin particular poda estar agujereada o no.

Memoria (informtica) Para almacenar informacin, los tubos Williams usaban un tubo de rayos catdicos y los tubos Selectrn usaban un gran tubo de vaco. Estos dispositivos de memoria primaria tuvieron una corta vida en el mercado ya que el tubo de Williams no era fiable y el tubo de Selectron era caro. La memoria de lnea de retardo usaba ondas sonoras en una sustancia como poda ser el Mercurio para guardar informacin. La memoria de lnea de retardo era una memoria dinmica voltil, ciclo secuencial de lectura/escritura. Se usaba como memoria principal.

15

Otros mtodos propuestosLa memoria de cambio de fase usa las fases de un material de cambio de fase para almacenar informacin. Dicha informacin se lee observando la resistencia elctrica variable del material. La memoria de cambio de fase sera una memoria de lectura/escritura no voltil, de acceso aleatorio podra ser usada como memoria primaria, secundaria y fuera de lnea. La memoria hologrfica almacena pticamente la informacin dentro de cristales o fotopolmeros. Las memorias hologrficas pueden utilizar todo el volumen del medio de almacenamiento, a diferencia de las memorias de discos pticos, que estn limitadas a un pequeo nmero de superficies en capas. La memoria hologrfica podra ser no voltil, de acceso secuencial y tanto de escritura nica como de lectura/escritura. Puede ser usada tanto como memoria secundaria como fuera de lnea. La memoria molecular almacena la informacin en polmeros que pueden almacenar puntas de carga elctrica. La memoria molecular puede ser especialmente interesante como memoria principal. Recientemente se ha propuesto utilizar el spin de un electrn como memoria. Se ha demostrado que es posible desarrollar un circuito electrnico que lea el spin del electrn y lo convierta en una seal elctrica.[citarequerida]

Referencias[1] Pal Chaudhuri, P. (2004). Electromechanical machines (http:/ / books. google. com/ books?id=-1kX4CV-IdQC& pg=PA4& hl=es), en Computer Organization and Design (http:/ / books. google. com/ books?id=-1kX4CV-IdQC& hl=es) (en ingls). PHI Learning Pvt. Ltd. ISBN 978-81-203-1254-8. [2] Reilly, Edwin D. (2003). Jacquard loom (http:/ / books. google. com/ books?id=JTYPKxug49IC& pg=PA14), en Milestones in computer science and information technology (http:/ / books. google. com/ books?id=JTYPKxug49IC& hl=es). Greenwood Publishing Group. ISBN 978157356219.

Vase tambin Fragmentacin Memoria principal o primaria Memoria ROM Memoria RAM Memoria virtual Memoria dinmica Memoria de acceso aleatorio dinmica Memoria de acceso aleatorio esttica Asignacin de memoria Fuga de memoria Proteccin de memoria Memoria flash Disco de estado slido

Memoria (informtica)

16

Enlaces externos Estimates of the quantities of data contained by the various media (http://www.uplink.freeuk.com/data.html)

Disco duroDisco Duro

Interior de un disco duro; se aprecian dos platos con sus respectivos cabezales. Conectado a:

controlador de disco; en los actuales ordenadores personales, suele estar integrado en la placa madre mediante uno de estos sitemas Interfaz IDE / PATA Interfaz SATA Interfaz SAS Interfaz SCSI (popular en servidores) Interfaz FC (exclusivamente en servidores) Interfaz USB NAS mediante redes de cable / inalmbricas

Fabricantes comunes:

Western Digital Seagate Samsung Hitachi Fujitsu

En informtica, un disco duro o disco rgido (en ingls Hard Disk Drive, HDD) es un dispositivo de almacenamiento de datos no voltil que emplea un sistema de grabacin magntica para almacenar datos digitales. Se compone de uno o ms platos o discos rgidos, unidos por un mismo eje que gira a gran velocidad dentro de una caja metlica sellada. Sobre cada plato, y en cada una de sus caras, se sita un cabezal de lectura/escritura que flota sobre una delgada lmina de aire generada por la rotacin de los discos. El primer disco duro fue inventado por IBM en 1956. A lo largo de los aos, los discos duros han disminuido su precio al mismo tiempo que han multiplicado su capacidad, siendo la principal opcin de almacenamiento secundario para PC desde su aparicin en los aos 60.[1] Los discos duros han mantenido su posicin dominante gracias a los constantes incrementos en la densidad de grabacin, que se ha mantenido a la par de las necesidades de almacenamiento secundario.[1] Los tamaos tambin han variado mucho, desde los primeros discos IBM hasta los formatos estandarizados actualmente: 3,5" los modelos para PCs y servidores, 2,5" los modelos para dispositivos porttiles. Todos se comunican con la computadora a travs del controlador de disco, empleando una interfaz estandarizado. Los ms comunes hoy da son IDE (tambin llamado ATA o PATA), SCSI (generalmente usado en servidores y estaciones de trabajo), Serial ATA y FC (empleado exclusivamente en servidores). Para poder utilizar un disco duro, un sistema operativo debe aplicar un formato de bajo nivel que defina una o ms particiones. La operacin de formateo requiere el uso de una fraccin del espacio disponible en el disco, que

Disco duro depender del formato empleado. Adems, los fabricantes de discos duros, SSD y tarjetas flash miden la capacidad de los mismos usando prefijos SI, que emplean mltiplos de potencias de 1000 segn la normativa IEC, en lugar de los prefijos binarios clsicos de la IEEE, que emplean mltiplos de potencias de 1024, y son los usados mayoritariamente por los sistemas operativos. Esto provoca que en algunos sistemas operativos sea representado como mltiplos 1024 o como 1000, y por tanto existan ligeros errores, por ejemplo un Disco duro de 500 GB, en algunos sistemas operativos sea representado como 465 GiB (Segn la IEC Gibibyte, o Gigabyte binario, que son 1024 Mebibytes) y en otros como 465 GB. Existe otro tipo de almacenamiento que recibe el nombre de Unidades de estado slido; aunque tienen el mismo uso y emplean las mismas interfaces, no estn formadas por discos mecnicos, sino por memorias de circuitos integrados para almacenar la informacin. El uso de esta clase de dispositivos anteriormente se limitaba a las supercomputadoras, por su elevado precio, aunque hoy en da ya son muchsimo ms asequibles para el mercado domstico.[2]

17

Estructura fsicaDentro de un disco duro hay uno o varios discos (de aluminio o cristal) concntricos llamados platos (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 7 segn el modelo), y que giran todos a la vez sobre el mismo eje, al que estn unidos. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) est formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos, alineados verticalmente y que tambin se desplazan de forma simultnea, en cuya punta estn las cabezas de lectura/escritura. Por norma general hay una cabeza de lectura/escritura para cada superfcie de cada plato. Los cabezales pueden moverse hacia el interior o el exterior de los platos, lo cual combinado con la rotacin de los mismos permite que los cabezales puedan alcanzar cualquier posicin de la superfcie de los platos.. Cada plato posee dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara. Si se observa el esquema Cilindro-Cabeza-Sector de ms abajo, a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos, aunque por cuestiones comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos y existen discos duros con un nmero impar de cabezas, o con cabezas deshabilitadas. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanmetros), debido a una finsima pelcula de aire que se forma entre stas y los platos cuando stos giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los

Componentes de un disco duro. De izquierda a derecha, fila superior: tapa, carcasa, plato, eje; fila inferior: espuma aislante, circuito impreso de control, cabezal de lectura / escritura, actuador e imn, tornillos.

Interior de un disco duro; se aprecia la superfcie de un plato y el cabezal de lectura/escritura retrado, a la izquierda.

Disco duro cabezales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de giro que garantice la formacin de esta pelcula). Si alguna de las cabezas llega a tocar una superficie de un plato, causara muchos daos en l, rayndolo gravemente, debido a lo rpido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a 129 km/h en el borde de un disco de 3,5 pulgadas).

18

DireccionamientoHay varios conceptos para referirse a zonas del disco: Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro. Cara: cada uno de los dos lados de un plato. Cabeza: nmero de cabezales. Pistas: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 est en el borde exterior. Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que estn alineadas verticalmente (una de cada cara). Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamao del sector no es fijo, siendo el estndar actual 512 bytes, aunque prximamente sern 4 KiB. Antiguamente el nmero de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden almacenarse ms sectores que en las interiores. As, apareci la tecnologa ZBR (grabacin de bits por zonas) que aumenta el nmero de sectores en las pistas exteriores, y utiliza ms eficientemente el disco duro. El primer sistema de direccionamiento que se us fue el CHS (cilindro-cabeza-sector), ya que con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Ms adelante se cre otro sistema ms sencillo: LBA (direccionamiento lgico de bloques), que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un nico nmero. ste es el que actualmente se usa.

Cilindro, Cabeza y Sector

Tipos de conexinSi hablamos de disco duro podemos citar los distintos tipos de conexin que poseen los mismos con la placa base, es decir pueden ser SATA, IDE, SCSI o SAS:

Pista (A), Sector (B), Sector de una pista (C), Clster (D)

IDE: Integrated Device Electronics ("Dispositivo con electrnica integrada") o ATA (Advanced Technology Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta aproximadamente el 2004, el estndar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados. SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotacin. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estndar (Standard SCSI), SCSI Rpido (Fast SCSI) y SCSI

Disco duro Ancho-Rpido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisin secuencial de informacin puede alcanzar tericamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estndares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rpidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rpidos (SCSI-2). Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 perifricos SCSI) con conexin tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrnicamente con relacin al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia. SATA (Serial ATA): El ms novedoso de los estndares de conexin, utiliza un bus serie para la transmisin de datos. Notablemente ms rpido y eficiente que IDE. Existen tres versiones, SATA 1 con velocidad de transferencia de hasta 150 MB/s (hoy da descatalogado), SATA 2 de hasta 300 MB/s, el ms extendido en la actualidad; y por ltimo SATA 3 de hasta 600 MB/s el cual se est empezando a hacer hueco en el mercado. Fsicamente es mucho ms pequeo y cmodo que los IDE, adems de permitir conexin en caliente. SAS (Serial Attached SCSI): Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexin y desconexin en caliente. Una de las principales caractersticas es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el nmero de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, adems de terminar con la limitacin de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnologa SAS ir reemplazando a su predecesora SCSI. Adems, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.

19

Factor de FormaEl ms temprano "factor de forma" de los discos duros, hered sus dimensiones de las disqueteras. Pueden ser montados en los mismos chasis y as los discos duros con factor de forma, pasaron a llamarse coloquialmente tipos FDD "floppy-disk drives" (en ingls). La compatibilidad del "factor de forma" continua siendo de 3 pulgadas (8,89 cm) incluso despus de haber sacado otros tipos de disquetes con unas dimensiones ms pequeas. 8pulgadas: 241,3117,5362 mm (9,54,62414,25 pulgadas). En 1979, Shugart Associates sac el primer factor de forma compatible con los disco duros, SA1000, teniendo las mismas dimensiones y siendo compatible con la interfaz de 8 pulgadas de las disqueteras. Haba dos versiones disponibles, la de la misma altura y la de la mitad (58,7mm). 5,25pulgadas: 146,141,4203 mm (5,751,638 pulgadas). Este factor de forma es el primero usado por los discos duros de Seagate en 1980 con el mismo tamao y altura mxima de los FDD de 5 pulgadas, por ejemplo: 82,5 mm mximo. ste es dos veces tan alto como el factor de 8 pulgadas, que comnmente se usa hoy; por ejemplo: 41,4 mm (1,64 pulgadas). La mayora de los modelos de unidades pticas (DVD/CD) de 120 mm usan el tamao del factor de forma de media altura de 5, pero tambin para discos duros. El modelo Quantum Bigfoot es el ltimo que se us a finales de los 90'. 3,5pulgadas: 101,625,4146 mm (415.75 pulgadas). Este factor de forma es el primero usado por los discos duros de Rodine que tienen el mismo tamao que las disqueteras de 3, 41,4 mm de altura. Hoy ha sido en gran parte remplazado por la lnea "slim" de 25,4mm (1 pulgada), o "low-profile" que es usado en la mayora de los discos duros. 2,5pulgadas: 69,859,5-15100 mm (2,750,374-0,593,945 pulgadas). Este factor de forma se introdujo por PrairieTek en 1988 y no se corresponde con el tamao de las lectoras de disquete. Este es frecuentemente usado por los discos duros de los equipos mviles (porttiles, reproductores de msica, etc...) y en 2008 fue reemplazado por unidades de 3,5 pulgadas de la clase multiplataforma. Hoy en da la

Disco duro dominante de este factor de forma son las unidades para porttiles de 9,5 mm, pero las unidades de mayor capacidad tienen una altura de 12,5 mm. 1,8pulgadas: 54871 mm. Este factor de forma se introdujo por Integral Peripherals en 1993 y se involucr con ATA-7 LIF con las dimensiones indicadas y su uso se incrementa en reproductores de audio digital y su subnotebook. La variante original posee de 2GB a 5GB y cabe en una ranura de expansin de tarjeta de ordenador personal. Son usados normalmente en iPods y discos duros basados en MP3. 1pulgadas: 42,8536,4 mm. Este factor de forma se introdujo en 1999 por IBM y Microdrive, apto para los slots tipo 2 de compact flash, Samsung llama al mismo factor como 1,3 pulgadas. 0,85pulgadas: 24532 mm. Toshiba anunci este factor de forma el 8 de enero de 2004 para usarse en mviles y aplicaciones similares, incluyendo SD/MMC slot compatible con disco duro optimizado para vdeo y almacenamiento para micromviles de 4G. Toshiba actualmente vende versiones de 4GB (MK4001MTD) y 8GB (MK8003MTD) 5 [3] y tienen el Record Guinness del disco duro ms pequeo. Los principales fabricantes suspendieron la investigacin de nuevos productos para 1 pulgada (1,3 pulgadas) y 0,85 pulgadas en 2007, debido a la cada de precios de las memorias flash, aunque Samsung introdujo en el 2008 con el SpidPoint A1 otra unidad de 1,3 pulgadas. El nombre de "pulgada" para los factores de forma normalmente no identifica ningn producto actual (son especificadas en milmetros para los factores de forma ms recientes), pero estos indican el tamao relativo del disco, para inters de la continuidad histrica.

20

Estructura lgicaDentro del disco se encuentran: El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de particiones. Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.

IntegridadDebido a la distancia extremadamente pequea entre los cabezales y la superficie del disco, cualquier contaminacin de los cabezales de lectura/escritura o las fuentes puede dar lugar a un accidente en los cabezales, un fallo del disco en el que el cabezal raya la superficie de la fuente, a menudo moliendo la fina pelcula magntica y causando la prdida de datos. Estos accidentes pueden ser causados por un fallo electrnico, un repentino corte en el suministro elctrico, golpes fsicos, el desgaste, la corrosin o debido a que los cabezales o las fuentes sean de pobre fabricacin.

Disco duro

21

El eje del sistema del disco duro depende de la presin del aire dentro del recinto para sostener los cabezales y su correcta altura mientras el disco gira. Un disco duro requiere un cierto rango de presiones de aire para funcionar correctamente. La conexin al entorno exterior y la presin se produce a travs de un pequeo agujero en el recinto (cerca de 0,5mm de dimetro) normalmente con un filtro en su interior (filtro de respiracin, ver abajo). Si la presin del aire es demasiado baja, entonces no hay suficiente impulso para el cabezal, que se acerca demasiado al disco, y se da el riesgo de fallos y prdidas de datos. Son necesarios discos fabricados especialmente para operaciones de gran altitud, sobre 3.000m. Hay que tener en cuenta que los aviones modernos tienen Cabezal del disco duro una cabina presurizada cuya presin interior equivale normalmente a una altitud de 2.600m como mximo. Por lo tanto los discos duros ordinarios se pueden usar de manera segura en los vuelos. Los discos modernos incluyen sensores de temperatura y se ajustan a las condiciones del entorno. Los agujeros de ventilacin se pueden ver en todos los discos (normalmente tienen una pegatina a su lado que advierte al usuario de no cubrir el agujero. El aire dentro del disco operativo est en constante movimiento siendo barrido por la friccin del plato. Este aire pasa a travs de un filtro de recirculacin interna para quitar cualquier contaminante que se hubiera quedado de su fabricacin, alguna partcula o componente qumico que de alguna forma hubiera entrado en el recinto, y cualquier partcula generada en una operacin normal. Una humedad muy alta durante un periodo largo puede corroer los cabezales y los platos. Para los cabezales resistentes al magnetismo grandes (GMR) en particular, un incidente minoritario debido a la contaminacin (que no se disipa la superficie magntica del disco) llega a dar lugar a un sobrecalentamiento temporal en el cabezal, debido a la friccin con la superficie del disco, y puede hacer que los datos no se puedan leer durante un periodo corto de tiempo hasta que la temperatura del cabezal se estabilice (tambin conocido como aspereza trmica, un problema que en parte puede ser tratado con el filtro electrnico apropiado de la seal de lectura). Los componentes electrnicos del disco duro controlan el movimiento del accionador y la rotacin del disco, y realiza lecturas y escrituras necesitadas por el controlador de disco. El firmware de los discos modernos es capaz de programar lecturas y escrituras de forma eficiente en la superficie de los discos y de reasignar sectores que hayan fallado.Cabezal de disco duro IBM sobre el plato del disco

Disco duro

22

Funcionamiento mecnicoUn disco duro suele tener: Platos en donde se graban los datos. Cabezal de lectura/escritura. Motor que hace girar los platos. Electroimn que mueve el cabezal. Circuito electrnico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria cach. Bolsita desecante (gel de slice) para evitar la humedad. Caja, que ha de proteger de la suciedad, motivo por el cual suele traer algn filtro de aire.

HistoriaAl principio los discos duros eran extrables, sin embargo, hoy en da tpicamente vienen todos sellados (a excepcin de un hueco de ventilacin para filtrar e igualar la presin del aire). El primer disco duro, aparecido en 1956, fue el IBM 350 modelo 1, presentado con la computadora Ramac I: pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Ms grande que una nevera actual, este disco duro trabajaba todava con vlvulas de vaco y requera una consola separada para su manejo. Su gran mrito consista en el que el tiempo requerido para el acceso era relativamente Antiguo disco duro de IBM (modelo 62PC, Piccolo), de 64,5 MB, fabricado en constante entre algunas posiciones de 1979 memoria, a diferencia de las cintas magnticas, donde para encontrar una informacin dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado, teniendo muy diferentes tiempos de acceso para cada posicin. La tecnologa inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consista en recubrir con material magntico un disco de metal que era formateado en pistas concntricas, que luego eran divididas en sectores. El cabezal magntico codificaba informacin al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un cdigo binario de ceros y unos. Los bits o dgitos binarios as grabados pueden permanecer intactos aos. Originalmente, cada bit tena una disposicin horizontal en la superficie magntica del disco, pero luego se descubri cmo registrar la informacin de una manera ms compacta. El mrito del francs Albert Fert y al alemn Peter Grnberg (ambos premio Nobel de Fsica por sus contribuciones en el campo del almacenamiento magntico) fue el descubrimiento del fenmeno conocido como magnetorresistencia gigante, que permiti construir cabezales de lectura y grabacin ms sensibles, y compactar ms los bits en la superficie del disco duro. De estos descubrimientos, realizados en forma independiente por estos investigadores, se desprendi un crecimiento espectacular en la capacidad de almacenamiento en los discos duros, que se elev un 60% anual en la dcada de 1990. En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 Megabytes, mientras que 10 aos despus haban superado 40 Gigabytes (40000 Megabytes). En la actualidad, ya contamos en el uso cotidiano con discos duros de ms de 3

Disco duro terabytes (TB), (3000000 Megabytes) En 2005 los primeros telfonos mviles que incluan discos duros fueron presentados por Samsung y Nokia, aunque no tuvieron mucho xito ya que las memorias flash los acabaron desplazando, sobre todo por asuntos de fragilidad.

23

Caractersticas de un disco duroLas caractersticas que se deben tener en cuenta en un disco duro son: Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de bsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media (situarse en el sector). Tiempo medio de bsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista ms perifrica hasta la ms central del disco. Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva informacin: Depende de la cantidad de informacin que se quiere leer o escribir, el tamao de bloque, el nmero de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista. Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotacin completa del disco. Velocidad de rotacin: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotacin, menor latencia media. Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la informacin a la computadora una vez la aguja est situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico. Otras caractersticas son: Cach de pista: Es una memoria tipo Flash dentro del disco duro. Interfaz: Medio de comunicacin entre el disco duro y la computadora. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB, Firewire, Serial Attached SCSI Landz: Zona sobre las que aparcan las cabezas una vez se apaga la computadora.

Presente y futuroActualmente la nueva generacin de discos duros utiliza la tecnologa de grabacin perpendicular (PMR), la cual permite mayor densidad de almacenamiento. Tambin existen discos llamados "Ecolgicos" (GP - Green Power), los cuales hacen un uso ms eficiente de la energa.

Unidades de estado slidoLas unidades de estado slido son dispositivos electrnicos, construidos nicamente con chips de memoria flash, por ello, no son discos, pero juegan el mismo papel a efectos prcticos con todas las mejoras que ello conlleva. Se viene empezando a observar que es posible que las unidades de estado slido terminen sustituyendo al disco duro por completo a largo plazo. Son muy rpidos ya que no tienen partes mviles y consumen menos energa. Todos esto les hace muy fiables y fsicamente casi indestructibles. Sin embargo su costo por GB es an muy elevado ya que el coste de un disco duro comn de 1 TB es equivalente a un SSD de 40 GB, 70 aproximadamente. Los discos que no son discos: Las Unidades de estado slido han sido categorizadas repetidas veces como "discos", cuando es totalmente incorrecto denominarlas as, puesto que a diferencia de sus predecesores, sus datos no se almacenan sobre superficies cilndricas ni platos. Esta confusin conlleva habitualmente a creer que "SSD" significa Solid State Disk, en vez de Solid State Drive

Disco duro

24

Unidades hbridasLas unidades hbridas son aquellas que combinan las ventajas de las unidades mecnicas convencionales con las de las unidades de estado slido. Consisten en acoplar un conjunto de unidades de memoria flash dentro de la unidad mecnica, utilizando el rea de estado slido para el almacenamiento dinmico de datos de uso frecuente (determinado por el software de la unidad) y el rea mecnica para el almacenamiento masivo de datos. Con esto se logra un rendimiento cercano al de discos de estado slido a un costo sustancialmente menor. En el mercado actual (2011), Seagate ofrece su modelo "Momentus" con esta tecnologa.[4]

FabricantesLos recursos tecnolgicos y el saber hacer requeridos para el desarrollo y la produccin de discos modernos implica que desde 2007, ms del 98% de los discos duros del mundo son fabricados por un conjunto de grandes empresas: Seagate (que ahora es propietaria de Maxtor), Western Digital (propietaria de Hitachi, a la que a su vez fue propietaria de la antigua divisin de fabricacin de discos de IBM) y Fujitsu, que sigue haciendo discos porttiles y discos de servidores, pero dej de hacer discos para ordenadores de escritorio en 2001, y el resto lo vendi a Western Digital. Toshiba es uno de los principales fabricantes de discos duros para porttiles de 2,5 pulgadas y 1,8 pulgadas. TrekStor es un fabricante alemn que en 2009 tuvo problemas de insolvencia, pero que actualmente sigue en activo. ExcelStor es un pequeo fabricante chino de discos duros. Decenas de ex-fabricantes de discos duros han terminado con sus empresas fusionadas o han cerrado sus divisiones de discos duros, a medida que la capacidad de los dispositivos y la demanda de los productos aument, los beneficios eran menores y el mercado sufri un significativa consolidacin a finales de los 80 y finales de los 90. La primera vctima en el mercado de los PC fue Computer Memories Inc.; despus de un incidente con 20 MB defectuosos en discos en 1985, la reputacin de CMI nunca se recuper, y salieron del mercado de los discos duros en 1987. Otro notable fracaso fue el de MiniScribe, quien quebr en 1990: despus se descubri que tena en marcha un fraude e inflaba el nmero de ventas durante varios aos. Otras muchas pequeas compaas (como Kalok, Microscience, LaPine, Areal, Priam y PrairieTek) tampoco sobrevivieron a la expulsin, y haban desaparecido para 1993; Micropolis fue capaz de aguantar hasta 1997, y JTS, un recin llegado a escena, dur slo unos aos y desapareci Un Seagate 3,5pulgadas 1TB SATA HDD. hacia 1999, aunque despus intent fabricar discos duros en India. Su vuelta a la fama se debi a la creacin de un nuevo formato de tamao de 3 para porttiles. Quantum e Integral tambin investigaron el formato de 3, pero finalmente se dieron por vencidos. Rodime fue tambin un importante fabricante durante la dcada de los 80, pero dej de hacer discos en la dcada de los 90 en medio de la reestructuracin y ahora se concentra en la tecnologa de la concesin de licencias; tienen varias patentes relacionadas con el formato de 3,5. 1988: Tandon vendi su divisin de fabricacin de discos duros a Western Digital, que era un renombrado diseador de controladores.

Un Western Digital 3,5pulgadas 250GB SATA HDD.

Disco duro 1989: Seagate compr el negocio de discos de alta calidad de Control Data, como parte del abandono de Control Data en la creacin de hardware. 1990: Maxtor compr MiniScribe que estaba en bancarrota, hacindolo el ncleo de su divisin de discos de gama baja. 1994: Quantum compr la divisin de almacenamiento de Digital Equipment otorgando al usuario una gama de discos de alta calidad llamada ProDrive, igual que la gama tape drive de Digital Linear Tape 1995: Conner Peripherals, que fue fundada por uno de los cofundadores de Seagate junto con personal de MiniScribe, anunciaron un fusin con Seagate, la cual se complet a principios de 1996. 1996: JTS se fusion con Atari, permitiendo a JTS llevar a produccin su gama de discos. Atari fue vendida a Hasbro en 1998, mientras que JTS sufri una bancarrota en 1999. 2000: Quantum vendi su divisin de discos a Maxtor para concentrarse en las unidades de cintas y los equipos de respaldo. 2003: Siguiendo la controversia en los fallos masivos en su modelo Deskstar 75GXP, pioneer IBM vendi la mayor parte de su divisin de discos a Hitachi, renombrndose como Hitachi Global Storage Technologies, Hitachi GST. 2003: Western Digital compr Read-Rite Corp., quien produca los cabezales utilizados en los discos duros, por 95,4 millones de dlares en metlico. 2005: Seagate y Maxtor anuncian un acuerdo bajo el que Seagate adquirira todo el stock de Maxtor. Esta adquisicin fue aprobada por los cuerpos regulatorios, y cerrada el 19 de mayo de 2006. 2007: Western Digital adquiere Komag U.S.A., un fabricante del material que recubre los platos de los discos duros. 2009: Toshiba adquiere la divisin de HDD de Fujitsu y TrekStor se declara en bancarrota, aunque ese mismo ao consiguen un nuevo inversor para mantener la empresa a flote. 2011: Western Digital adquiere Hitachi GST y Seagate compra la divisin de HDD de Samsung.

25

Recuperacin de datos de discos duros estropeadosEn casos en los que no es posible acceder a la informacin almacenada en el disco duro, y no disponemos de copia de seguridad o no podemos acceder a ella, existen empresas especializadas en la recuperacin de la informacin de discos duros daados. Estas empresas reparan el medio con el fin de extraer de l la informacin y despus volcarla a otro medio en correcto estado de funcionamiento.

Vase tambin Unidad de estado slido Jumper (informtica) Particin de disco Perifrico Disco dinmico

Disco duro

26

Fabricantes de discos duros Western Digital. Al que pertenece Hitachi. Seagate. Al que pertenecen Quantum Corp., Maxtor y recientemente Samsung. Toshiba. Al que pertenece Fujitsu. ExcelStor. TrekStor.

Referencias[1] C. Dennis Mee, Eric D. Daniel (1996). McGraw-Hill. ed. Magnetic Storage Handbook 2nd Ed. (http:/ / books. google. es/ books?id=O6ccTe28iAcC& printsec=frontcover& dq=Magnetic+ Storage+ Handbook+ 2nd+ Ed. & source=bl& ots=mgwlS5U_pq& sig=BK5mk1iK3my1VN6LG3fsN87iRB4& hl=ca& ei=MoScTLOlGci54AbplY27DQ& sa=X& oi=book_result& ct=result& resnum=1& ved=0CBgQ6AEwAA#v=onepage& q=Magnetic Storage Handbook 2nd Ed. & f=false). ISBN 0070412758. . [2] Toshiba America Electronic Components, Inc. Solid State Drives Memory Products (http:/ / www. toshiba. com/ taec/ Catalog/ Family. do?familyid=7& subfamilyid=900314). Consultado el 17-07-2009. [3] http:/ / www3. toshiba. co. jp/ storage/ english/ spec/ hdd/ mk4001. htm [4] http:/ / www. seagate. com/ www/ es-es/ products/ laptops/ laptop-hard-drives/

Enlaces externosWikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Disco duro. Commons El disco duro en el futuro ser SSD, sin partes mecnicas (http://www.tecnologiaslibres.net/2007/12/06/ ssd-los-discos-duros-del-futuro/) Video de su funcionamiento (http://video.google.com/videoplay?docid=-744683267829297106&q=hard+ drive+in+action&pl=true) (en ingls) Todo sobre el disco duro (http://www.monografias.com/trabajos14/discosduros/discosduros.shtml) (en espaol) Disco duro y particiones (http://www.saulo.net/pub/ddypart) (en espaol) Historia del disco duro (http://www.virtuaside.com/docs/historia-hds.php) (en espaol) Video explicativo sobre el funcionamiento de los discos duros (http://www.microsiervos.com/archivo/ tecnologia/discos-duros-por-dentro.html)

Microprocesador

27

MicroprocesadorEl microprocesador, o simplemente procesador, es el circuito integrado central y ms complejo de una computadora u ordenador; a modo de ilustracin, se le suele asociar por analoga como el "cerebro" de una computadora. El procesador es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrnicos integrados. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.Procesador AMD Athlon 64 X2 conectado en el zcalo de una placa base. Desde el punto de vista funcional es, bsicamente, el encargado de realizar toda operacin aritmtico-lgica, de control y de comunicacin con el resto de los componentes integrados que conforman un PC, siguiendo el modelo base de Von Neumann. Tambin es el principal encargado de ejecutar los programas, sean de usuario o de sistema; slo ejecuta instrucciones programadas a muy bajo nivel, realizando operaciones elementales, bsicamente, las aritmticas y lgicas, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lgicas binarias y accesos a memoria.

Esta unidad central de procesamiento est constituida, esencialmente, por registros, una unidad de control y una unidad aritmtico lgica (ALU), aunque actualmente todo microprocesador tambin incluye una unidad de clculo en coma flotante, (tambin conocida como "co-procesador matemtico"), que permite operaciones por hardware con nmeros decimales, elevando por ende notablemente la eficiencia que proporciona slo la ALU con el clculo indirecto a travs de los clsicos nmeros enteros. El microprocesador est conectado, generalmente, mediante un zcalo especfico a la placa base. Normalmente para su correcto y estable funcionamiento, se le adosa un sistema de refrigeracin, que consta de un disipador de calor fabricado en algn material de alta conductividad trmica, como cobre o aluminio, y de uno o ms ventiladores que fuerzan la expulsin del calor absorbido por el disipador; entre ste ltimo y la cpsula del microprocesador suele colocarse pasta trmica para mejorar la conductividad trmica. Existen otros mtodos ms eficaces, como la refrigeracin lquida o el uso de clulas peltier para refrigeracin extrema, aunque estas tcnicas se utilizan casi exclusivamente para aplicaciones especiales, tales como en las prcticas de overclocking. La "velocidad" del microprocesador suele medirse por la cantidad de operaciones por ciclo de reloj que puede realizar y en los ciclos por segundo que este ltimo desarrolla, o tambin en MIPS. Est basada en la denominada frecuencia de reloj (oscilador). La frecuencia de reloj se mide hercios, pero dada su elevada cifra se utilizan mltiplos, como el megahercio o el gigahercio. Cabe destacar que la frecuencia de reloj no es el nico factor determinante en el rendimiento, pues slo se podra hacer comparativa entre dos microprocesadores de una misma microarquitectura. Es importante notar que la frecuencia de reloj efectiva no es el producto de la frecuencia de cada ncleo fsico del procesador por su nmero de ncleos, es decir, uno de 3 GHz con 6 ncleos fsicos nunca tendr 18 GHz, sino 3 GHz, independientemente de su nmero de ncleos.

Microprocesador Hay otros factores muy influyentes en el rendimiento, como puede ser su memoria cach, su cantidad de ncleos, sean fsicos o lgicos, el conjunto de instrucciones que soporta, su arquitectura, etc; por lo que sera difcilmente comparable el rendimiento de dos procesadores distintos basndose slo en su frecuencia de reloj. Un computador de alto rendimiento puede estar equipado con varios microprocesadores trabajando en paralelo, y un microprocesador puede, a su vez, estar constituido por varios ncleos fsicos o lgicos. Un ncleo fsico se refiere a una porcin interna del microprocesador cuasi-independiente que realiza todas las actividades de una CPU solitaria, un ncleo lgico es la simulacin de un ncleo fsico a fin de repartir de manera ms eficiente el procesamiento. Estos ltimos aos ha existido una tendencia de integrar el mayor nmero de elementos de la PC dentro del propio procesador, aumentando as su eficiencia energtica y su rendimiento. Una de las primeras integraciones, fue introducir la unidad de coma flotante dentro del encapsulado, que anteriormente era un componente aparte y opcional situado tambin en la placa base, luego se introdujo tambin el controlador de memoria, y ms tarde un procesador grfico dentro de la misma cmara, aunque no dentro del mismo encapsulado. Posteriormente se llegaron a integrar completamente en el mismo encapsulado (die). Respecto a esto ltimo, compaas tales como Intel ya planean integrar el puente sur dentro del microprocesador, eliminando completamente ambos circuitos auxiliares de la placa. Tambin la tendencia general, ms all del mercado del PC, es integrar varios componentes en un mismo chip para dispositivos tales como Tablet PC, telfonos mviles, videoconsolas porttiles, etc. A estos circuitos integrados "todo en uno" se los conoce como system on a chip; por ejemplo nVidia Tegra o Samsung Hummingbird, ambos integran microprocesador, unidad de procesamiento grfico y controlador de memoria dentro de un mismo circuito integrado.

28

Historia de los microprocesadoresLa evolucin del microprocesadorEl microprocesador es producto de la evolucin de distintas tecnologas predecesoras, surgido de la computacin y la tecnologa semiconductora; en los inicios no existan los procesadores tal como los conocemos hoy. El inicio de su desarrollo data de mitad de la dcada de 1950; estas tecnologas se fusionaron a principios de los aos 70, produciendo el primer microprocesador. Tales tecnologas iniciaron su desarrollo a partir de la segunda guerra mundial; en este tiempo los cientficos desarrollaron computadoras especficas para aplicaciones militares. En la posguerra, a mediados de la dcada de 1940, la computacin digital emprendi un fuerte desarrollo tambin para propsitos cientficos y civiles. La tecnologa de circuitos electrnicos avanz y los cientficos hicieron grandes progresos en el diseo de componentes de estado slido. En 1948 en los laboratorios Bell crearon el transistor. En los aos 1950, aparecieron las primeras computadoras digitales de propsito general. Se fabricaron utilizando tubos al vaco o bulbos como componentes electrnicos activos. Tarjetas o mdulos de tubos al vaco componan circuitos lgicos bsicos, tales como compuertas y flip-flops. Ensamblando compuertas y flip-flops en mdulos se construy la computadora electrnica (la lgica de control, circuitos de memoria, etc.). Los tubos de vaco tambin formaron parte de la construccin de mquinas para la comunicacin con las computadoras. Para la construccin de un circuito sumador simple se requiere de algunas compuertas lgicas. La construccin de una computadora digital precisa numerosos circuitos o dispositivos electrnicos. Un paso trascendental en el diseo de la computadora fue hacer que el dato fuera almacenado en memoria, como una forma de palabra digital. La idea de almacenar programas en memoria para luego ejecutarlo fue de fundamental importancia (Arquitectura de von Neumann). La tecnologa de los circuitos de estado slido evolucion en la dcada de 1950. El empleo del silicio, de bajo costo y con mtodos de produccin masiva, hicieron del transistor el componente ms usado para el diseo de circuitos

Microprocesador electrnicos. Por lo tanto el diseo de la computadora digital tuvo un gran avance el reemplazo del tubo al vaco por el transistor, a finales de la dcada de 1950. A principios de la dcada de 1960, el estado de arte en la construccin de computadoras de estado slido sufri un notable avance; surgieron las tecnologas en circuitos digitales como: RTL (Lgica Transistor Resistor), DTL (Lgica Transistor Diodo), TTL (Lgica Transistor Transistor), ECL (Lgica Complementada Emisor). A mediados de los aos 1960 se producen las familias de circuitos de lgica digital, dispositivos en escala SSI y MSI que corresponden a baja y mediana escala de integracin de componentes. A finales de los aos 1960 y principios de los 70 surgieron los sistemas a alta escala de integracin o LSI. La tecnologa LSI fue haciendo posible incrementar la cantidad de componentes en los circuitos integrados. Sin embargo, pocos circuitos LSI fueron producidos, los dispositivos de memoria eran un buen ejemplo. Las primeras calculadoras electrnicas requeran entre 75 y 100 circuitos integrados. Despus se dio un paso importante en la reduccin de la arquitectura de la computadora a un circuito integrado simple, resultando uno que fue llamado microprocesador, unin de las palabras "Micro" del griego -, "pequeo", y procesador. Sin embargo, es totalmente vlido usar el trmino genrico procesador, dado que con el paso de los aos, la escala de integracin se ha visto reducida de micromtrica a nanomtrica; y adems, es, sin duda, un procesador. El primer microprocesador fue el Intel 4004,[1] producido en 1971. Se desarroll originalmente para una calculadora, y result revolucionario para su poca. Contena 2.300 transistores, era un microprocesador de arquitectura de 4 bits que poda realizar hasta 60.000 operaciones por segundo, trabajando a una frecuencia de reloj de alrededor de 700KHz. El primer microprocesador de 8 bits fue el Intel 8008, desarrollado a mediados de 1972 para su uso en terminales informticos. El Intel 8008 integraba 3300 transistores y poda procesar a frecuencias mximas de 800Khz. El primer microprocesador realmente diseado para uso general, desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits, que contena 4500 transistores y poda ejecutar 200.000 instrucciones por segundo trabajando a alrededor de 2MHz. Los primeros microprocesadores de 16 bits fueron el 8086 y el 8088, ambos de Intel. Fueron el inicio y los primeros miembros de la popular arquitectura x86, actualmente usada en la mayora de los computadores. El chip 8086 fue introducido al mercado en el verano de 1978, en tanto que el 8088 fue lanzado en 1979. Llegaron a operar a frecuencias mayores de 4Mhz. El microprocesador elegido para equipar al IBM Personal Computer/AT, que caus que fuera el ms empleado en los PC-AT compatibles entre mediados y finales de los aos 80 fue el Intel 80286 (tambin conocido simplemente como 286); es un microprocesador de 16 bits, de la familia x86, que fue lanzado al mercado en 1982. Contaba con 134.000 transistores. Las versiones finales alcanzaron velocidades de hasta 25 MHz. Uno de los primeros procesadores de arquitectura de 32 bits fue el 80386 de Intel, fabricado a mediados y fines de la dcada de 1980; en sus diferentes versiones lleg a trabajar a frecuencias del orden de los 40Mhz. El microprocesador DEC Alpha se lanz al mercado en 1992, corriendo a 200 MHz en su primera versin, en tanto que el Intel Pentium surgi en 1993 con una frecuencia de trabajo de 66Mhz. El procesador Alpha, de tecnologa RISC y arquitectura de 64 bits, marc un hito, declarndose como el ms rpido del mundo, en su poca. Lleg a 1Ghz de frecuencia hacia el ao 2001. Irnicamente, a mediados del 2003, cuando se pensaba quitarlo de circulacin, el Alpha aun encabezaba la lista de los computadores ms rpidos de Estados Unidos.[2] Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores, trabajan en arquitecturas de 64 bits, integran ms de 700 millones de transistores, como es en el caso de las serie Core i7, y pueden operar a frecuencias normales algo superiores a los 3GHz (3000MHz).

29

Microprocesador

30

Breve historiaSeguidamente se expone una lista ordenada cronolgicamente de los microprocesadores ms populares que fueron surgiendo. 1971: El Intel 4004 El 4004 fue el primer microprocesador del mundo, creado en un simple chip, y desarrollado por Intel. Era un CPU de 4 bits y tambin fue el primero disponible comercialmente. Este desarrollo impuls la calculadora de Busicom[3] y dio camino a la manera para dotar de "inteligencia" a objetos inanimados, as como la computadora personal. 1972: El Intel 8008 Codificado inicialmente como 1201, fue pedido a Intel por Computer Terminal Corporation para usarlo en su terminal programable Datapoint 2200, pero debido a que Intel termin el proyecto tarde y a que no cumpla con la expectativas de Computer Terminal Corporation, finalmente no fue usado en el Datapoint. Posteriormente Computer Terminal Corporation e Intel acordaron que el i8008 pudiera ser vendido a otros clientes. 1974: El SC/MP El SC/MP desarrollado por National Semiconductor, fue uno de los primeros microprocesadores, y estuvo disponible desde principio de 1974. El nombre SC/MP (popularmente conocido como "Scamp") es el acrnimo de Simple Cost-effective Micro Processor (Microprocesador simple y rentable). Presenta un bus de direcciones de 16 bits y un bus de datos de 8 bits. Una caracterstica avanzada para su tiempo, es la capacidad de liberar los buses, a fin de que puedan ser compartidos por varios procesadores. Este procesador fue muy utilizado, por su bajo costo, y provisto en kits, para el propsitos educativos, de investigacin y para el desarrollo de controladores industriales de diversos propsitos. 1974: El Intel 8080El pionero de los actuales microprocesadores: el 4004 de Intel.

Motorola 6800.

Zilog Z80 A.

Intel 80286, ms conocido como 286.

Microprocesador

31

EL 8080 se convirti en la CPU de la primera computadora personal, la Altair 8800 de MITS, segn se alega, nombrada en base a un destino de la Nave Espacial "Starship" del programa de televisin Viaje a las Estrellas, y el IMSAI 8080, formando la base para las mquinas que ejecutaban el sistema operativo [[CP/M]|CP/M-80]. Los fanticos de las computadoras podan comprar un equipo Altair por un precio (en aquel momento) de u$s395. En un periodo de pocos meses, se vendieron decenas de miles de estas PC. 1975: Motorola 6800 Se fabrica, por parte de Motorola, el Motorola MC6800, ms conocido como 6800. Fue lanzado al mercado poco despus del Intel 8080. Su nombre proviene de que contena aproximadamente 6800 transistores. Varios de los primeras microcomputadoras de los aos 1970 usaron el 6800 como procesador. Entre ellas se encuentran la SWTPC 6800, que fue la primera en usarlo, y la muy conocida Altair 680. Este microprocesador se utiliz profusamente como parte de un kit para el desarrollo de sistemas controladores en la industria. Partiendo del 6800 se crearon varios procesadores derivados, siendo uno de los ms potentes el Motorola 6809 1976: El Z80 La compaa Zilog Inc. crea el Zilog Z80. Es un microprocesador de 8 bits construido en tecnologa NMOS, y fue basado en el Intel 8080. Bsicamente es una ampliacin de ste, con lo que admite todas sus instrucciones. Un ao despus sale al mercado el primer computador que hace uso del Z80, el Tandy TRS-80 Model 1 provisto de un Z80 a 1,77 MHz y 4 KB de RAM. Es uno de los procesadores de ms xito del mercado, del cual se han producido numerosas versiones clnicas, y sigue siendo usado de forma extensiva en la actualidad en multitud de sistemas embebidos. La compaa Zilog fue fundada 1974 por Federico Faggin, quien fue diseador jefe del microprocesador Intel 4004 y posteriormente del Intel 8080. 1978: Los Intel 8086 y 8088 Una venta realizada por Intel a la nueva divisin de computadoras Parte posterior de un Pentium Pro. Este chip en personales de IBM, hizo que las PC de IBM dieran un gran golpe particular es de 200 MHz, con 256 KiB de cache L2. comercial con el nuevo producto con el 8088, el llamado IBM PC. El xito del 8088 propuls a Intel a la lista de las 500 mejores compaas, en la prestigiosa revista Fortune, y la misma nombr la empresa como uno de Los triunfos comerciales de los sesenta. 1982: El Intel 80286Intel 80486, conocido tambin como 486SX de 33Mhz.

IBM PowerPC 601.

Microprocesador

32

El 80286, popularmente conocido como 286, fue el primer procesador de Intel que podra ejecutar todo el software escrito para su predecesor. Esta compatibilidad del software sigue siendo un sello de l