ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA INTERNA DE LA CPU

ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA INTERNA DE LA CPU

Diagrama de bloques

Los bloques funcionales básicos son: la unidad de procesamiento central (CPU), la memoria principal, y el procesador de Entrada - Salida.

Unidad de proceso central: esta es la responsable de la interpretación y ejecución de instrucciones contenidas en la memoria principal, las comunicaciones entre la CPU y la memoria principal se realizan a través de 2 canales funcionalmente distintos: el de direcciones y el de datos.

Para introducir en la memoria, una instrucción especifica, la CPU envía a dicha memoria la dirección de la instrucción por el canal de direcciones y recibe por el mismo medio la instrucción que está en esa dirección.

Parte de la instrucción es utilizada por la CPU para identificar la operación. Esta parte se llama código de operación de la instrucción. La información restante se utiliza para determinar la o las localidades de los datos con los cuales se va a efectuar la operación.

La CPU puede dividirse funcionalmente en 3 subunidades, la unidad de control, dedicada a los ciclos de búsqueda y ejecución, la ULA que desempeña funciones aritméticas como por ejemplo, suma y resta, de lógica por ejemplo AND, OR y un conjunto de registros dedicados al almacenamiento de datos en la CPU y a ciertas funciones de control.

Registro e instrucciones de la CPU

Registros

Instrucciones

Aritmética y Lógica

Movimientos

de datos

Operaciones de datos en bloque

Instrucciones de control de programa

Instrucciones Instrucciones de Entrada-Salida

Operaciones de datos en bloques:

Son aquellas que se efectúan con un conjunto de operandos y no con un solo operando. También dentro de esta instrucción se encuentra la de control del programa. Esto hace posible que un programa se adapte a la secuencia inherente al ciclo de maquina de la computadora. En otras palabras, se pueden pasar por alto secciones de instrucciones como resultado de la activación de un código de condiciones o como resultado directo del diseño del programa.

 Instrucciones de control del programa

 Instrucciones de Entrada - salida:

Desde el punto de vista de la programación para el acceso a la memoria o a un periférico simplemente se requiere el mismo conjunto de instrucciones. Estos sistemas se denominan sistemas de Entrada - Salida mapeados por memoria.

Unidad Central de Proceso (CPU)

 

Imagen: Vista arriba y abajo vista de un microprocesador de Intel

En general una computadora tiene cuatro partes principales, La unidad de aritmética y lógica (ALU), una unidad de control, la memoria y los dispositivos de entrada y salida (I/O).

El ALU, los registros internos y los I/O mas básicos, se conocen más generalmente como Unidad Central de Proceso o CPU.

Un microprocesador es el cerebro y el corazón de un computador. Puede haber variedad, como Pentium, K6, Power PC, Sparc o cualquiera de las muchas otras marcas y tipos de microprocesadores, pero todos ellos realizan más o menos lo mismo de la misma manera.

Un microprocesador incorpora casi todas las funciones de una unidad central de procesamiento, fabricado en un solo chip. El primer microprocesador Intel 4004 se introdujo en 1970 y fue utilizado para las calculadoras electrónicas, utilizando código binario decimal (BCD), en palabras y aritmetica de 4 bits . Otros usos de microprocesadores incorporados de 4- y 8 bits, para la automatización de muchos procesos también . Los microprocesadores 8-bits llevó a los primeros microordenadores de uso general en 1970. Eran capaz de sumar y restar. Un microprocesador usa técnicas de la lógica digital que permiten a un computador realizar su trabajo, asi se trate de jugar un juego o la ejecución de un programa de software.

Medios de Acceso Otros Elementos

En este tema se dan a conocer los puertos de la computadora, y saber para que funcionan cada uno de ellos y con esto tener los medios para accesar a otros elementos o componentes de las computadoras..

Empezamos recordando los elementos de la Unidad de Control

• Contador de Programa (CP): también denominado registro de control de secuencia (RCS), contiene permanentemente la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar.

• Registro de instrucción (RI): Contiene la instrucción que se está ejecutando en cada momento. Esta instrucción llevará el código de operación (CO) y en su caso los operandos o las direcciones de memoria de los mismos.

• Decodificador(D): Se encarga de extraer el código de operación de la instrucción en curso (que esta en el RI), lo analiza y emite las señales necesarias al resto de elementos para su ejecución a través del secuenciador.

• Reloj ®: Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos o ciclos a intervalos constantes (frecuencia constante), que marcan los instantes en que han de comenzar los distintos pasos de que consta cada instrucción.

• Secuenciador (S): genera ordenes muy elementales (microórdenes) que, sincronizadas por impulsos de reloj, hacen que se vaya ejecutando poco a poco la instrucción que está cargada en el RI.

Antes de continuar, recordar que este trabajo esta enfocado al desarrollo de las COMPETENCIAS DIGITALES apropiadas para este siglo, algunas de ellas que se consideran necesarias para empezar este trabajo son:

1.- Audio de este tema, solo click en el siguiente icono para escucharlo:

2.- Traduccion del tema a otros lenguajes, solo seleccionar el lenguaje apropiado y click en el:

Las razones para el uso de estas dos tecnologias son sencillas, la primera es para cubrir necesidades propias de personas con capacidades diferentes que navegan por internet, aunque tambien muchas personas aprecian y entienden mejor con un refuerzo auditivo del tema.

Las tecnologias de traduccion de lenguajes, tales como las que se estan demostrando en este tema, primero ya son cada vez mas sencillas de incorporar a una amplia gama de trabajos. Ademas de que cada vez son mejores las capacidades de traduccion de estas herramientas automatizadas, muchas de ellas son auxiliadas por la intervencion de personas, y por ultimo el internet es una tecnologia que toca todo el planeta y es necesario facilitar la comunicacion de ideas entre todas las culturas del mundo.

Por ultimo, mas competencias digitales necesarias para vivir, entender y participar con exito en este siglo, se explican y se piden mas abajo de este tema.

Se recomienda la siguiente lectura para su tratamiento usando COMPETENCIAS DIGITALES, mismas que se explican, ejemplifican y se describen al finalizar este tema.

Puertos:

Un puerto es el lugar donde el CPU se comunica con otros dispositivos, existen de varios tipos, hay puertos de entrada, de salida y ambos. Además estos pueden ser seriales o paralelos.

Puertos de entrada:

Estos puertos recogen datos de algún dispositivo externo, externo se refiere a estar fuera del CPU, no del gabinete. Existen muchos dispositivos periféricos que se conectan a un puerto de entrada, por ejemplo tenemos al teclado y al ratón, también están los lápices ópticos, los lectores de código se barras, etc.

Puertos de salida:

Son todos aquellos por donde el CPU envía datos a otros dispositivos, por ejemplo están la salida de video y de sonido.

Puertos de entrada / salida:

Estos son una clase de puertos por donde el CPU puede enviar y recibir información. Son muy importantes, ya que entre estos se encuentran las memorias del CPU como son la RAM, ROM, los floppys y discos duros. Estos puertos pueden ser usados para controlar dispositivos, tales como las impresoras y los quemadores externos, por ejemplo.

Nosotros vamos a hablar acerca de los puertos que se encuentran fuera del gabinete, hablaremos de los puertos de teclado, ratón, impresoras, etc. La computadora por si misma no seria capaz de realizar operaciones útiles para nosotros si no podemos comunicarnos con ella, necesita dispositivos periféricos por donde pueda darnos mensajes y nosotros podamos enviarle órdenes. Ahora bien, existen infinidad de dispositivos que sirven de extensión a la computadora, muchos son para fines muy específicos y no se pueden abarcar, entre los dispositivos que son de uso común se encuentra la impresora, el teclado, el ratón y el monitor.

Puerto serial:

El puerto serial es aquel que envía y recibe los datos BIT por BIT, entre los puertos seriales se puede mencionar el puerto de teclado, o el puerto del MODEM.

Puerto paralelo:

Este tipo de puerto transmite la información byte por byte, o sea que transmite ocho bits al mismo tiempo, de forma paralela. un puerto paralelo por excelencia pues es el puerto para impresora

Se puede observar que un puerto de entrada puede ser paralelo o serial, lo mismo que un puerto de entrada o de entrada / salida.

A cada puerto la bios le asigna una dirección de memoria para que pueda trabajar, dependiendo de que clase de puerto sea se le asigna un determinado espacio exclusivo para él. Por medio de estas localidades de memoria el sistema puede enviarles o recibir información, es una especie de memoria de intercambio para la transmisión de dados de un lugar a otro. A esto se le llama espacio de localidades de memoria y se realiza dentro del primer kilo bite de la memoria principal. Existen otras asignaciones de memoria en otras capas superiores de memoria pero estas son hechas por el sistema operativo y por los demás programas, pero estas asignaciones son para fines específicos de los demás programas.

Los puertos no solo se limitan a recibir la información, o enviarla, según sea el caso. El puerto provee la corriente eléctrica necesaria para el funcionamiento del dispositivo y revisa el estado de este.

Puerto PS/2

El conector PS/2 o puerto PS/2 toma su nombre de la serie de ordenadores IBM Personal System/2 en que es creada por IBM en 1987, y empleada para conectar teclados y ratones. Muchos de los adelantos presentados fueron inmediatamente adoptados por el mercado del PC, siendo este conector uno de los primeros.

Puerto USB

El USB puede conectar los periféricos como ratón, teclados, escáneres, cámaras digitales,teléfonos celulares, reproductores multimedia, impresoras, discos duros externos, tarjetas de sonido, sistemas de adquisición de datos y componentes de red. Para dispositivos multimedia como escáneres y cámaras digitales, el USB se ha convertido en el método estándar de conexión. Para impresoras, el USB ha crecido tanto en popularidad que ha empezado a desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar más de una impresora a un ordenador personal.

Puertos seriales

Los puertos seriales son aquellos que transmiten y reciben información bit a bit, tales como: el puerto serial, el puerto infrarrojo.

En teoría un enlace serial podría requerir de sólo dos cables, una línea de señal y una tierra, para mover la señal serial de una locación a otra. Pero en la práctica esto no funciona correctamente al paso del tiempo ya que algunos bits pueden perder el nivel de la señal, alterando el resultado final. Un bit faltante en la terminal de recepción puede provocar que todos los bits siguientes sean cambiados o recorridos, resultando en datos incorrectos al convertirlos de regreso a una señal paralela. Por lo tanto, para conseguir una comunicación serial confiable se deben de prevenir estos errores de bit que pueden emerger en varias formas distintas.

Puertos Paralelos

Los puertos paralelos pueden ser usados para conectar una multitud de componentes periféricos:

Impresoras

Escaners

Quemadores de CD

Discos duros externos

Iomega Zip removable drives

Adaptadores de Red

Los puertos paralelos fueron desarrollados originalmente por IBM como una forma de conectar una impresora a la PC. Cuando IBM estaba en el proceso de diseño de la PC, la compañía quería que la computadora trabajara con impresoras ofrecidas por Centronics, una empresa líder en fabricante de impresoras en ese tiempo. IBM decidió no usar el mismo puerto de interfase que Centronics usaba en sus impresoras.

Conectores RCA

El conector RCA es un tipo de conector eléctrico común en le mercado audiovisual. El nombre RCA deriva de La Radio Corporation Of America, que introdujo el diseño en 1940.Forma:

El cable tiene un conector macho en el centro, rodeado de un pequeño anillo metálico (a veces con ranuras), que sobresale. En el lado del dispositivo, el conector es un agujero cubierto por otro aro de metal, más pequeño que el del cable para que éste se sujete sin problemas.

Puertos VGA

El puerto VGA es el puerto estandarizado para conexión del monitor a la PC.

Características:Su conector es un HD 15, de 15 pines organizados en 3 hileras horizontales.

Es de forma rectangular, con un recubrimiento plástico para aislar las partes metálicas.

Ubicación en el sistema informatico:

En la parte posterior de los monitores y en la parte trasera del PC, cerca del puerto de S-video.

SCSI

Utilizan CCS (CommandCommon Set). Es un conjunto de comandos para acceder a los dispositivos que los hacen más o menos compatibles.

SCSI 1, SCSI2 y SCSI 3.1(SPI) conectan los dispositivos en paralelo. SCSI 3.2(Firewire), SCSI 3.3(SSA) y SCSI 3.4(FC-AL) conectan los dispositivos en serie.

Hacen falta terminadores (jumpers, por BIOS, físicos) en el inicio y fin de la cadena.

Número máximo de dispositivos: La controladora cuenta como un dispositivo (identificador 7, 15) BUS Dispositivos Identificadores Conector 8 bits 7 Del 0 al 6 50 pins 16 bits 15 Del 0 al 14 68 pins.

A cada puerto el bios le asigna una dirección de memoria para que pueda trabajar,

DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA

MOUSE

Es un dispositivo de entrada usado para controlar un indicador (puntero) sobre una pantalla de la computadora. Este dispositivo convierte el movimiento físico en movimiento dentro de la pantalla del monitor.

El mouse también llamado ratón ó apuntador nos facilita el manejo en los diversos programas asi como en el sistema operativo, y en algunos casos su presencia es imprescindible. 

El ratón surgió dentro de un proyecto muy importante, que buscaba aumentar el intelecto humano. Era el primer eslabón, y durante mucho tiempo el único, de un objetivo sumamente ambicioso: permitir la comunicación entre el hombre y la máquina.

El ratón es la creación de uno de los padres de la informática, Douglas Engelbart. Su trabajo ha sido trascendental en la historia de la informática, pero se adelantó tanto a su época, que Engelbart es prácticamente un desconocido fuera del mundillo de la alta tecnología.

Para que el ratón tuviera pleno sentido, era necesario crear ordenadores con un entorno gráfico. Y en ello estaba trabajando también el equipo de Engelbart. Sin ellos, el ratón sólo serviría para desplazarse arriba y abajo, adelante y atrás, en los enormes bloques de texto e instrucciones.

Sin embargo, ya desde el principio empezó a llamársele ratón. Ni siquiera su creador sabe quién fue el primero en ponerle este nombre. Pero al ver el largo cable que le conecta al ordenador, similar a la cola de un roedor, a todo el equipo de Engelbart le pareció un nombre sumamente apropiado. Y nadie ha pensado en cambiárselo hasta hoy.

El primer ratón fue presentado en sociedad en diciembre de 1968, en el Civic Auditorium de San Francisco. Se trató de un verdadero acontecimiento, una demostración de fuerza de la alta tecnología de la época. 

Los ratones trabajan de forma mecánica (con contactos eléctricos girados por una pelota), ópticamente (utilizando fotoceldas que detectan el movimiento de luz reflejados desde una rejilla cuando la pelota del mouse se mueve), o una combinación de ambos.

La mayoría de las fallas de un mouse se producen por la obstrucción parcial de su mecanismo con suciedad. Como todo roedor tiene sus preferencias alimenticias, pero a diferencia de la inclinación por el queso que muestran Jerry, Speedy González y otros, el ratón cibernético mantiene una dieta básica de polvo y pelusas. De todas maneras no desprecia las miguitas más pequeñas y cualquier tipo de partícula que esté disponible sobre la superficie por la que se desplaza, incluido algún pequeño pedazo de queso proveniente de un sandwich

Hoy en día es un elemento imprescindible en un equipo informático para la mayoría de las personas, y pese a la aparición de otras tecnologías con una función similar, como la pantalla táctil, la práctica ha demostrado que tendrá todavía muchos años de vida útil. 

TECLADO

teclado es un periférico de entrada o dispositivo, en parte inspirado en el teclado de las máquinas de escribir, que utiliza una disposición de botones o teclas, para que actúen como palancas mecánicas o interruptores electrónicos que envían información a la computadora. Después de las tarjetas perforadas y las cintas de papel, la interacción a través de los teclados al estilo teletipo se convirtió en el principal medio de entrada para las computadoras. El teclado tiene entre 99 y 127 teclas aproximadamente, y está dividido en cuatro bloques:

1. Bloque de funciones: Va desde la tecla F1 a F12, en tres bloques de cuatro: de F1 a F4, de F5 a F8 y de F9 a F12. Funcionan de acuerdo al programa que esté abierto. Por ejemplo, en muchos programas al presionar la tecla F1 se accede a la ayuda asociada a ese programa.

2. Bloque alfanumérico: Está ubicado en la parte inferior del bloque de funciones, contiene los números arábigos del 1 al 0 y el alfabeto organizado como en una máquina de escribir, además de algunas teclas especiales.

3. Bloque especial: Está ubicado a la derecha del bloque alfanumérico, contiene algunas teclas especiales como ImprPant, Bloq de desplazamiento, pausa, inicio, fin, insertar, suprimir, RePág, AvPág, y las flechas direccionales que permiten mover el punto de inserción en las cuatro direcciones.

4. Bloque numérico: Está ubicado a la derecha del bloque especial, se activa al presionar la tecla Bloq Num, contiene los números arábigos organizados como en una calculadora con el fin de facilitar la digitación de cifras. Además contiene los signos de las cuatro operaciones básicas: suma +, resta -, multiplicación * y división /; también contiene una tecla de Intro o Enter.

La disposición de las teclas se remonta a las primeras máquinas de escribir, las cuales eran enteramente mecánicas. Al pulsar una letra en el teclado, se movía un pequeño martillo mecánico, que golpeaba el papel a través de una cinta impregnada en tinta. Al escribir con varios dedos de forma rápida, los martillos no tenían tiempo de volver a su posición por la frecuencia con la que cada letra aparecía en un texto. De esta manera la pulsación era más lenta con el fin de que los martillos se atascaran con menor frecuencia.

Generación 16 bits

Mientras que el teclado del IBM PC y la primera versión del IBM AT no tuvo influencia más allá de los clónicos PC, el Multifunción II (o teclado extendido AT de 101/102 teclas) aparecido en 1987 refleja y estandariza de facto el teclado moderno con cuatro bloques diferenciados : un bloque alfanumérico con al menos una tecla a cada lado de la barra espaciadora para acceder a símbolos adicionales; sobre él una hilera de 10 o 12 teclas de función; a la derecha un teclado numérico, y entre ambos grandes bloques, las teclas de cursor y sobre ellas varias teclas de edición. Con algunas variantes este será el esquema usado por los Atari ST, los Commodore Amiga (desde el Commodore Amiga 500), los Sharp X68000, las estaciones de trabajo SUN y Silicon Graphics y los Acorn Archimedes/Acorn RISC PC. Sólo los Mac siguen con el esquema bloque alfanumérico + bloque numérico, pero también producen teclados extendidos AT, sobre todo para los modelos con emulación PC por hardware.

Teclados con USB

Aunque los teclados USB comienzan a verse al poco de definirse el estándar USB, es con la aparición del Apple iMac, que trae tanto teclado como mouse USB de serie cuando se estandariza el soporte de este tipo de teclado. Además tiene la ventaja de hacerlo independiente del hardware al que se conecta. El estándar define scancodes de 16 bits que se transmiten por la interfaz. Del 0 al 3 son códigos de error del protocolo, llamados NoEvent, ErrorRollOver, POSTFail, ErrorUndefined, respectivamente. Del 224 al 231 se reservan para las teclas modificadoras (LCtrl, LShift, LAlt, LGUI, RCtrl, RShift, RAlt, RGUI)

Tipos de teclado

Hubo y hay muchos teclados diferentes, dependiendo del idioma, fabricante… IBM ha soportado tres tipos de teclado: el XT, el AT y el MF-II.

El primero (1981) de éstos tenía 83 teclas, usaban es Scan Code set1, unidireccionales y no eran muy ergonómicos, ahora está obsoleto.

Más tarde (1984) apareció el teclado PC/AT con 84 teclas (una más al lado de SHIFT IZQ), ya es bidireccional, usa el Scan Code set 2 y al igual que el anterior cuenta con un conector DIN de 5 pines.

En 1987 IBM desarrolló el MF-II (Multifunción II o teclado extendido) a partir del AT. Sus características son que usa la misma interfaz que el AT, añade muchas teclas más, se ponen leds y soporta el Scan Code set 3, aunque usa por defecto el 2. De este tipo hay dos versiones, la americana con 101 teclas y la europea con 102.

Los teclados PS/2 son básicamente iguales a los MF-II. Las únicas diferencias son el conector mini-DIN de 6 pines (más pequeño que el AT) y más comandos, pero la comunicación es la misma, usan el protocolo AT. Incluso los ratones PS/2 usan el mismo protocolo. Estos teclados están quedando en desuso por los actuales teclados USB y los inalámbricos.

Hoy en día existen también los teclados en pantalla, también llamados teclados virtuales, que son (como su mismo nombre indica) teclados representados en la pantalla, que se utilizan con el ratón o con un dispositivo especial (podría ser un joystick). Estos teclados lo utilizan personas con discapacidades que les impiden utilizar adecuadamente un teclado físico.

Actualmente la denominación AT ó PS/2 sólo se refiere al conector porque hay una gran diversidad de ellos.

MONITORES

El monitor es el principal periférico de salida de una computadora. Estos se conectan a través de una tarjeta gráfica conocida con el nombre de adaptador o tarjeta de vídeo.

La imagen que podemos observar en los monitores está formada por una matriz de puntos de luz. Cada punto de luz reflejado en la pantalla es denominado como un píxel. 

Los monitores MDA

Los monitores MDA por sus siglas en inglés “Monochrome Display Adapter” surgieron en el año 1981. Junto con la tarjeta CGA de IBM. Los MDA conocidos popularmente por los monitores monocromáticos solo ofrecían textos, no incorporaban modos gráficos.

Este tipo de monitores se caracterizaban por tener un único color principalmente verde. El mismo creaba irritación en los ojos de sus usuarios.

Características:

• Sin modo gráfico.
• Resolución 720_350 píxeles.
• Soporte de texto monocromático.
• No soporta gráfico ni colores.
• La tarjeta gráfica cuenta con una memoria de vídeo de 4 KB.
• Soporta subrayado, negrita, cursiva, normal, invisibilidad para textos.

Monitor CGA:

Los monitores CGA por sus siglas en inglés “Color Graphics Adapter” o “Adaptador de Gráficos en Color” en español. Este tipo de monitores fueron comercializados a partir del año 1981, cuando se desarrollo la primera tarjeta gráfica conjuntamente con un estándar de IBM.

A pesar del lanzamiento de este nuevo monitor los compradores de PC seguían optando por los monitores MDA, ambos fueron lanzados al mercado en el mismo año existiendo competencia entre ellos. CGA fue el primero en contener sistema gráfico a color.

Características:

• Resoluciones 160_200, 320×200, 640×200 píxeles.
• Soporte de gráfico a color.
• Diseñado principalmente para juegos de computadoras.
• La tarjeta gráfica contenía 16 KB de memoria de vídeo.

Monitor EGA:

Por sus siglas en inglés “Enhanced Graphics Adapter”, es un estándar desarrollado IBM para la visualización de gráficos, creado en 1984. Este nuevo monitor incorporaba una mayor amplitud de colores y resolución.

EGA incorporaba mejoras con respecto al anterior CGA. Años después también sería sustituido por un monitor de mayores características.

Características:

• Resolución de 640_350 píxeles.
• Soporte para 16 colores.
• La tarjeta gráfica EGA estándar traían 64 KB de memoria de vídeo.

Monitor VGA:

Los monitores VGA por sus siglas en inglés “Video Graphics Array”, fue lanzado en 1987 por IBM. A partir del lanzamiento de los monitores VGA, los monitores anteriores empezaban a quedar obsoletos. El VGA incorporaba modo 256 con altas resoluciones.

Por el desarrollo alcanzado hasta la fecha, incluidas en las tarjetas gráficas, los monitores anteriores no son compatibles a los VGA, estos incorporan señales analógicas.

Características:

• Soporte de 720×400 píxeles en modo texto.
• Soporte de 640×480 píxeles en modo gráfico con 16 colores.
• Soporte de 320×200 píxeles en modo gráfico con 256 colores.
• Las tarjetas gráficas VGA estándares incorporaban 256 KB de memoria de vídeo.

Monitor SVGA:

SVGA denominado por sus siglas en inglés “Super Video Graphics Array”, también conocidos por “Súper VGA”. Estos tipos de monitores y estándares fueron desarrollados para eliminar incompatibilidades y crear nuevas mejoras de su antecesor VGA.

SVGA fue lanzado en 1989, diseñado para brindar mayores resoluciones que el VGA. Este estándar cuenta con varias versiones, los cuales soportan diferentes resoluciones.

Características:

• Resolución de 800×600, 1024_768 píxeles y superiores.
• Para este nuevo monitor se desarrollaron diferentes modelos de tarjetas gráficas como: ATI, GeForce, NVIDIA, entre otros.

Clasificación según tecnología de monitores

En cuanto al tipo de tecnología los monitores se pueden clasificar en varios aspectos. Estas evoluciones de la tecnología han sido llevadas a cabo en parte por el ahorro de energía, tamaño y por brindar un nuevo producto en el mercado.

Monitores CRT:

Está basado en un Tubo de Rayos Catódicos, en inglés “Cathode Ray Tube”. Es el más conocido, fue desarrollado en 1987 por Karl Ferdinand Braun.

Utilizado principalmente en televisores, ordenadores, entre otros. Para lograr la calidad que hoy cuentan, estos pasaron por diferentes modificaciones y que en la actualidad también se realizan.

Funcionamiento:

Dibuja una imagen barriendo una señal eléctrica horizontalmente a lo largo de la pantalla, una línea por vez. La amplitud de dicha señal en el tiempo representa el brillo instantáneo en ese punto de la pantalla.

Una amplitud nula, indica que el punto de la pantalla que se marca en ese instante no tendrá representando un píxel negro. Una amplitud máxima determina que ese punto tendrá el máximo brillo.

Ventajas:

• Excelente calidad de imagen (definición, contraste, luminosidad).
• Económico.
• Tecnología robusta.
• Resolución de alta calidad.

Desventajas:

• Presenta parpadeo por el refrescado de imagen.
• Consumo de energía.
• Generación de calor.
• Generación de radiaciones eléctricas y magnéticas.
• Alto peso y tamaño.

Pantallas LCD:

A este tipo de tecnología se le conoce por el nombre de pantalla o display LCD, sus siglas en inglés significan “Liquid Crystal Display” o “Pantalla de Cristal Líquido” en español. Este dispositivo fue inventado por Jack Janning.

Estas pantallas son incluidas en los ordenadores portátiles, cámaras fotográficas, entre otros.

Funcionamiento:

El funcionamiento de estas pantallas se fundamenta en sustancias que comparten las propiedades de sólidos y líquidos a la vez.

Cuando un rayo de luz atraviesa una partícula de estas sustancias tiene necesariamente que seguir el espacio vacío que hay entre sus moléculas como lo haría atravesar un cristal sólido pero a cada una de estas partículas se le puede aplicar una corriente eléctrica que cambie su polarización dejando pasar la luz o no.

Una pantalla LCD esta formada por 2 filtros polarizados colocados perpendicularmente de manera que al aplicar una corriente eléctrica deja pasar o no la luz. Para conseguir el color es necesario aplicar tres filtros más para cada uno de los colores básicos rojo, verde y azul.

Para la reproducción de varias tonalidades de color se deben aplicar diferentes niveles de brillo intermedios entre luz y no luz lo cual se consigue con variaciones en el voltaje que se aplica a los filtros.

Ventajas:

• Poco peso y tamaño.
• Buena calidad de colores.
• No contiene parpadeo.
• Poco consume de energía.
• Poca generación de calor.
• No genera radiaciones eléctricas y magnéticas.

Desventajas:

• Alto costo.
• Angulo limitado de visibilidad.
• Brillo limitado.
• Bajo tiempo de respuesta de píxeles.
• Contiene mercurio.

Pantallas Plasma:

La pantalla de plasma fue desarrollada en la Universidad de Illinois por Donald L. Bitzer y H. Gene Slottow.

Originalmente los paneles eran monocromáticos. En 1995 Larry Weber logró crear la pantalla de plasma de color. Este tipo de pantalla entre sus principales ventajas se encuentran una la mayor resolución y ángulo de visibilidad.

Funcionamiento:

El principio de funcionamiento de una pantalla de plasma consiste en iluminar pequeñas luces fluorescentes de colores para conformar una imagen. Las pantallas de plasma funcionan como las lámparas fluorescentes, en que cada píxel es semejante a un pequeño foco coloreado.

Cada uno de los píxeles que integran la pantalla está formado por una pequeña celda estanca que contiene un gas inerte (generalmente neón o xenón). Al aplicar una diferencia de potencial entre los electrodos de la celda, dicho gas pasa al estado de plasma.

El gas así cargado emite radiación ultravioleta (UV) que golpea y excita el material fosforescente que recubre el interior de la celda. Cuando el material fosforescente regresa a su estado energético natural, emite luz visible.

Ventajas:

• Excelente brillo.
• Alta resolución.
• Amplio ángulo de visión.
• No contiene mercurio.
• Tamaño de pantalla elevado.

Desventajas:

• Vida útil corta.
• Coste de fabricación elevado, superior a los LCD.
• Consumo de electricidad elevado.
• Poca pureza del color.
• Consumo energético y emisión de calor elevada.