Trabajo práctico de SSI

Tema: Monitores, placas de video y modems.

Fecha de entrega: 2/11/1998.

División: 4º bto Informática “B”.

Modem

Introducción

El sistema telefónico es un dispositivo analógico, diseñado, cuando la electrónica digital no era desconocida, para transmitir los sonidos y tonos de la voz humana. Esos sonidos son llevados electrónicamente en una señal analógica cuando una corriente electrónica continua que varía suavemente su frecuencia y fuerza. Puede estar visualizada en un osciloscopio como una línea ondulada, así:

Un módem es el puente entre la señal analógica y la digital. En el terminal receptor de una conexión de teléfono, un segundo módem efectúa lo contrario: Modula las señales analógicas de nuevo en códigos digitales. Los dos términos MODular y DEModular dan al módem su nombre.

El Módem es un equipo utilizado para la comunicación de computadoras a través de líneas analógicas de transmisión de datos. El módem convierte las señales digitales del emisor en otras analógicas susceptibles de ser enviadas por teléfono. Cuando la señal llega a su destino, otro módem se encarga de reconstruir la señal digital primitiva, de cuyo proceso se encarga la computadora receptora. En el caso de que ambos módems puedan estar transmitiendo datos simultáneamente, se dice que operan en modo full-duplex; si sólo puede transmitir uno de ellos, el modo de operación se denomina half-duplex.

Para convertir una señal digital en otra analógica, el módem genera una onda portadora y la modula en función de la señal digital. El tipo de modulación depende de la aplicación y de la velocidad de transmisión del módem. Los módems de alta velocidad, por ejemplo, utilizan una combinación de modulación en amplitud y de modulación en fase, en la que la fase de la portadora se varía para codificar la información digital. El proceso de recepción de la señal analógica y su reconversión en digital se denomina demodulación. La palabra módem es una contracción de las dos funciones básicas: modulación y demodulación.

Los primeros módems eran muy aparatosos y sólo podían transmitir datos a unos 100 bits por segundo. Los más utilizados en la actualidad en los ordenadores personales transmiten la información a más de 33 kilobits por segundo. Pueden incluir funciones de fax y de contestador automático de voz.

Modos de transmisión

En el interior de la computadora e incluso con algunos periféricos próximos, la transmisión de información se realiza en paralelo, es decir, se transmite simultáneamente una palabra de información, utilizando para ello tantos hilos de comunicación como bits componen la palabra. En cambio, en las transmisiones a larga distancia no es rentable ni fiable la utilización de este sistema ya que aumenta considerablemente la complejidad y el costo de los circuitos; por ello se utiliza la transmisión en serie, enviándose un bit tras otro mediante un único circuito.

Se denomina sincronización al proceso mediante el cual el equipo receptor conoce los momentos exactos en que debe medir la magnitud de la señal para identificar la información transmitida.

Simplex

La transmisión de datos se realiza en un único sentido, desde una estación emisora a una estación receptora, que generalmente corresponden a un terminal como origen y una computadora central como destino, o bien una computadora como origen y una impresora o unidad de visualización como destino.

Semiduplex (half-duplex)

Se denomina así al modo de transmisión en el que el envío de datos se realiza en ambos sentidos. Pero no simultáneamente. Por tanto, los equipos conectados con este modo son ambos emisor y receptor, aunque en cada momento realizan una sola de estas funciones, alternando el sentido de la comunicación cada vez que sea necesario.

Es el modo mas utilizado por permitir comunicación en ambos sentidos a un costo reducido.

Duplex (full-duplex)

Mediante este modo se establece la comunicación de datos a través de la línea de teleproceso en ambos sentidos simultáneamente, lo que permite una mayor agilización de las operaciones de recepción de datos y envío de resultados.

A pesar de ser él más eficiente, no es el mas utilizado, debido al costo superior que implica el uso de equipos y redes de telecomunicación más complejos.

Velocidad de transmisión

La velocidad de transmisión corresponde a la cantidad de información que se transmite por una línea de telecomunicación en la unidad de tiempo. Se mide en diferentes magnitudes:

• Baudios: Número de estados de señal transmitidos por unidad de tiempo.

• Bit por segundo (bps): Número de bits de información que se envían cada segundo.

• Caracteres por segundo (cps): Número de caracteres o bytes que se envían por segundo.

Si se utilizan dos estados de señal (representando los dos bits de información 0 y 1), coincide el valor medido en baudios y bps en cambio, si se utilizan mas estados o niveles (transmisión multinivel), la relación entre los valores medidos corresponde a la siguiente expresión:

Baudios = log 2 N * bps

Estableciendo el protocolo (handshaking - apretón de manos)

El protocolo

Definimos como protocolo de comunicaciones al conjunto de normas, convenciones y procedimientos que regulan la comunicación de datos y la compartición de procesos entre diferentes equipos, bien totalmente o bien en alguno de sus aspectos.

Para posibilitar la interconexión de diferentes equipos informáticos a través de las distintas redes de comunicación, obteniéndose lo que se denomina sistemas abiertos, ha sido necesario establecer una serie de convenciones que afectan a los requerimientos físicos y a los procedimientos a seguir. Para ello, diversos organismos internacionales se han encargado de dictar las normas necesarias, principalmente la ISO (International Standard Organization) a escala mundial y el CCITT (Consultive Committe for International Telephone and telegraph) en el ámbito europeo.

Antes de sus normalizaciones, cada fabricante establecía sus propias normas o protocolos, lo que impedía la comunicación entre equipos de diferentes fabricantes y el uso de redes ajenas.

Para el establecimiento de las normas, que afectan a gran cantidad de elementos implicados en la comunicación, se ha decidido dividir el problema en otros más pequeños determinándose una serie de subconjuntos denominados niveles de la comunicación. Cada nivel con templa una parte de los elementos afectados. Sus requerimientos y convenciones se abordan de forma independiente, lo que permite que las modificaciones en un nivel no afecten a los restantes.

En general, el conjunto de niveles establecidos junto con sus protocolos se denomina arquitectura de la red.

La organización ISO ha definido la normalización entre equipos informáticos 7 niveles en cuanto a su arquitectura.

Cada uno de estos niveles trata de dar respuesta a cada uno de los interrogantes que se plantean en la utilización de una red teleinformatica. Sirva como ejemplo el siguiente esquema simplificado de ello:

• ¿Qué se desea hacer? ............................................... Aplicación

• ¿Cómo me entenderá el otro proceso?...................... Presentación

• ¿Con quién y cómo se establece la comunicación?.. Sesión

• ¿Dónde está el otro proceso?....................................Transporte

• ¿Por qué ruta se llega allí?........................................ Red

• ¿Cómo ir a través de esa ruta? ................................. Enlace

• ¿Cómo se puede conectar al medio físico?............... Físico

Monitores

Introducción

Cuando se crearon las primeras PC, surgió la necesidad de representar de alguna manera la información obtenida. Y la forma mas cómoda de hacerlo era visualizándola en pantalla. Con el correr de los años la tecnología fue avanzando dejando de lado a los antiguos monitores monocromáticos y abriendo paso a los monitores color y de excelente resolución como los actuales.

En la actualidad, hay dos tipos de monitores utilizándose: los CRT y de cristal líquido.

PIXEL

Píxel, en informática, abreviatura del concepto inglés picture element. Se trata de un punto en una rejilla rectilínea de miles de puntos tratados individualmente, para formar una imagen en la pantalla de la computadora o en la impresora. Igual que un bit es la unidad de información más pequeña que puede procesar un ordenador o computadora, un píxel es el elemento más pequeño que el hardware y el software de pantalla e impresora pueden manipular al crear cartas, números o gráficos. Por ejemplo, la letra A está compuesta realmente por un conjunto de píxeles dentro de una rejilla, como la que se muestra a continuación

Una imagen también se puede representar con más de dos colores. Si un píxel tiene sólo dos valores de color (normalmente blanco y negro), se puede codificar con un solo bit de información. Cuando se utilizan más de dos bits para representar un píxel, es posible representar un rango mayor de colores y niveles de gris. Con dos bits se representan cuatro colores o niveles de gris, con cuatro bits se representan dieciséis colores, y así sucesivamente. Por lo general, una imagen de dos colores se denomina mapa de bits, y una imagen con más de dos colores se denomina mapa de píxeles.

Monitores CRT

Estos son los que se utilizan generalmente para las PC de escritorio. Su funcionamiento se podría dividir en cuatro partes fundamentales.

La primera consta de tres cañones que emiten electrones cuando sus cátodos alcanzan una cierta temperatura obtenida a partir del calor brindado por un filamento. Una vez emitidos son desviados por una bobina electromagnética que los dirigirá a cada uno de los rayos a un punto específico de la pantalla; esta según nuestra calificación sería la segunda etapa. Antes de impactar con la pantalla ocurre lo que denominaríamos como la tercera etapa, los rayos pasan a través de agujeros llamados mascara de sombra. El objetivo de esta máscara es mantener los rayos de electrones precisamente alineados con sus blancos en el interior de la pantalla CRT. La cuarta y última etapa el electrón golpea el revestimiento de fósforo dentro de la pantalla (el fósforo es un material que se ilumina cuando es golpeado por electrones). Son utilizados tres materiales de fósforos diferentes: uno rojo, otro azul y el último verde. El mas fuerte de los electrones irradiado golpea el fósforo, que se ilumina mas cuanto mayor sea el número de electrones emitidos. Si cada punto rojo, verde y azul es golpeado por rayos de electrones igualmente intensos, el resultado es un punto de luz blanca. Para crear diferentes colores, la intensidad de cada uno de los tres rayos es variada. El punto de color creado, se denomina PIXEL y es la mínima unidad de representación en una pantalla. Para representar una imagen (letras, números, símbolos, etc.) en la pantalla, se necesita un conjunto de pixeles.

Después de que un rayo deje un punto de fósforo, éste continua iluminado brevemente, a causa de una condición llamada consistencia. Para que la imagen permanezca estable debe ser reactivado repitiendo la localización de los rayos de electrones.

Barrido horizontal

Para que la imagen se mantenga estable en la pantalla, es necesario que los rayos de electrones, la recorran en su totalidad. El mecanismo utilizado para este fin, es llamado barrido horizontal. Para lograrlo, la bobina va desviando cada haz de electrones de forma tal que recorra toda la pantalla en forma horizontal. El recorrido comienza en la esquina superior izquierda de la misma y se va desplazando de izquierda a derecha y de la parte superior a la inferior de la pantalla. Al llegar a la derecha de la pantalla, realiza una operación llamada rastreo que consiste en ubicar el haz de electrones emitido justo debajo del comienzo de la línea de pixeles anterior. Mientras esto ocurre, los cañones de electrones se apagan para no marcar el fósforo. Este proceso se repite hasta que los haces de electrones hayan llegado a la parte inferior derecha de la pantalla. Una vez aquí, se puede decir que se ha concluido un campo, los cañones se apagan y el haz vuelve a la esquina superior izquierda de la pantalla.

Este proceso se repite aproximadamente 60 veces por segundo y esto es llamado frecuencia de refresco y se mide en campos sobre segundo.

Dentro de los monitores, existe otro sistema de barrido horizontal. El interlazado permite crear resoluciones mas altas (rastrear mas líneas) con componentes más baratos.

La diferencia con los monitores no entrelazados, es que en el no entrelazado, se rastrea línea por línea. Mientras que en el entrelazado, se rastrean las líneas impares primero y las impares después. Pero el apagado del fósforo entre cada una de las pasadas puede ser más visible, causando un parpadeo en la pantalla. Este parpadeo puede producir cansancio ocular.

Monitores de cristal líquido

La luz, emanando de un panel fluorescente detrás de un panel de visualización de un ordenador portátil, se esparce en ondas que vibran en todas direcciones. Un filtro polarizable frente a un panel de luz permite pasar solamente las ondas luminosas que están vibrando mas o menos horizontalmente. El hecho de que el filtro polarizable no sea totalmente preciso permite que la visualización cree diferentes matices.

En una capa de células de cristal líquido, el adaptador gráfico aplica una carga eléctrica variable a una parte de las células y ninguna carga a las otras células. En las células que la corriente ha sido aplicada, las moléculas que conforman las varillas largas de material cristal líquido, reacciona ante la carga formando un espiral. A mayor carga, mayor espiral de moléculas. Con mayor carga, las moléculas al final de la celda están girados unos 90 grados del ángulo de la orientación de las moléculas en el otro extremo de la célula.

La luz polarizada entra en las celdas de la parte trasera y son giradas a lo largo del camino espiral de las moléculas. En las celdas a las que se aplicó una carga completa, la luz polarizada emerge vibrando 90 grados de su alineamiento original. La luz pasando a través de las celdas que no tienen aplicado carga, emergen sin cambio. Las celdas que reciben una carga parcial giran la luz a algún ángulo entre 0 y 90 grados, dependiendo de la cantidad de carga.

La luz emergiendo de cada una de las células de cristal líquido pasa a través de uno de tres filtros de colores, rojo, azul o verde, que ordena unos cerca de otros.

Los rayos coloreados de luz pasan a través de un segundo filtro polarizable que es alineado para permitir pasar solamente ondas luminosas que estén vibrando mas o menos verticalmente. La luz que pasa a través de un cristal líquido a la que se le ha aplicado una carga eléctrica completa es ahora orientada perfectamente para pasar a través del segundo filtro.

Debido a que el filtro no es totalmente preciso, parte de las ondas luminosas que pasaron a través de la celda con una carga parcial, y que por consiguiente fueron parcialmente giradas, pasan a través del filtro mientras que los otros están bloqueados. La luz que no fue girada cuando pasó a través del cristal líquido es ahora bloqueada totalmente. En el ejemplo mostrado aquí, el 100% del rayo rojo es emitido con el 50% de la luz verde pasa a través y la luz azul es bloqueada totalmente. El resultado aparece al ojo humano como un punto único o luz pálida.

Resolución

La resolución es el número de puntos de imagen (pixeles) en la pantalla. Esto es uno de los parámetros mas importantes para determinar la calidad de visualización de imágenes.

Densidad de puntos de imagen

La resolución viene determinada por el número de puntos de imagen en filas y columnas, por lo que no depende del tamaño de la pantalla. Como consecuencia de lo anterior, para una resolución dada, cuanto menor es la pantalla mas cerca aparecerán los puntos, dando la imagen mayor sensación de continuidad en sus trazos. Por el contrario, cuanto mayor es la pantalla menor es la calidad de la imagen por ello, un parámetro de interés es la densidad de puntos de imagen, que se puede dar en puntos/pulgadas (d/i, o dpi -Dots per inche-). Hay que tener en cuenta que el ojo humano es capas de resolver 380 d/i en una imagen vista a una distancia de 45 cm. Un texto impreso de una revista alcanza una resolución de 1200 d/i. Uno de los objetivos tecnológicos de las pantallas grandes es conseguir densidades de grabación de 300 d/i. El tamaño del punto de la imagen, aproximadamente será la inversa de la densidad de puntos (en realidad es menor, ya que entre puntos hay una separación llamada Dotpitch).

Placa de vídeo

Sistemas monocromáticos

Adaptador MDA (Monochome Display Adapter)

Textos: 25 - 80 celdas de 9 - 14 pi

Adaptador HGC (Hercules Graphic Card)

Textos: 25 - 80 celdas 9 - 14 pi

Gráficos: 720 - 348 pi

Sistemas color / monocromos:

Adaptador CGA (Color Graphics Adapter)

Textos: 25 - 80 de 8 - 8 pi

Gráficos: 320 - 200 pi; 4 colores

640 - 200 monocromo

Adaptador EGA (Enhanched Graphics Adapter)

Textos: 25 - 80 celdas de 8 - 14 puntos

Gráficos: 640 - 350 pi; 16 colores

Adaptador VGA (Video Graphics Array)

Textos: 25 - 80 celdas de 9 - 16 pi

Gráficos: 640 - 480 pi; 16 colores

320 - 200 pi; 256 colores

Adaptador XGA (Extended Graphics Array)

Gráficos: 1024 - 768 pi con 256 colores

Adaptador SuperVGA (Super Video Graphics Array)

Textos 25 - 80 celdas de 9 - 16 pi

Gráficos: 1024 - 786 pi; 256 colores

Adaptador Macintoch: 1152 - 882 pi con 256 colores

SUM 3/200 (Mod. 260): 1600 - 1280 pi

TV de alta definición: 1280 - 1024; 224 colores