Conexión de los dispositivos de E/S a la computadora

Antes, usted aprendió que todos los componentes de una computadora se unen con la CPU de la computadora por medio del bus de datos. Cuando usted necesite agregar una pieza nueva de hardware a su computadora, necesitará saber cómo conectarla al bus. Hay dos formas básicas. En algunos casos, puede conectar el dispositivo en un socket (enchufe), o puerto, existente en la forma parte trasera de la computadora. La mayor parte de las computadoras tienen varios tipos de puertos, cada uno con diferentes capacidades y usos.

Cuando no hay un puerto disponible, se debe instalar una tarjeta de circuitos que incluya el puerto que necesita.

Puertos serial y paralelo

Internamente, los componentes de una PC se comunican a través del bus de datos, el cual consiste de cables paralelos. Del mismo modo, una interfaz paralela es una conexión donde hay ocho o más cables a través de los cuales pueden fluir los bits de datos de manera simultánea. La mayor parte de los buses de computadora transfieren 32 bits en forma simultánea. Sin embargo, la interfaz paralela estándar para dispositivos externos como impresoras por lo general transfiere 8 bits (un byte) a la vez por ocho cables separados.

Con una interfaz serial, los bits de datos se transmiten uno a la vez a través de un solo cable (sin embargo, la interfaz incluye cables adicionales para los bits que controlan el flujo de los datos). Dentro de la computadora, un chip llamado UART convierte los datos paralelos del bus en datos seriales que fluyen a través de un cable serial.

Los puertos seriales son usados a menudo para conectar un ratón o un módem. La norma actual para las comunicaciones seriales se llama RS-232, pero hay muchas variaciones. Por ejemplo, un puerto serial puede tener 9 o 25 pines. Ésta es una configuración común. La mayor parte de los dispositivos seriales viene con un cable y un adaptador de modo que usted pueda usar cualquier tipo de puerto que esté disponible.

Como se esperaría, una interfaz paralela puede manejar un volumen mayor de datos que una interfaz serial debido a que en una interfaz paralela puede transmitirse más de 1 bit de manera simultánea.

Los puertos paralelos se usan más a menudo para interfaces de impresora, aunque algunos otros productos también los usan. Los puertos paralelos tienen un conector de 25 pines en el extremo de la computadora. El extremo de la impresora de un cable de impresión paralelo tiene una interfaz Centronics de 36 pines, desarrollada por el primer fabricante de impresoras de matriz de puntos.

Una configuración típica en el panel trasero es de dos puertos seriales, un puerto paralelo y un puerto para un ratón u otro dispositivo apuntador, así como una palanca de juegos de video.

Ranuras y tarjetas de expansión

Las PC están diseñadas de modo que los usuarios puedan adaptar o configurar las máquinas de acuerdo con sus propias necesidades.

Las tarjetas matriz de PC tienen dos o más ranuras de expansión, las cuales son extensiones del bus de la computadora que permiten que se le agreguen componentes nuevos a la computadora. Las ranuras aceptan tarjetas de expansión, también llamadas tableros, adaptadores o sólo tarjetas. Las computadoras notebook modernas son demasiado pequeñas para aceptar el mismo tipo de tarjetas que se adaptan a los modelos de escritorio. En su lugar, los componentes nuevos para las notebook vienen en forma de tarjetas PC (también llamadas tarjetas PCMCIA), que son dispositivos pequeños, más o menos del tamaño de una tarjeta de credito y caben en una ranura en la parte posterior o lateral de la notebook. La tarjeta se conecta en la tarjeta madre, que es la tarjeta principal del sistema en la que se conectan la CPU, la memoria y otros componentes.

Las ranuras de expansión en la tarjeta madre se usan para tres propósitos:

1_Dar acceso a dispositivos incorporados -como discos duros y unidades de disco-, al bus de la computadora por medio de tarjetas controladoras.

2_Proporcionar puertos E/S en la parte trasera de la computadora para dispositivos externos como monitores, módems externos, impresoras y ratón (para computadoras que no tienen un puerto incorporado para ratón).

3_Dar acceso a la computadora a dispositivos para propósitos especiales. Por ejemplo, una computadora puede reforzarse con una tarjeta aceleradora, dispositivo autónomo que incrementa la velocidad de procesamiento por medio del acceso a la CPU y a la memoria de la computadora a través del bus.

El primero y segundo de tales propósitos son funciones E/S. Los adaptadores que sirven para estos propósitos proporcionan un puerto al que pueden conectarse los dispositivos y que sirven como un traductor entre el bus y el dispositivo en sí. Algunos adaptadores también pueden hacer una cantidad significativa de procesamiento de datos. Por ejemplo, un controlador de video es una tarjeta que proporciona un puerto en la parte posterior de la PC en el que se puede conectar el monitor. También contiene y administra la memoria de video y realiza el procesamiento requerido para desplegar imágenes en el monitor. Otros dispositivos E/S, que por lo común requieren la instalación de una tarjeta en una ranura de expansión, incluyen tarjetas de sonido, módems internos o fax/módems, tarjetas de interfaz de red y escáners. El tercer tipo, las tarjetas aceleradoras, a menudo se instalan para acelerar la CPU o la visualización de video.

SCSI

Una interfaz de dispositivo que adopta un enfoque diferente a todos los que se han expuesto hasta ahora, supero con mucho las restricciones en la cantidad limitada de ranuras de expansión en la tarjeta matriz. Este dispositivo se llama interfaz de sistema de computadora pequeña (small computer system interface: SCSI, que se pronuncia "escusi"). En lugar de conectar tarjetas en el canal de la computadora por medio de ranuras de expansión, la SCSI extiende el canal afuera de la computadora por medio de un cable. En otras palabras, la SCSI es como un cable de extensión para el bus de datos. Del mismo modo en que usted conecta un cable de extensión en otro para alargar un circuito, usted puede conectar un dispositivo SCSI en otro para formar una cadena.


IBM desarollo SCSI en la década de 1970 para dar a las computadoras mainframe acceso a dispositivos de computadoras pequeñas y viceversa. Desde entonces, la SCSI ha sufrido muchos cambios. La norma que está surgiendo es la SCSI-3, la cual excede con mucho el límite de la SCSI-2, en la que seis dispositivos podían enlazarse en un solo puerto SCSI. Potencialmente, la SCSI-3 puede conectar hasta 127 dispositivos.


Para proveer a una PC de un puerto SCSI, se inserta una tarjeta adaptadora SCSI en una de las ranuras de expansión disponibles de la PC. Muchos dispositivos usan la interfaz SCSI. Las unidades de disco duro rápidas, de alto rendimiento, a menudo tienen interfaces SCSI, así como también los escáners, las unidades de cinta y los dispositivos de almacenamiento óptico como son las unidades de CD-ROM.


Mientras que la SCSI es una opción para las PC, un puerto SCSI se incorpora como una interfaz estándar en las computadoras Macintosh y en muchas estaciones de trabajo UNIX. De hecho, con algunos modelos Macintosh no se tiene ningún otro acceso al bus de la computadora. Los puertos para el ratón, el módem y el monitor están incorporados dentro de la computadora. Cualquier otro dispositivo que se dese agregar -un disco duro externo, un digitalizador o una unidad de CD-ROM- puede conectarse en cadena en el puerto SCSI integrado.