Componentes de un PC (Personal Computer)

Periféricos. Computadores. Memoria. Placa. Componentes

  • Enviado por: Tolo Vargas
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 23 páginas

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Índice

Introducción .............................................................. 2

El Microprocesador ..................................................... 3 Historia ............................................................... 3

Ley de Moore ...................................................... 4

Partes del microprocesador .......................................... 5

Modelos de microprocesador .................................. 5

La placa base ............................................................. 6

La BIOS ............................................................... 7

Memoria caché ....................................................... 8

Memoria RAM ............................................................. 9

Discos ....................................................................... 10

Disquetera .......................................................... 10

Discos Duros .............................................................. 10

Tarjeta de video ......................................................... 12

Tarjeta de sonido ........................................................ 13

El formato Mp3 ..................................................... 13

Monitor ..................................................................... 14

El teclado .................................................................. 15

El ratón ..................................................................... 16

Modem ................................................................. 17

Impresora ................................................................. 19

Escáner ..................................................................... 20

Bibliografía ......................................................... 22

Introducción

La idea de utilizar ayudas externas in tareas que exigen manejar información es muy antigua, de hecho los egipcios ya manejaban nociones matemáticas relativamente avanzadas, que les permitían realizar cálculos complejos.

La idea más importante con relación al desarrollo de la informática es la de algoritmo, que es un procedimiento que especifica, de forma concreta, los pasos que hay que dar para realizar un determinado cálculo.

Pero la idea definitiva para el futuro desarrollo de la informática fue la utilización de interruptores eléctricos. Estos dispositivos, cuando dejan pasar la corriente representan un 1 y cuando no la dejan pasar representan un 0.

Al rededor de la segunda guerra mundial se empezaron a construir los primeros ordenadores modernos. El primero llamado Mark I, se basaba en interruptores mecánicos y fue desarrollado en Harvard por H.H. Aiken. Por las mismas fechas, en 1940, se desarrolla el ENIAC( Electronic Numerical Integrator And Calculator), que utilizaba válvulas de vacío en lugar de interruptores. En 1951 aparece el UNIVAC-1 que es el primer ordenador comercial.

Esta es la primera generación de ordenadores, desde 1940 a 1951, en las que su usa era exclusivamente científico y militar. Es tos primeros ordenadores eran de proporciones gigantescas y producían un calor excesivo, por lo que se instalaban en cuartos especiales de refrigeración. Eran difíciles de programar al utilizar el lenguaje máquina, y desarrollaban cálculos mínimos.

La segunda generación corresponde a la aparición de los primeros ordenadores comerciales, y va de 1952 a 1964. Utilizaban transistores, lo que los hacía más pequeños y rápidos y tenían una programación previa (Sistema Operativo) que permitía interpretar funciones escritas en lenguajes de programación como el Cobol o el Fortran. Su consumo de energía era menor y eran más fáciles de manejar.

La tercera generación va de 1964 a 1971. Aparecen los circuitos integrados (Chips) y constan de memoria para procesar, con el microprocesador las dimensiones de la máquina se reducen notablemente. Se mejoran los lenguajes de programación y aparecen programas comerciales, lenguajes de alto nivel.

De 1971 hasta 1981 se corresponde la cuarta generación, en la que hay una mejora sustancial en los periféricos, disquetes flexibles y fáciles de transportar, memorias con grandes capacidades de almacenamiento y aparición de lenguajes y herramientas informáticas.

La quinta generación va de 1981 hasta hoy. En esta época aparecen numerosos avances en el desarrollo de la informática como la aparición de microchips, que lleva a la reducción máxima de su tamaño, gran desarrollo de los procesadores, periféricos y dispositivos muy desarrollados, aparición de paquetes de programación, comunicación en redes, comunicación por satélites (Internet), PC's portátiles, multimedia, inteligencia artificial, realidad virtual... Todo esto ha hecho que hoy día todo el mundo tenga un ordenador en casa, o fácil acceso a uno.

El microprocesador

Historia

Componentes de un {PC}
Han pasado muchos años desde que Intel lanzara al mercado su primer microprocesador el 4004, convirtiéndose en la compañía pionera en la fabricación de estos productos y líder en el sector con casi la totalidad del mercado.

Aquel 4004 presentado en el mercado el día 15 de noviembre de 1971, tenía unas características únicas para la época: la velocidad del reloj sobrepasaba los 100 Khz., tenía un ancho de bus de 4 bits y podía manejar un máximo de 640 bytes de memoria. Poco tiempo después, el 1 de abril de 1972, Intel lanzaba el 8008, una versión mejorada del 4004. Contaba con un bus de 8 bits y una memoria de 16 Kb. El número de transistores era de 3500, casi el doble que el anterior. Dos años después se anunciaba el primer ordenador personal, con una velocidad de 2 MHz. y una memoria de 64 Kb, se multiplicaba por 10 el rendimiento anterior.

Pero el ordenador personal no fue tal hasta la llegada en 1978 de IBM, con el procesador 8086, con un bus de 16 bits, velocidades de 5,8 y 10 MHz, 29000 transistores usando tecnología de 3 micras y un máximo de 1Mb de memoria direccionable. El siguiente modelo, el 8088, lanzado un año después, era exactamente igual excepto que tenía un bus de 8 bits en lugar de 16, lo que lo hacía más barato y llamativo en el mercado.

El 1 de febrero de 1982, Intel lanzaba el 80286, con un bus de 16 bits, 134000 transistores usando tecnología de 1.5 micras, un máximo de memoria direccionable de 16 Mb y unas velocidades de 8, 10 y 12 MHz. Suponía el primer ordenador que no fabricaba IBM en exclusiva, sino que otras muchas empresas decidieron fabricar sus propias máquinas.

1985 se convierte en un año clave para la historia de los microprocesadores. El 17 de octubre Intel anuncia la aparición del procesador 80386DX con una arquitectura de 32 bits, 275000 transistores, más de 100 veces los que tenía el 4004, la velocidad llegaba hasta los 33 MHz. y era capaz de direccionar 4 Gb (tamaño que todavía no ha sido superado por otro procesador de ámbito doméstico). En 1988 aparece el 80386SX, que sacrifica el bus de datos, para dejarlo a un menor coste. Estos procesadores aparecieron con la explosión del entorno gráfico Windows, desarrollado unos años antes por Microsoft, que permitió a personas de cualquier condición poder manejar un ordenador con unos conocimientos mínimos de informática.

La revolución continuó, y el 10 de abril de 1989 aparecía el Intel 80486, de nuevo con tecnología 32 bits, pero con la incorporación del caché de nivel 1 en el propio chip, que aceleraba la transferencia de datos entre este caché y el procesador, y la aparición del coprocesador matemático integrado en el procesador, dejando de ser una opción como en los 80386. Se sobrepasaba por primera vez el millón de transistores usando tecnología de 1 micra (en los modelos a 50 MHz. se usó de 0.8 micras), lo que supuso pasar de realizar tareas complicadas en MS-DOS a mover el cursor y pinchar en la opción deseada. Dos años más tarde Intel lanzó el 80486SX, idéntico al 80846DX pero sin el coprocesador matemático, lo que reducía notablemente su coste en el mercado.

Sin embargo Intel anunció rápidamente la salida de un procesador que multiplicaría por 5 el rendimiento del 80486, se trataba del Pentium. Estos procesadores fueron los primeros a los que Intel dotó de un nombre dejando atrás la nomenclatura numérica. La velocidad de estos procesadores iba de los 60 a los 200 MHz. con una arquitectura de 32 bits y una tecnología de 0.8 micras. Pronto otras compañías comenzaron a hacer software diseñado para Pentium, como el sistema operativo Windows 95, que aunque funciona en ordenadores con un 80486, no les saca su máximo rendimiento. A estas alturas le surgió a Intel la primera competencia en el terreno de los procesadores, el K5 de AMD, con un rendimiento similar al del Pentium pero con un peor trato en los datos de coma flotante. No supuso una pérdida de ventas para Intel, pero fue el primer paso de la guerra de procesadores que vivimos hoy.

El 27 de marzo de 1995, aparece el Pentium Pro, destinado a servidores de red y estaciones de trabajo. Poseía una arquitectura de 64 bits y usaba tecnología de 0.32 micras para poder incluir cinco millones y medio de transistores. La evolución continuó en los procesadores Intel y surgió el Pentium II con unas velocidades iniciales de 233 y 266 MHz. Pero no hay que olvidar a AMD, que para ofrecer la competencia al Pentium II sacó su gama de K6 (K6, II y III), algunos de los cuales ofrecían un mayor rendimiento que los de Intel.

Actualmente hay el Pentium III, con unas velocidades que llegan hasta 1 GHz, por el momento, y estamos a la espera del Pentium 4. AMD se ha consolidado como la competencia de Intel arrebatándole parte del mercado con el Athlon K7, que ofrece mejor rendimiento que los Pentium a la misma velocidad. Esto ha hecho que ambas compañías se sumerjan en una guerra por ver quien saca el mejor procesador el mercado, lo que lleva como consecuencia una evolución más rápida y un avance en las tecnologías.

Procesador

Velocidad de reloj

Ancho de bus

Nº de transistores

4004

108 KHz

4 bits

2300

8008

108 KHz

8 bits

3500

8008

2 MHz

8 bits

6000

80286

8, 10 y 12 MHz

16 bits

134000

Intel 386DX

16, 20, 25 y 33 MHz

32 bits

275000

Intel 386SX

16 y 20 MHz

16 bits

275000

Intel 486DX

25, 33 y 50 MHz

32 bits

1185000

Intel 486SX

16, 20, 25 y 33 MHz

32 bits

1185000

60, 66, 75, 90, 100,

Pentium

120, 133, 150, 166

32 bits

3100000

y 200 MHz

Pentium II

233, 266 y 300 MHz

64 bits

7500000

Ley de Moore

Aquí haré una pequeña mención a la ley que el Dr. Gordon Moore formuló en el año 1965. Esta ley viene a decir que cada 18 meses se duplica la cantidad de transistores contenidos en un procesador. Esta ley se ha cumplido los últimos 30 años y se espera que se siga cumpliendo.

Partes de Microprocesador

  • El encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base.

  • La memoria caché: una memoria ultrarrápida que sirve al micro para tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera. Es lo que se conoce como caché de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Todos los micros tipo Intel desde el 486 tienen esta memoria, también llamada caché interna.

  • El coprocesador matemático: más correctamente, la FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos; también puede estar en el exterior del micro, en otro chip.

  • El resto del microprocesador: el cual tiene varias partes, unidad de enteros, registros, etc.

Modelos de Microprocesador

A parte de los antiguos modelos 486 y anteriores, la gama de procesadores difiere según su fabricante.

  • Intel cuenta con la gama Pentium: MMX, Pro, Pentium II, Celeron, Xeon, Pentium III y en la actualidad se ha anunciado la aparición del Pentium 4.

  • AMD tiene el K5, K6, K6 II, K6 III, K7 Athlon y el Duron.

  • Cyrix: el 6x86, 6x86MX y MII.

  • IDT: Winchip C6, Winchip2 y Winchip3.

La Placa base

La "placa base" (mainboard), o "placa madre" (motherboard), es el elemento principal de todo ordenador, en el que se encuentran o al que se conectan todos los demás aparatos y dispositivos. Físicamente se trata de una placa de material sintético sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos elementos que se encuentran anclados sobre ella, y los principales son: el microprocesador (pinchado en el zócalo), la memoria (generalmente en forma de módulos), los slots o ranuras de expansión donde se conectan las tarjetas, y diversos chips de control entre ellos la BIOS.

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Una de las primeras distinciones que se pueden hacer es respecto al tamaño, y hay dos grandes estándares: ATX y Baby AT. Las ATX cada vez son más comunes y van camino de ser las únicas del mercado, son de más fácil ventilación debido a que el microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de alimentación, una de las diferencias con la Baby AT son los conectores (que suelen ser más USB), que están agrupados y tienen el teclado y ratón con clavijas mini-DIN. Las placas Baby AT fueron el estándar durante años, es una placa con unas posiciones determinadas para el conector del teclado, los slots de expansión y los agujeros de anclaje a la caja, así como un conector eléctrico dividido en dos piezas.

En los ordenadores actuales existen seis tipos de zócalos para el procesador: Socket 7, Socket 8, Super 7, Slot 1, Slot 2 y Socket 370. Las placas Socket 7 albergan los procesadores Pentium, K5 de AMD, 6x86 de Cyrix y Winchip C6 de IDT; ya no se venden, pues carecen de las interfaces más utilizadas en la actualidad, como el bus AGP y el puerto USB. Estos dos estándares se incorporan en las placas Super 7, también compatibles Pentium y K6. Las placas Socket 8, muy escasas, albergan los extinguidos procesadores Pentium Pro. Las placas Slot 1 son necesarias para suministrar soporte a los Pentium II/III y Celeron, y suelen disponer del formato ATX, que reorganiza la localización de las tarjetas, para que quepa mayor cantidad en el mismo espacio, y se reduzca el cruce de cables internos. Una variante son las placas Slot 2, soporte de la versión Xeon del Pentium II, utilizada en servidores profesionales. Finalmente, las placas Socket 370 alojan una versión especial de Celeron, con las mismas prestaciones que el modelo Slot 1, pero más barato para el fabricante.

El bus de la placa base son los canales por donde circulan los datos que van y vienen del microprocesador. Con la aparición de microprocesadores muy rápidos se desperdiciaba parte de su potencia debido a que el bus hacía de cuello de botella, atascando los datos y haciendo esperar al microprocesador a que estuvieran disponibles los datos. Tras el tradicional bus ISA de 8 MHz han surgido otras alternativas como el Vesa Local Bus y el PCI, que ampliaban el ancho de banda de 16 hasta 32 bits. El resultado es una mejora en el rendimiento al transferir el doble de información (de 16 a 32 bits) en una misma operación. El Vesa Local Bus se quedó rápidamente obsoleto, permaneciendo el bus PCI que es el que se esta usando.

Las placas más modernas soportan una velocidad del bus que varía entre los 50 y los 100 MHz, en función del procesador utilizado. La placa también incorpora distintos multiplicadores: 2x, 3x, etc. Valores superiores a 5x comienzan a ser imprescindibles. Estos dos datos se utilizan para soportar todo tipo de procesadores. A mayor número de velocidades del bus y multiplicadores, la placa soportará mayor cantidad de procesadores. Para instalar un Pentium II a 400 MHz, por ejemplo, se configura el bus a 100 MHz y se activa el multiplicador 4x. 100x4=400 MHz. Un Pentium a 200 MHz se configura con un bus a 66 MHz y un multiplicador 3x. 66x3=198 MHz.

  Una placa base actual debe disponer de una ranura AGP para la tarjeta gráfica, cuatro o cinco PCI y de los puertos exteriores no pueden faltar dos entradas COM y al menos dos USB.

La BIOS

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La BIOS (Basic Input-Output System, sistema básico de entrada-salida). Es un programa incorporado en un chip de la placa que se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador.

La Bios debe poder modificarse, al añadir un disco duro, al cambiar al horario de verano, por eso se implementan en memoria. Pero debe mantenerse al apagar el ordenador, por lo que se usan memorias especiales, como la CMOS, por lo que a veces el programa que modifica la Bios se denomina “CMOS Setup”. Esta memoria se borra si les falta electricidad, pero consumen tan poco que se mantienen durante años con una pila (normalmente de botón, como las de un reloj).

Memoria caché

El procesador, si necesita información, primero consulta en este tipo de memoria intermedia para ver si lo que busca está allí. En caso afirmativo, se trabaja con esos datos sin tener que esperar a que se acceda a la memoria principal.

Existen 2 tipos de memoria caché: L1 (level 1 o primer nivel) y L2 (level 2 o segundo nivel). La caché L1 va incorporada en el procesador y tiene un acceso más rápido por parte de este, y la L2 es una pieza externa, aunque en el Pentium Pro va integrada y en el Pentium II va en la tarjeta del procesador. En estos casos la velocidad de la caché L2 es mayor al no pasar por una línea de BUS.

La memoria caché es una capa intermedia entre la memoria Ram y el procesador, y en ella se guarda un registro de las direcciones de memoria utilizadas recientemente y los valores que contienen. Cuando el procesador pide acceso a la memoria la dirección y el valor están en la memoria, pero si no lo están lo copiará de la memoria y reemplazará el antiguo valor con éste. De este modo el procesador puede acceder con mayor rapidez a los datos más utilizados.

Al ser mucho más rápida la caché L1, mayor tamaño implica mayor velocidad de proceso, como los Pentium MMX (32 Kb de caché L1) o los procesadores K6 de AMD (64 Kb de caché L1). La ausencia de L2 afecta negativamente a las prestaciones del equipo, pero la diferencia entre 256kb y 512kb es de un 5%, excepto si se usan sistemas operativos como Windows NT, OS/2 o UNÍS, donde se necesita almacenar gran cantidad de memoria en la caché.

Existen tres clases diferentes de memoria caché:

  • Async SRAM (Asynhronous Static RAM): es la antigua caché de los 386, 486 y primeros Pentium. Más rápida que la DRAM pero que provoca igualmente estados de espera en el procesador. Su velocidad es de 20, 15 o 12 ns.

  • Sync SRAM (Synchronous Burst Static RAM): es la mejor para un bus de 66 MHz y puede sincronizar la velocidad de la caché con la velocidad del procesador. Su velocidad es de 12 a 8.5 ns.

  • PB SRAM (Pipelined Burst Static RAM): funciona de manera sincronizada con el procesador a velocidades de hasta 133 MHz. Tarda un poco más que la anterior en cargar los datos, pero una vez cargados el procesador puede acceder a ellos con más rapidez. Su velocidad es de 4.5 a 8 ns.

Memoria Ram

La memoria Ram (Ramdom Acces Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. La diferencia entre Ram y otros tipos de memoria de almacenamiento, es que la Ram es mucho más rápida y que se borra al apagar el ordenador.

Físicamente, los chips de memoria suelen ir soldados a una pequeña placa con un determinado número de contactos o pines (llamados módulos). Encontramos de 30 contactos (8 bits) y que mide unos 9cm, de 72 (32 bits) y casi 11 cm y de 168 (64 bits) y 13 cm de longitud. Las de 30 y 72 contactos reciben el nombre de SIMM (Single In-line Memory Module) que se fabrican con capacidades de 4, 8, 16, 32 y 64 Mb y funcionan a 5V, mientras que la de 168 se conoce como DIMM (Double In-line Memory Module) que llevan dos muescas para facilitar su colocación, se pueden montar de 1 en 1 y pueden trabajar a 3,3V o a 5V dependiendo del tipo.

El tiempo de acceso a la memoria por lo general viene grabado en los chips, también se puede calcular de forma sencilla: Tiempo de acceso = (1000 / Frec. del procesador en MHz) x 2 nanosegundos.

Existen muchos tipos de memoria Ram, solo mencionaré los tipos más importantes:

  • DRAM: Dinamic RAM, es la primera utilizada y por tanto la más lenta, su velocidad de refresco es de 80 0 70 nanosegundos, y era usada hasta el 386.

  • FPM: Fast Page, es la evolución de la anterior. Algo más rápida tanto por su estructura (Página Rápida) como por ser de 70 o 60 ns. Usada hasta los primeros Pentium, aparecía en forma de SIMM's de 30 o 72 contactos.

  • EDO-RAM: Extended Data Output RAM. Evoluciona de la Fast Page. La novedad es que permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo, lo que la hace más rápida (un 5%). Común en los Pentium MMX y AMD K6 refrescos de 60 o 50 ns. Se instala en SIMM's de 72 contactos aunque existen DIMM's de 168.

  • SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz), por lo que debe ser rapidísima, de 25 a 10 ns. Sólo se presenta en forma de DIMM's de 168 contactos.

  • PC100: SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar los 100 MHz que usan los Pentium II a 350 MHz, AMD K6-2 y procesadores más modernos.

  • PC133: SDRAM de 133 MHz, es la más moderna.

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Discos

Disquetera

Las unidades de disquete sólo han existido dos formatos físicos considerados como estándar, el de 5 1/4 y el de 3 1/2. En formato de 5 1/4, el IBM PC original sólo contaba con unidades de 160 Kb., esto era debido a que dichas unidades sólo aprovechaban una cara de los disquetes. Luego, con la incorporación del PC XT vinieron las unidades de doble cara con una capacidad de 360 Kb.(DD o doble densidad), y más tarde, con el AT, la unidad de alta densidad (HD) y 1,2 Mb El formato de 3 1/2 IBM lo impuso en sus modelos PS/2. Para la gama 8086 las de 720 Kb. (DD o doble densidad) y para el resto las de 1,44 Mb. (HD o alta densidad) que son las que hoy todavía perduran. En este mismo formato, también surgió un nuevo modelo de 2,88 Mb. (EHD o Extra alta densidad), pero no consiguió cuajar.

Discos Duros

Un disco duro está compuesto de numerosos discos de material sensible a los campos magnéticos, apilados unos sobre otros; en realidad se parece mucho a una pila de disquetes sin sus fundas y con el mecanismo de giro y el brazo lector incluido en la carcasa. Han evolucionado mucho desde los modelos primitivos de 10 ó 20 MB. Actualmente los tamaños son del orden de varios gigabytes, el tiempo medio de acceso es muy bajo (menos de 20 ms) y su velocidad de transferencia es tan alta que deben girar a más de 5.000 rpm (revoluciones por minuto). En los discos duros hay que tener en cuenta una serie de parámetros:

  • Capacidad: en la actualidad es aconsejable un mínimo de 10 o 12 Gb.

  • Tiempo de acceso: nos indica la capacidad para acceder de manera aleatoria a cualquier sector del disco.

  • Velocidad de transferencia: esta directamente relacionada con el interface. En un dispositivo Ultra-2 SCSI es de 80 MBytes/seg. mientras que en el Ultra DMA/33 (IDE) es de 33,3 MBytes/seg. en el modo DMA-2. Esta velocidad es la máxima que admite el interface, y no quiere decir que el disco sea capaz de alcanzarla.

  • Velocidad de rotación: Suele oscilar entre las 4500 y las 7200 revoluciones por minuto. Es un factor importante y a tener en cuenta.

  • Caché de disco: la memoria caché implementada en el disco es importante, pero más que la cantidad es importante la manera en que ésta se organiza. Por ello este dato normalmente no nos da por sí solo demasiadas pistas. Son normales valores entre 64 y 256 Kb.

Los dos interfaces de disco duro son el IDE y el SCSI. El primero, sus discos la limitación a 528 Mb. y pudiendo solo conectar hasta 2 de ellos. Después vinieron los discos EIDE (FastATA) compatibles con los primeros, pero con algunas mejoras, basadas en la especificación ATA-2, que ya soporta unidades de CD-ROM (ATAPI) y de cinta. Otra mejora importante es el soporte de 2 canales para conectar hasta 4 unidades. Además se definen varios modos de transferencia de datos, que llegan hasta los 16,6 Mb./seg. como el PIO-4, o mejor aún el DMA-2, que soporta la misma tasa pero sin intervención de la CPU. La última especificación, desarrollada por Quantum es la Ultra DMA/33 (UltraATA), que permite transferencias DMA a 33 Mb./seg.

El segundo, el interface SCSI, su primer disco, llamado SCSI-1, con un ancho de bus de 8 bits, aunque ya en esta primera especificación se incluían características muy destacadas, como la posibilidad de conectar hasta 7 dispositivos de todo tipo, discos, cintas, escáneres, CD-ROM, etc. Después viene el SCSI-2, que ya dispone de un ancho de bus de 16 bits. El siguiente paso es el Fast-SCSI, considerado el doble de rápido. Después viene el Wide SCSI, ya con un ancho de bus de hasta 32 bits, así como un mayor rendimiento.

Tarjeta de video

Es lo que transmite al monitor la información gráfica que debe presentar la pantalla, y realiza dos operaciones básicas: interpreta los datos que le llegan del procesador, ordenándolos y calculando para poder presentarlos en la pantalla en forma de un rectángulo más o menos grande compuesto de puntos individuales de diferentes colores (pixels) y coge la salida de datos digitales resultante de ese proceso y la transforma en una señal analógica que pueda entender el monitor.

Las primeras tarjetas gráficas presentaban el texto en monocromo, generalmente en un tono verde brillante. Con la llegada de los primeros PC's aparecieron las tarjetas CGA que eran capaces de mostrar las imágenes en 4 colores a una resolución de 320 x 200 y en monocromo a 640 x 200. IBM invento la tarjeta EGA capaz de mostrar imágenes de 16 en tres resoluciones diferentes. Apareció más tarde la VGA que tenía multitud de modos de video posibles, pero el más común era el de 640 x 480 con 256 colores. Recientemente las tarjetas de video ya no son tales, son tarjetas gráficas con su propio chip para procesar imágenes 3D incluso más potente que algunos procesadores.

La tarjeta gráfica se conecta la placa base mediante un slot o ranura de expansión, algunos tipos de ranura se han creado precisamente para satisfacer a la ingente cantidad de información que se transmite cada segundo a la tarjeta gráfica:

  • ISA: poco apropiado para uso gráfico. Usado hasta las primeras VGA que aceleraban la velocidad del sistema para liberar al microprocesador de parte de la tarea gráfica.

  • VESA Local BUS: era un conector íntimamente unido al microprocesador, lo que aumentaba la transmisión de datos y una solución usada en muchas placas de 486.

  • PCI: hasta hace poco el estándar de conexión de las tarjetas gráficas. Veloz para las anteriores tarjetas 2D pero ineficaz para las nuevas 3D.

  • AGP: pensado únicamente para tarjetas gráficas que transmiten gran cantidad de información por segundo, tiene la ventaja de que las tarjetas AGP pueden usar memoria del sistema como memoria de video (lo cual afecta al rendimiento).

Las tarjetas aceleradoras 3D sólo sirven para juegos y para programas de diseño gráfico 3D que estén preparados para sacarles partido. Si habitualmente trabajamos con programas ofimáticos no se obtiene ningún beneficio de estas nuevas tarjetas.

En cuanto a la programación en 3D, en un principio cada fabricante usaba su propia API (lenguaje) para que los programas se comunicaran con el hardware. Hoy sólo sobreviven 3: Glide, que es la propia de las tarjetas Voodoo de 3dfx y que consiguió imponerse a las demás gracias a la aceptación de estos chips por su elevado rendimiento; Direct3D, que es parte de las DirectX de Microsoft, y Open GL que es propiedad de Silicon Graphics y que hace ya mucho tiempo se utilizaba en las estaciones de trabajo de esta marca.

Parece que en un futuro cercano sólo sobrevivirá una de ellas, y ésta no será más que Direct3D, aunque eso sí, gracias a un acuerdo alcanzado con S.G. que permitirá fusionar totalmente ambas plataformas (de hecho en las DirectX 6 ya está presente gran parte del API OpenGL).

Tarjeta de sonido

En un principio el ordenador no fue pensado para manejar sonido, excepto por el llamado altavoz interno o PC speaker. Pero entró en escena el software que más ha hecho evolucionar los ordenadores desde su aparición: los videojuegos. Estos eran mucho mejores cuando los muñequitos emitían algunos sonidos y tenían alguna musiquilla. Y apareció en el mercado la tarjeta que revolucionó el sonido en los PC's y que se convirtió en estándar, la tarjeta de sonido SoundBlaster.

Esta tarjeta convertía los datos digitales del ordenador en analógicos para que pudieran oírse por los altavoces, de eso se encargaba el DAC (Conversor Analógico-Digital) y cuando se hace al revés deberemos transformar esos datos analógicos que llegan por el cable en muestras digitales que podamos almacenar en nuestro disco duro.

Hoy en día esta de moda el sonido 3D o envolvente. Para conseguir esto, del mismo modo que existen juegos con gráficos 3D, también pueden soportar sonido 3D (o ambiental). Si un juego 3D debe estar programado con alguna librería gráfica 3D (léase Glide, Direct 3D o OpenGL), también debe estarlo para soportar el sonido ambiental, mediante el uso de alguna de los formatos existentes.

Las conexiones que usan las tarjetas de sonido son tradicionalmente los conectores mini-jack, como los de un radiocasete portátil normal. Otro de los conectores es el RCA, tradicional en las cadenas de sonido domésticas; usan un canal independientemente del otro (en dos cables, uno rojo y otro blanco) que ofrecen más calidad que el mini-jack, pero son más caros y menos compactos.

Además de estos conectores externos, los hay también internos, siendo el más importante el que va al CD-ROM, para poder escuchar los CDs de música. Puede ser digital (sólo en los más modernos) o el típico analógico, del cual hace tiempo había varios formatos (para CD-ROMs Sony, Mitsumi, IDE...) ahora ya unificados.

El formato Mp3

Existen muchos formatos de audio digital, el audio CD, el wav, el au, midi, etc. pero el que está totalmente de modo y ha sido una revolución es el mp3.

Este formato no es mas que una especificación para la compresión de ficheros de onda (los .wav). Con él se consigue reducir el tamaño original de los ficheros en unas 10 veces, aunque podemos variar cuánta compresión deseamos. La compresión normalmente es con pérdida, perdiendo parte del sonido, bien por ser datos redundantes o por cortarse de zonas donde apenas llega el oído humano. En la práctica, pocas personas pueden distinguir entre una canción original y una en formato mp3. De ahí, de Internet y de excelentes reproductores como el Winamp, gran parte de su éxito. 

Monitor

Tanto el teclado como el ratón del ordenador nos permiten introducir datos o información en el sistema. De poco nos sirven si no tenemos algún dispositivo con el que comprobar que esa información que estamos suministrando es correcta. Los monitores muestran tanto la información que aportamos, como la que el ordenador nos comunica. Desde los primeros monitores que aparecieron con el fósforo verde, la tecnología ha evolucionado y ahora la guerra está en el tamaño y la resolución que son capaces de alcanzar.

El tamaño del monitor viene determinado por la diagonal de la pantalla medida en pulgadas. Podemos encontrar monitores de 9, 14, 15, 17, 19, 20, 21 o más pulgadas, los más habituales son los de 15 aunque cada vez aumenta más el número de monitores de 17 pulgadas.

La resolución de un monitor es el número de puntos que puede representar el monitor por pantalla, en horizontal x vertical. Así, un monitor cuya resolución máxima sea de 1024x768 puntos puede representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos cada una, probablemente además de otras resoluciones inferiores, como 640x480 u 800x600. Cuanto mayor sea la resolución de un monitor, mejor será la calidad de la imagen y mayor será la calidad del monitor. La siguiente tabla muestra las resoluciones apropiadas para tamaños de monitor:

Tamaño del

Resolución máxima

Resolución de

monitor

exigible

trabajo recomendada

14''

1024x768

640x480

15''

1024x768

800x600

17''

1280x1024

1024x768

19''

1600x1200

1152x864

21''

1600x1200

1280x1024

Antiguamente los monitores sólo podían presentar imágenes con unos refrescos determinados y fijos, por ejemplo los monitores CGA o EGA y algunos VGA; hoy en día todos los monitores son multiscan, es decir, que pueden presentar varios refrescos dentro de un rango determinado. El refresco de la pantalla se mide en Hz (hertzios) y debe estar por encima de 60 Hz, preferiblemente 70 u 80. A partir de esta cifra, la imagen en la pantalla es sumamente estable, sin parpadeos apreciables, con lo que la vista sufre mucho menos.

El tamaño de punto (dot pitch) es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color, resulta fundamental a grandes resoluciones. En este momento lo aceptable es que el monitor sea de 0,28 mm. En ocasiones es diferente en vertical que en horizontal, o se trata de un valor medio, dependiendo de la disposición particular de los puntos de color en la pantalla, así como del tipo de rejilla empleada para dirigir los haces de electrones. No hay que confundir el tamaño de punto con el pixel. El pixel depende de la resolución de la pantalla, y puede variar, mientras que el punto es fijo, y depende exclusivamente del tubo.

El teclado

El teclado esta compuesto como su nombre indica por una serie de teclas que representan letras, números y otros caracteres especiales, y que de momento es el único medio estándar de comunicar ordenes al ordenador. Este periférico, al igual que los demás, ha ido evolucionando con el tiempo. Los primeros tenían 83 teclas, eran conocidos como teclados PC/TX y Componentes de un {PC}
solo podían utilizarse con ordenadores de tipo XT. El teclado AT ya disponía de indicadores luminosos y de la tecla Petsis o SysReq, utilizada en antiguas aplicaciones multiusuario.

La siguiente entrega fue el AT Extendido. Tenía 101 teclas (102 en los modelos internacionales). Se le añaden dos teclas de función más (F11y F12) y su conjunto se dispone en fila en la parte superior, se duplican las teclas de Control, Alt y las de cursor. Actualmente los teclados cuentan con tres teclas más, las de Windows 95, situadas a ambos lados de la barra espaciadora y que habitualmente no se usan.

En cuanto al conector, hay dos estándares el DIN y el PS/2 (llamado así al ser este modelo de ordenadores de IBM en usarlos), aunque hoy en día es mayoritario el uso del puerto PS/2. También hay algunos modelos con puerto USB pero todavía son muy escasos.

Existen dos tecnologías que controlan la pulsación de las teclas: contacto capacitivo (de membrana) y contacto mecánico. Los primeros tienen el tacto más suave y son más baratos, los segundos hacen un clic característico al pulsar las teclas y son más fiables y duraderos. Al presionar una tecla se produce un tren de impulsos que llega al ordenador a través del cable. Todo tren de impulsos está constituido por ceros y unos (estados de tensión y no tensión), es decir, por bits.

Para codificar los caracteres se usa el estándar ASCII ( o el EBCDIC menos extendido). Cada carácter esta codificado mediante 8 bits, por ejemplo en ASCII la letra A sería 01000001, la C 01000011. Para intentar asegurar la fiabilidad de la transmisión, se añade un bit adicional denominado bit de paridad, añadiendo un uno o un cero a cada carácter de modo que el número total de unos transmitidos sea par. El carácter C tiene tres unos, por lo que se añadirá un uno sumando así cuatro unos.

Componentes de un {PC}

El ratón

Al comprar los primeros ordenadores, el ratón un periférico apartado por su inutilidad. Las cosas han cambiado y, desde la estandarización de Windows como entorno gráfico, el ratón se ha convertido en imprescindible para el manejo rápido del sistema. Este periférico ha sufrido muchas variaciones en su diseño. Se le han ido incorporando botones para diferentes usos y recientemente se les ha añadido una rueda para moverse con más facilidad por las páginas de Internet.

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Existen diferentes tecnologías con las que funcionan los ratones: mecánica, óptica y opto mecánica. La mecánica era poco precisa y estaba basada en contactos físicos eléctricos a modo de escobillas que en poco tiempo comenzaban a fallar. Los ópticos son muy precisos, pero necesitan una alfombrilla especial colocada en una orientación determinada. La más utilizada hoy día es la última, que ene su parte inferior cuentan con una bola que rueda al deslizar el ratón sobre la superficie de la mesa o de una alfombrilla, el movimiento de la bola se transmite a dos ejes perpendiculares y de éstos a unas ruedas dentadas con un sistema óptico que permite captar el giro de cada una de estas ruedas, y, mediante la electrónica del ratón, estos valores de movimiento serán enviados por el puerto serie (COM 1, COM 2,..) al ordenador.

Existen ratones especiales, como por ejemplo los trackballs , que son dispositivos en los cuales se mueve una bola con la mano, en lugar de arrastrarla por una superficie. Son los dispositivos más utilizados en los portátiles En los modelos más modernos se ha estandarizado las ruedas de arrastre que permiten visualizar más rápidamente las páginas de Internet.

Módem

Módem es el acrónimo de modulador / demodulador, es decir, un dispositivo que transforma las señales digitales del ordenador en señal telefónica analógica y viceversa, con lo que permite al ordenador transmitir y recibir información por la línea telefónica.

La principal distinción entre los módems es entre internos y externos:

  • Internos: consisten en una tarjeta de expansión sobre la cual están dispuestos los diferentes componentes que forman el módem. Existen para diversos tipos de conector:

    • ISA: debido a las bajas velocidades que se manejan en estos aparatos, durante muchos años se utilizó en exclusiva este conector, hoy esta en desuso.

    • PCI: el formato más común en la actualidad.

    • AMR: sólo en algunas placas muy modernas. Baratos pero poco recomendables por su bajo rendimiento.

La principal ventaja de estos módems reside en su mayor integración con el ordenador, ya que no ocupan espacio sobre la mesa y toman su alimentación eléctrica del propio ordenador. Además, suelen ser algo más baratos debido a carecer de carcasa y transformador. Por contra, son algo más complejos de instalar y la información sobre su estado sólo puede obtenerse mediante software

  • Externos: son similares a los anteriores pero metidos en una carcasa que se coloca sobre la mesa o el ordenador. La conexión con el ordenador se realiza generalmente mediante uno de los puertos serie o "COM", por lo que se usa la UART del ordenador, que deberá ser capaz de proporcionar la suficiente velocidad de comunicación; actualmente ya existen modelos para puerto USB, de conexión y configuración aún más sencillas. La ventaja de estos módems reside en su fácil transportabilidad entre ordenadores, además de que podemos saber el estado el módem (marcando, con / sin línea, transmitiendo...) mediante unas luces que suelen tener en el frontal. Por el contrario, son un trasto más, necesitan un enchufe para su transformador y la UART debe ser la adecuada.

La velocidad es el parámetro que mejor define a un módem. Las velocidades de los módems vienen expresadas en bits por segundo, bps. El estándar más habitual y el más moderno está basado en la actual norma V.90 cuya velocidad máxima está en los 56 Kbps (Kilobits por segundo). Esta norma se caracteriza por un funcionamiento asimétrico, puesto que la mayor velocidad sólo es alcanzable "en bajada", ya que en el envío de datos está limitada a 33,6 Kbps.

Otra consideración importante es que para poder llegar a esta velocidad máxima se deben dar una serie de circunstancias que no siempre están presentes y que dependen totalmente de la compañía telefónica que nos presta sus servicios, pudiendo ser en algunos casos bastante inferiores.

Posiblemente, el componente más importante de un módem es el chip UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), encargado de transmitir los datos; existen varios modelos de UART, el más básico de los cuales es el 8250A, empleado en ordenadores 286 y 386 y ya obsoleto.

La velocidad de comunicación entre el módem y el ordenador debe ser mayor que a la que se están comunicando nuestro módem y el módem remoto. Cuanto mayor sea el flujo de información entre nuestro ordenador y nuestro módem, más libre estará éste para ir dando la información que recibe del exterior y mejor será el rendimiento. Un módem de 55.600 bps tiene una velocidad de comunicación con el ordenador de 115.200 bps (muy superior al valor nominal), quien controla y limita estos valores de transmisión es la UART.

Se suelen oír expresiones como módem ADSL o incluso módem RDSI, aunque esto no es cierto en estos casos, ya que estas líneas de tipo digital no necesitan de ningún tipo de conversión de digital a analógico, y su función en este caso es más parecida a la de una tarjeta de red que a la de un módem.

La línea RDSI, la Red Digital de Servicios Integrados (ISDN en inglés), o lo que es lo mismo: la línea de teléfono digital. Lo que distingue a estas líneas no es el cable, que en la mayoría de los casos es el mismo, sino el método de utilizarlo: se utiliza la línea telefónica digitalmente en vez de analógicamente, lo cual implica que la cantidad de información transmitible por la línea es mayor. La instalación de una conexión a Internet por RDSI no es mucho más difícil que hacerlo con una normal, y suelen venir en un paquete que incluye la contratación de la línea, la tarjeta RDSI, la conexión a Internet y la instalación a domicilio de todo.

Impresoras

A la hora de realizar un trabajo con el ordenador, tarde o temprano nos surgirá la necesidad de pasar este trabajo al papel, para esto es imprescindible una impresora. Hay tres tipos de impresora:

  • Las impresoras matriciales han sido muy empleadas durante años y hoy en día son sustituidas en muchos entornos, pero siguen siendo insustituibles en trabajos donde haya que imprimir sobre papel de copia. Su funcionamiento consiste en un cabezal dotado de una serie de diminutas agujas que reciben impulsos que las hacen golpear sobre el papel, que a su vez se desplaza por un rodillo sólido (su funcionamiento no es silencioso). Sus características básicas son la velocidad, la calidad y la posibilidad de impresión a color: la velocidad se mide en cps (caracteres por segundo), la calidad se mide por el número de agujas en el cabezal y que oscila entre las 9 y 24 agujas (a mayor número de agujas mayor calidad), y el desarrollo de una tecnología para imprimir en color, pero es evidente que este tipo de impresoras no son las mejores para la impresión de gráficos.

  • Las impresoras de tinta (inkjet) son en la actualidad las más comunes en el ámbito doméstico debido a su muy buena relación calidad / precio. Su funcionamiento también está basado en un cabezal, en este caso injector, dotado de una serie de boquillas que expulsan la tinta según los impulsos recibidos. Aunque al principio únicamente se podía imprimir en blanco y negro, pero el color se popularizó rápidamente. Estas impresoras utilizan cartuchos de tinta, algunas dos (uno para negro y otro para color) que cuando se acaba la tinta son fácilmente reemplazables. El parámetro de calidad lo da la resolución de la imagen impresa, expresada en puntos por pulgada; aunque con 300 ppp basta para imprimir texto, para fotografías es recomendable al menos 600 ppp. Dada su relación precio / calidad, son las impresoras más utilizadas para trabajos domésticos y semi-profesionales.

  • Las impresoras láser son las que mayor calidad y velocidad ofrecen, pero su elevado precio hace que casi exclusivamente sean utilizadas en el ámbito empresarial. En este tipo de impresoras, un tambor cargado de electricidad estática es recorrido por un pequeño rayo láser, cuyo haz actúa invirtiendo la carga en el tambor y atrayendo hacia éste la tinta, que se pega al papel gracias a la presión y calor que sobre él ejercen unos rodillos. Pueden llegar a velocidades muy altas, medidas en páginas por minuto. Su resolución también puede ser muy elevada y su calidad muy alta. Empiezan a ser habituales resoluciones de 1.200 ppp (puntos por pulgada) y velocidades de 16 ppm.

Para conectar la impresora al ordenador es imprescindible que el puerto paralelo sea bidireccional, esto es así debido a que no sólo reciben datos del ordenador, sino que también le envían información, en forma de notificación de errores o situaciones anómalas, respuestas de códigos de control, etc. En los ordenadores de hoy ya se incluye de fábrica el puerto paralelo ECP/EPP (Enchanced Parallel Port) y únicamente hay que verificar que esta opción esté activada.

Escáner

Un escáner es un digitalizador de imagen, en donde digitalizar se entiende por transformar algo analógico (algo real, de precisión infinita) en algo digital (un conjunto finito y de precisión determinada).

El proceso de captación de una imagen resulta casi idéntico para cualquier escáner: se ilumina la imagen con un foco de luz, se conduce mediante espejos la luz reflejada hacia un dispositivo denominado CCD que transforma la luz en señales eléctricas, se transforma dichas señales eléctricas a formato digital en un DAC (conversor analógico-digital) y se transmite el caudal de bits resultante al ordenador.

Componentes de un {PC}
El CCD (Charge Coupled Device, dispositivo acoplado por carga -eléctrica-) es el elemento fundamental de todo escáner, independientemente de su forma, tamaño o mecánica. Consiste en un elemento electrónico que reacciona ante la luz, transmitiendo más o menos electricidad según sea la intensidad y el color de la luz que recibe. La calidad final del escaneado dependerá fundamentalmente de la calidad del CCD; los demás elementos podrán hacer un trabajo mejor o peor, pero si la imagen no es captada con fidelidad cualquier operación posterior no podrá arreglar el problema. Teniendo en cuenta lo anterior, también debemos tener en cuenta la calidad del DAC, puesto que de nada sirve captar la luz con enorme precisión si perdemos mucha de esa información al transformar el caudal eléctrico a bits.

La resolución (medida en ppp, puntos por pulgada) puede definirse como el número de puntos individuales de una imagen que es capaz de captar un escáner. La resolución así definida es la resolución real del escáner. Por tanto un escáner de 300x600 ppp de resolución, nos referimos a que en cada línea horizontal de un pulgada de largo (2,54 cm) puede captar 300 puntos individuales, mientras que en vertical llega hasta los 600 puntos. La resolución óptica viene dada por el CCD y es más importante, ya que implica los límites físicos de calidad que podemos conseguir con el escáner.

Existe también la resolución interpolada que consiste en superar los límites que impone la resolución óptica (300x600 ppp, por ejemplo) mediante la estimación matemática de cuáles podrían ser los valores de los puntos que añadimos por software a la imagen. Por ejemplo, si el escáner capta físicamente dos puntos contiguos, uno blanco y otro negro, supondrá que de haber podido captar un punto extra entre ambos sería de algún tono de gris.

Digitalizar los infinitos matices que puede haber en una foto cualquiera no es un proceso sencillo. Hasta no hace mucho, los escáneres captaban las imágenes únicamente en blanco y negro o, como mucho, con un número muy limitado de matices de gris, entre 16 y 256. Posteriormente aparecieron escáneres que podían captar color, aunque el proceso requería tres pasadas por encima de la imagen, una para cada color primario (rojo, azul y verde). Hoy en día la práctica totalidad de los escáneres captan hasta 16,7 millones de colores distintos en una única pasada, e incluso algunos llegan hasta los 68.719 millones de colores.

Existen diferentes tipos de escáner:

  • De sobremesa o planos: son los modelos más apreciados por su buena relación calidad / precio, aunque también son de los periféricos más incómodos de ubicar debido a su gran tamaño; un escáner para DIN-A4 plano puede ocupar casi 50x35 cm, más que muchas impresoras, con el añadido de que casi todo el espacio por encima del mismo debe mantenerse vacío para poder abrir la tapa. Sin embargo, son los modelos más versátiles, permitiendo escanear fotografías, hojas sueltas, periódicos, libros encuadernados e incluso transparencias, diapositivas o negativos con los adaptadores adecuados. Las resoluciones suelen ser elevadas, 300x600 ppp o más, y el precio bastante ajustado. El tamaño de escaneado máximo más común es el DIN-A4, aunque existen modelos para A3 o incluso mayores.

  • De mano: Hasta hace unos pocos años eran los únicos modelos con precios asequibles para el usuario medio, ya que los de sobremesa eran extremadamente caros. Esta situación a cambiado tanto que en la actualidad los escáneres de mano están casi en vías de extinción. Esto se debe a las limitaciones que presentan en cuanto a tamaño del original a escanear (generalmente puede ser tan largo como se quiera, pero de poco más de 10 cm de ancho máximo) y a su baja velocidad, así como a la carencia de color en los modelos más económicos. Y lo más incomodo, casi todos ellos carecen de motor para arrastrar la hoja, sino que es el usuario el que debe pasar el escáner sobre la superficie a escanear. Todo esto es muy engorroso, pero resulta eficaz para escanear rápidamente fotos de libros encuadernados, artículos periodísticos, facturas y toda clase de pequeñas imágenes sin el estorbo que supone un escáner plano.

  • De rodillo: unos modelos de aparición relativamente moderna, se basan en un sistema muy similar al de los aparatos de fax: un rodillo de goma motorizado arrastra a la hoja, haciéndola pasar por una rendija donde está situado el elemento capturador de imagen.
    Este sistema implica que los originales sean hojas sueltas, lo que limita mucho su uso al no poder escanear libros encuadernados sin realizar antes una fotocopia, salvo en modelos peculiares que permiten separar el cabezal de lectura y usarlo como si fuera un escáner de mano. A favor tienen el hecho de ocupar muy poco espacio, incluso existen modelos que se integran en la parte superior del teclado. En contra tenemos que su resolución rara vez supera los 400x800 puntos, aunque esto es más que suficiente para el tipo de trabajo con hojas sueltas al que van dirigidos.

Bibliografía

  • www.pchardware.org

  • www.duiops.net\hardware

  • www.conozcasuhardware.com

  • www.los periféricos.htm

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