Periféricos: Conectividad y Administración

• Estos apuntes se centran en los periféricos, su conectividad, administración y clasificación, así como en los equipos especializados tales como impresoras, escáneres y cortadoras láser.

Hardware y Periféricos

• Los periféricos proporcionan entrada y salida de información al ordenador.
• Los periféricos son los dispositivos de hardware que no pertenecen al núcleo del ordenador (CPU).

Funciones principales de los periféricos

• Permiten al procesador realizar operaciones de entrada/salida (E/S).
• Incluyen los dispositivos de almacenamiento permanente.
• Los periféricos se conectan a la CPU a través de buses, directamente o mediante interfaces (puertos).

Puertos de Conexión

• Los puertos físicos son entradas físicas en el ordenador para conectar periféricos.
• El objetivo de las interfaces es adaptar las características eléctricas y velocidades al bus del sistema.
• Los puertos virtuales, como los utilizados en protocolos de Internet (UDP, TCP), facilitan el intercambio de información.

Clasificación de periféricos según su función

• Entrada: Introducir datos Transforman información externa en señales eléctricas (teclado, ratón, lector de iris etc).
• Salida: Muestran datos; Reciben señales eléctricas y las convierten en información comprensible (monitor, impresora, altavoces etc).
• Entrada/Salida: Permiten ambas funciones (pantalla táctil).
• Almacenamiento: Almacenan información de forma no volátil (pendrive, disco duro externo etc).

Partes de un periférico

• Elementos mecánicos: Dispositivos electromecánicos controlados por elementos electrónicos.
• Elementos electrónicos: Controlador que interpreta órdenes del procesador y genera señales de control para la activación de los elementos electromecánicos.

Administración del Sistema de Entrada/Salida

• El sistema operativo gestiona los dispositivos de E/S, actuando como interfaz entre estos y el resto del sistema.
• El objetivo es facilitar el manejo, optimizar las operaciones, generar dispositivos virtuales y facilitar la conexión de nuevos dispositivos (Plug&Play).

Componentes encargados de controlar los periféricos y el intercambio de datos

• Gestiona la comunicación con la CPU y el periférico.
• Sirve de almacén temporal de datos.
• Detecta errores.
• Gestiona la memoria y el bus.
• Los datos se transfieren entre la CPU y el controlador de E/S, controlado por un programa que ejecuta la CPU.
• La CPU transfiere datos y continua con la ejecución del programa interrumpido.
• El sistema requiere un módulo adicional llamado "controlador de DMA".
• Un procesador de E/S (PE/S) es un controlador de E/S convertido en un procesador.

Puertos Físicos

Puerto Serie

• La interfaz de datos en serie trabaja bajo el estándar EIA/TIA RS-232C desde 1962 y transmite información bit a bit.
• Se utilizaba para conectar el ratón, impresoras de tickets, módems etc.
• Tiene un modelo común DB9 (9 pines).
• Es un puerto lento.
• Es necesario reiniciar el equipo para que el sistema lo reconozca y funcione.

Puerto Paralelo

• Permite el intercambio simultáneo de paquetes de bits, enviando hasta 8 bits a través de 8 hilos distintos.
• Se usaba para impresoras y conectores para discos duros bus PATA (IDE) y SCSI.
• Trabaja a una velocidad de 2,4 MB por segundo.
• Se desarrolló en común por HP y Microsoft.

Puerto PS/2

• También conocido como mini-DIM de 6 pines, se utiliza para conectar el teclado y el ratón.
• No se pueden conectar en caliente.
• Morado para el teclado y verde para el ratón.

Puerto Firewire (IEEE 1394)

• Es un puerto serie de alta velocidad utilizado para conectar cámaras de vídeo digitales y discos duros externos.
• Su forma física es similar al USB.
• Para conectar los periféricos, el cable se basa en 4 conductores: uno suministra tensión a 5V, dos para la subida y bajada de datos, y uno es la conexión a tierra.
• Es plug&play y permite conectar hasta 127 dispositivos simultáneamente con los cables USB.
• USB On-The-Go (USB OTG): Permite a los dispositivos USB actuar como servidor o receptor de datos.
• Wireless USB (WUSB): Permite la conexión inalámbrica a una red.

Conectores USB

• Tipo A: El conector estándar.
• Tipo B: Se conecta al periférico, principalmente en impresoras y escáneres.
• Mini USB: Para periféricos de tamaño pequeño.
• Micro USB: Se utiliza en móviles para carga y transferencia de datos.
• Tipo C: Es reversible, soporta hasta 100 W y protocolos como DisplayPort, HDMI, VGA y Thunderbird.

Versiones USB

• USB 1.x: "Full Speed", 12 Mbps.
• USB 2.0: "High Speed", 480 Mbps.
• USB 3.0 (3.1 Gen1): "SuperSpeed USB", 5 Gbps.
• USB 3.1 (3.1 Gen2): "SuperSpeed USB 10 Gbps", 10 Gbps.
• USB 3.2: "SuperSpeed USB 20 Gbps", hasta 20 Gbps.
• USB 4: Ancho de banda de hasta 40 Gbit/s, convergencia del ecosistema USB-C.
• Es compatible/basada en Thunderbolt 3, así como compatible hacia atrás con USB 3.2 y USB 2.0.

SATA

• El conector SATA es actualmente la interfaz estándar para la conexión de discos duros.
• Sustituye a la anterior para discos rígidos y dispositivos ópticos y es un estándar basado en una comunicación en serie los cables SATA utilizan siete hilos y conectan un solo dispositivo por cable.
• Los dispositivos SATA permiten la conexión en caliente.
• SATA externo o Esata: Es un conector destinado a unidades de almacenamiento externas que no trabajan mediante interfaz USB.
• SATA 1.0: Con esta conexión podíamos alcanzar una velocidad real de 150 MB/s.
• SATA 2.0: En esta segunda versión velocidad se duplicó, alcanzando los 3Gb/s y una velocidad de 300MBEs.
• SATA 3.0: En este caso velocidad de transmisión es de 6Gb/s que resultan de una velocidad máxima de 600 MB/s.
• CONECTOR Mini SATA o mSATA utiliza una interfaz similar a la Mini-PCI pero no son conectores equivalentes ni pueden ser intercambiables.
• CONECTOR SATA EXPRESS, Una evolución de SATA capaz de trabajar tanto con discos duros SATA como con unidades PCI-Express.

Thunderbolt

• Thunderbolt es una conexión para periféricos basada en las arquitecturas PCI Express y DisplayPort.
• Puede usarse como conector de datos o de transferencia de vídeo y sonido.
• Sus versiones son retro compatibles (aunque la última versión requiere un adaptador.
• Thunderbolt: Transferencia de 10Gb/s. (10 W).
• Thunderbolt 2: Transferencia de 20Gb/s. (10 W).
• Thunderbolt 3: Transferencia de 40Gb/s.
  • Utiliza el conector USB tipo C.
  • Soporta dos monitores de 4 Ko uno de 5K de resolución.
  • 100 W de potencia para suministrar energía o recibirla.
• Thunderbolt 4: Ancho de banda bidireccional de 40 Gbps.
  • Permite accesorios con hasta cuatro puertos docks o docking station a computadores.
  • Carga un teléfono móvil rápidamente; permite conexión Ethernet de 10 Gigabit.

Hardware de Entrada: Teclado y Ratón

• Los teclados, basados en la máquina de escribir, contienen teclas alfabéticas, numéricas, de desplazamiento, funciones y funciones locales.
• El estandar ANSI (American National Standars Institute) son el mas utilizados
• Los ratones detectan el movimiento en dos dimensiones y tienen botones para realizar acciones, e incluyen una rueda para desplazamiento vertical.

Funcionamiento según su pulsación

• Mecánico: Cada tecla es un pulsador independiente. Son recomendables en entornos de trabajo con mayor suciedad ambiental (talleres, carpinterías con serrín...).
• Membrana: Utilizan tres capas que, al pulsar, entran en contacto.

Tipos de teclados de membrana

• Alfanumérico, numérico, multimedia, inalámbrico (bluetooth o infrarrojos), flexible, virtual, braille, táctil, ergonómico.
• Los ratones pueden ser Mecánicos, ópticos,láser, trackball, TouchPad.

Hardware de Almacenamiento

• Los periféricos de almacenamiento se refieren a la memoria secundaria, es decir, la memoria permanente (no volátil).
• Entre ellas estan cintas magnéticas.
  • Son dispositivos de acceso secuencial, lentos y con información no intercalable.
  • Se usan actualmente para copias de seguridad.
• Discos duros.
  • Magnéticos (HDD): Formados por platos rígidos en una caja hermética, con cabezales de lectura/escritura.
  • Estado sólido (SSD): Utilizan memoria flash.

Las prestaciones se miden por

- Capacidad: es la cantidad de información que se puede grabar.
- Tiempo medio de acceso (TMA).
- Velocidad de rotación: determina la mayor tasa de transferencia.
- Velocidad de transferencia de datos (data transfer rate).
- Posicionamiento pista a pista (TMB).
- Tiempo medio entre fallos (MTBF o Mean Time Between Failure).
- Memoria caché (buffer).Tamaño.

• Los HDD se conectan mediante interfaces ATA (IDE), SATA, SCSI o SAS.

Clasificación de discos duros

• Según su ubicación: Internos o externos.
• Según su arquitectura: Magnéticos (HDD) o de estado sólido (SSD).
• Componentes de un disco duro magnético: Platos, cabezal de lectura, brazo mecánico, motores.
• Estructura lógica de datos: Pista (track), cilindro, sector y clúster.
• Discos Ópticos: Graban y leen datos mediante un haz láser.
• Utiliza los formatos de soportes compactos (CD), versátiles digitales (DVD) y Blu-ray (BD).

Tecnologías de discos duros

• Memorias Flash: Basadas en semiconductores, regrabables y no volátiles; muy utilizadas en dispositivos móviles.
• Sistemas de Almacenamiento: Elementos capaces de almacenar información.
• Tipos de datos de "Estructurados" o "no estructurados.

Medidas para la planificación en el almacenamiento de datos

• Capacidad, el rendimiento, la fiabilidad y la recuperabilidad.
• En cuanto a la protección de Recuperabilidad los datos pueden ser alteralados o borrados y se necesita recuperarlos a través de:
  • Copias de seguridad física completa
  • Copia de seguridad física incremental
  • Copia de seguridad física online
  • Copia de seguridad lógica, exporta datos a archivos a traves de internet.

Tipos de Almacenamiento: DAS, NAS, SAN

• DAS (Direct-Attached Storage): dispositivos conectados directamente (discos duros).
• NAS (Network-Attached Storage): dispositivos compartidos en red (TCP/IP), usando sistemas operativos optimizados con protocolos CIFS, NFS, FTP o TFTP, y configurables en RAID.
• SAN (Storage Area Network): equipos cliente que leen y escriben directamente sobre el volumen compartido mediante protocolos como FC, FCoE, iSCSI o MVMeoF
• RAID: RAID 5 donde se introduce un disco duro de reserva para minimizar el tiempo de reconstrucción de datos, RAID 5E.

SCSI (INTERFAZ DE SISTEMA DE ORDENADOR PEQUEÑO)

• Es uno de los más utilizados en las estaciones de trabajo con alto rendimiento.

• Utilizan CCS (Command Common Set) y es un conjunto de comandos compatibles.

• Es necesario las terminaciones (jumperes o terminales físicos.

• Número máximo de dispositivos: la controladora cuenta como un dispositivo (identificador 7, 15).

• Bus: de 8 bits o de 16 Bits

• Los cables

• SATA es un sistema de archivos muy avanzado y prácticamente sin limitaciones; Ofrece la posibilidad de configurar permisos.

• Compatible con la mayoría de los sistema operativos Microsoft Windows, si en otros casos tenemos como MAC osX o Linux es posible que tengamos dificultad; NTFS el mejor formato.

• exFat lo recomendamos para unidades externas (USB,SD).

Formatear discos dueros

• Hay que indicar un formato para que el sistema operativo sea capaz de comprender sus estructuras.
• Los sistemas de ficheros más comunes en Windows son FAT, NTFS Y EXFAT
• FAT:Del ingés ( File allocation Table), la tabla de asiganación archivos creado para MS-DOS; No redundante ante fallos y inicialamente soportaba nombre cortos de archivos
• NTFS:Elimina las limitaciones de archivos mayores a 4GB; Sistema muy avanzado.
• ExFAT: Es un sistema con gran cantidad de dispositivos tipo televisiones reprouctores, no tiene las características de NTFS,pero limites del FAT 32.

NIVELES DE RAID ESTÁNDAR

• RAID 0: Striping o fraccionamiento de datos (sin redundancia).
• RAID 1: Mirroring o replicación de datos.
• RAID 2: Distribución de datos a nivel de bit (obsoleto).
• RAID 3: Distribución de datos a nivel de byte.
• RAID 4: Distribución de datos a nivel de bloque más bit de paridad redundante.
• RAID 5: La paridad distribuida.
• RAID 6: Los bloques de datos tienen redundancia doble.
• SISTEMAS RAID MULTINIVEL
  • RAID 0+1 Mirror de divisiones.

Hardware de Impresión

• Son periféricos que escriben o dibujan la información.
• Parte mecánica que produce la impresión del papel y parte electronica los estimulos eléctricos.

Clasificación

• Segun el Mecanismo de Impresión: De pacto o Sin impacto.
• Según la Forma de Imprimir los caracteras sean de caracteras,ineas o paginas.
• Degún la tecnoloía sea por Matriz,tinta, láser termicas , la tinta sublimación.
• Algunos dispositos son los Trazaderos que se dividen en cuatro y el funcionamiento es de los tipos de Imnpresoras

Tipos de Impresoras

• IMPRESORAS LÁSER con una orden de impresión que genera un escáner emite un haz de luz que se refleja a través de un espejo sobre el tambor.
  • La situación es la contraria
• IMPRESORAS TÉRMICAS. Utiliza un papel termo sensible.
• IMPRESORAS DE SUBLIMACIÓN. Paso del estado sólido a gaseoso de forma directa sin pasar por estado líquido.

HARDWARE de Visualización

• Se utiliza para interacción con el ordenador y los datos procesados se tranforman en un monitor.
• Hay diferentes tipos de tarjeta gráfica:Integreda o Discreta, para ello utilizan la placa base para ver que recursors se utilizan

Tarjetas graficas con la placa base

• VGA: Para trabajar con los monitores CRT.
• DVI : Utiliza una señal Digital
• HDMI: Alta definición
• DisplayPORT: Transmite audio y vídeo de lata definición.
• Los diferentes Tipos es LCD,Plasma,LED que es un tipo de LCD u OLED (Orgánic Light Emitting Diode que utilizan materiales orgánicos iluminandose el pasar una corriente de luz en ellos
• Como lo són ; Resolución,Ratio,Refresco
• PANTALLA TÁCTILES

HARDWARE DE DIGITALIZACIÓN. ESCÁNER

• Digitalizar es para tradudicr un espacio en una imagen al formato digital

• Al tener esta acción hay que tener en cuenta que es para escanear imgenes para su procesamiento ( Formato digital) y las conexiones oredenador

• Dos estandares

  • WIN
  • TWÀIN (UTILZADO PARA USO DOMESTICO)

• TIpos:

  • De mano : Menos Recuros de los diferentes tipos
  • De Mesa
  • Cenital, para escanear libros a archivos
  • y De Tambor que es muy parecida a los sistemas

• En al actualidad es las acciones que con lleva su uso tales como;

  • La identificación
  • Códigos,QR ya sea para Descarga.

• Un proceso para la accion en una imagen o texto que se ex- trae mediante los reconociemto de reconociemto de los caractere.

EQUIPOS DE CONTROL NUMÉRICO COMPUTERIZADOS (CNC)

• Es un sistema que controla los moviemtos del elemto fisico de una herramienta insertada en maquina.
• Para ver el Funcionamiento primero; elementos de maquina,entrada,un controlador
• El controlador realiza la el controlo y aciona la serie de maizando. CNC en la direccion,
• La componente clace yaque interpretn CNC y los acciona en serie
• Un programa de fabricacion asistida incluye las partes y el contorl de un elemento
• Un sistema de D.S

CORTADORAS LáSER

• Es una máquina de control Númerico de la comptudora que el permite Cortar por Precision se Puede utiliza ya fuera por su uso
• Los materiales a utilizar
• La maquinass para la actividad
• Se utiliza por dos compuestos
  • La mescla de co2
  • Nitrógenos
• También cuenta con cristal
• La fibra Optica que es Estado sólido

Como Funsiona;

• El sistema de una Luz que se envia a los espejos con la ayuda de otros hasta llegar a una punta fina en lo que se redude hasta quedar en el Cabezal de Corte y ya de ahi es un Corte de los materiales

Ventajas

• Velocidad Alta
• Presicion y atitdud
• Y poca distorcion entre lo que se requiere

Apuntes sobre periféricos, su conectividad y administración. Clasificación de periféricos y equipos como impresoras y escáneres. Se explican los puertos de conexión y las interfaces.