Tema 2 Puertos y Periféricos

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Tema 2
Puertos de conexión y Periféricos
Dictino Chaos García
dchaos@dia.uned.es
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Fundamentos de la Informática Dictino Chaos GarcíaTema 2: Periféricos
¿Qué son los periféricos?
• Todo lo que hay alrededor (la periferia) de la CPU
• Sirven para introducir, extraer (E/S) o almacenar
información del computador.
• Hay muchos tipos:
– Teclado y ratón
– Monitor
– Impresora
– Altavoces
– Micrófono
– CD/DVD
– Discos duros portátiles
– Webcam
– …
• Muchos de ellos permiten interactuar con el ordenador
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Interacción con el ordenador
• Los periféricos de E/S (entrada/salida) son los que permiten 
interacción con la CPU
• Entradas:
– Texto
– Sonidos (voz)
– Posición (ratón o similar)
– Dibujo o trazado
– Imágenes (webcam, escáner)
– o movimientos (joystick…)
• Salidas:
– Imagen (pantalla, cañón… esta pizarra por ejemplo)
– Impresión (en papel o incluso objetos en 3D)
– Audio (altavoces)
– Salida sensorial (ej cascos de realidad virtual, joystick con 
realimentación de fuerza…)
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¿Cómo funcionan?
• Teclado
– Cada tecla es un interruptor y al pulsarlo se cierra
– Todas las teclas forman una matriz
– Cuando se pulsa una lo detecta el chip y emite una 
interrupción IRQ con un código scan (“oye CPU que han 
pulsado la tecla 25”)
– La CPU interpreta el código adecuadamente.
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¿Quién ha ordenado así las teclas?
• Teclado QWERTY
– Herencia de la máquina de escribir
– Les resulta fácil teclear a los ingleses (las teclas más 
usadas son fáciles de alcanzar y distribuidas entre los 
dedos)
– Grupos de teclas:
• Principal (letras, números, .,?, Alt y Ctrl)
• Gestión de imagen (flechas, imprimir pantalla)
• Numéricas (0-9 +-*/)
• Funciones (F1 a F12, por ejemplo F1 suele ser ayuda)
• Funciones locales (ejemplo imprimir pantalla)
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Apunten y disparen…
• Ratones:
– Mueve el cursor y permite pulsar
click
– A veces controla la posición de la 
pantalla (scroll)
• Muchos tipos:
– Mecánico (una bola gira y unas 
ruedas detectan el movimiento)
– Óptico (ilumina el suelo, toma 
fotos y “ve” el movimiento) + 
resolución
– Láser (la fuente de iluminación es 
un láser) todavía mejor
– Trackball (la bola está arriba) 
– Touchpad (el usuario toca una 
superficie plana)
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Plug and play
• Conexión “en caliente” Ósea sin apagar…
• Protocolo para descubrir los dispositivos 
• Permite al SO buscar drivers (programas para 
usar el dispositivo) instalarlos automáticamente
• Apple y luego Windows (En sus inicios era “plug
and pray” Enchufa y reza ;) ahora funciona 
mucho mejor
• https://www.youtube.com/watch?v=UjZQGRATlwA
• Es ubicuo (por ejemplo enchufas un Pendrive por 
USB y al cabo de un rato “funciona”)
https://www.youtube.com/watch?v=UjZQGRATlwA
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Pantallas
• La E/S empezó con la infame
• En los 60 se paso al teletipo
– Por lo menos era legible…
• En los 70 apareció el CRT
– El fósforo verde, que recuerdos…
– Luego vino el color
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Pantallas planas
• LCD (cristal líquido)
– Lay que iluminar con fluorescentes por detrás
– LCD-TFT añaden un transistor de control
• Led: La luz trasera se cambia por leds
• OLED cada pixel es un led orgánico 
independiente (mucho mejor imagen)
• Plasma: Cada pixel es un plasma que emite luz 
(como un tubo fluorescente)
• DLP/DMD: Espejos→ - efecto arco iris y más 
profundos + más contraste
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¿Qué pantalla es mejor?
• Tamaño y proporción
– Tamaño en pulgadas de la diagonal (ej 21 pulgadas), ojo en los CTR es el 
tamaño de la “caja” y en los modernos de la pantalla en si.
– Proporción: 4:3 o 16:9
• Resolución
– Cada punto es un pixel
– Suelen ser cuadrados y por tanto van en la misma relación que la proporción 
ej: 800x600→4:3 1280x1024→16:9
• Tamaño de punto (-=mejor)
• Área útil (+=mejor)
• Ángulo de visión (+=mejor)
• Luminancia (candelas que emite de luz)
• Tiempo de respuesta (-=mejor)
• Contraste: ratio entre la intensidad del Blanco y del negro ej. 50000:1 es 
mejor que 30000:1 (+=mejor)
• Consumo (-=mejor)
• Frecuencia de actualización Hz (o imágenes distintas que se muestran por 
segundo +=mejor)
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Impresión
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Impresión
• 50 Inyección de tinta
– Baratas
– Mantenimiento caro
• 70 Láser
– La tinta es sólida (polvo)
– El láser carga un rodillo, se pega el 
tóner y se pasa al papel
– + Rápida
• Mulifunción->incluye escáner
• Ploters
– De pluma (planos)
– De corte (ej: pegatinas)
• 3D Producen objetos
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Características
• Resolución (ppp=puntos por pulgada)
– Más es mejor
– Ej 600dpi = 600 puntos por pulgada lineal o 
600x600=360000 puntos por pulgada cuadrada 
(55800 puntos por cm2)
• Velocidad (páginas por minuto)
• Tipos de tinta 
– (B/N)
– O color (CMYK) cian magenta amarillo y negro
• ¿Por qué 4 y no 3? 
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Interactividad
• Inter-acción: acción recíproca
– Se inicia con el teletexto
– Más tarde se relaciona con el web
• El ordenador muestra algo y yo puedo tocarlo, 
moverlo… interactuar con él y el ordenador 
responde a la interacción (re-alimentación).
• Pantalla táctil (sin comentarios…)
• Tabletas digitalizadoras (más precis)
• Pizarra interactiva (esta)
– Muchos tipos US, electromagnética, infrarroja, 
resistiva, óptica)
• Mandos
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Entrada óptica
• Escáner
– Toma una foto del documento
– OCR: Lee el documento
• Lector de código de barras
• Lector de huella
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Dispositivos audiovisuales (entrada)
• Vídeo
– Cámaras (con memoria camcoders)
• SD, HDD…
– Pueden codificar el vídeo en varios formatos
• Audio
– Mide la presión del aire y la digitaliza (lo contrario 
al altavoz…)
– Mesas de mezclas: permite manipular el audio
• Reconocimiento de voz
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Salida
• Proyectores
– De video o LCD (como el que usamos ahora)
– Retroproyector (diapositivas)
– Holográfico (en 3d)
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Puertos de conexión
• La conexión puede ser cableada
– Muchos tipos como veremos
– Serie o paralela (cap. anterior)
• O inalámbrica
– Wifi bluetooth…
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Cable serie
• Es unidireccional en cada instante (los bits se 
transmiten de uno en uno del emisor al 
receptor que se turnan)
• Controlado por un chip UART
– Convierte de serie a paralelo para enviarlo al bus 
del sistema y viceversa
• Puerto serie RS-232 y PS/2
– Más antiguos
– Llamados puertos COM
– Asíncrona (empieza a emitir cuando quiere)
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Más cables…
• USB
– Más moderno 1995
– Más dispositivos (hasta 127)
– Más rápido (1,5 Mb/s hasta 5Gb/s 3,0)
– Es un estándar universal (de amplio uso)
– Llevan alimentación (no hace falta otro cable)
– Plug-and-play
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Y todavía más cables…
• FireWire
– IEEE 1394 (estándar oficial)
– Más rápido que los primeros USB (400Mb/s)
– Enlace directo entre dispositivos (sin molestar al 
computador)
– Isócrono (transmite en tiempo real, por ejemplo 
video vigilancia)• Serie ATA (SATA)
– Sustituye al ATA que era paralelo
– Más rápido que ATA (1,2Gb/s)
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…Y más cables….
• De vídeo
– Analógico señal directa que iría a la TV (o pantalla 
CRT)
• RCA (video compuesto)
• VGA: Conector 15 pines con resolución mínima800x600
– O Digital: La señal está codificada
• DVI (tiene versión analógica y digital y mixta)
• HDMI Digital y de alta resolución
– + ancho de banda 18Gb/s
– + canales (32)
– Comandos de control de los dispositivos
– Imagen 21:9
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Y quedan los paralelos…
• Los primeros se usaron en impresoras (1981 ☺)
– 8 cables→8 bits a la vez (un byte)
– 2.4 Mb/s
• Centronics (fabricaba impresoras)
– Bidireccional (8 líneas por cada sentido + control=25 hilos)
– LPT1,2,3… o /dev/lp0,1…
– Se extendió para conectar CDs Discos duros, etc
• IDE (o PATA de Paralel ATA)
– Pensado para conectar discos
– Se acabó integrando en la placa base
– Dos tipos de dispositivo
• Maestro (el que manda)
• Esclavo (el que “obedece”)
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+ Paralelos
• SCSI (Small Computer System Interface)
– No era muy “estándar” (12 tipos…)
– Necesitaba una tarjeta de expansión (controladora 
SCASI)
– Soportaba 30 dispositivos
– Varias velocidades
• Versiones 1-3 de 5 a 80Mb/s
• Puerto de juegos (game port)
– Para joysticks y otros dispositivos
– Era analógico (hay que calibrar)
– Permitía MIDI (Musical Instrument Digital Interface)
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Hasta el moño de los cables…
• Puertos inalámbricos
– Para evitar el engorro de los cables
– Pueden usar luz u ondas de radio
• Infrarrojos (estándar IrDA)
– Como el mando de la tele
– Hay que “apuntar” con la luz
• Sin obstáculos
• De cerca
• Bluetooth
– Radio de corto alcance 10-15m 4mB/s
– Usa la técnica del salto de frecuencia para crear canales y evitar interferencias
– Se forma la red cuando se acercan los dispositivos (Protocolo de 
descubrimiento)
– Para el SW aparece como un puerto COM
• WIFI
– También es por radio a 2,5GhZ
– Más alcance 100-150m
– Más velocidad…
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Sensores
• Sirven para medir alguna magnitud física e 
interactuar con el entorno.
– Mucho de lo ya contado son realmente sensores
– Ejemplos:
• Acelerómetro
• Giróscopo
• Magnetómetro (brújula)
• GPS…
• Etiquetas RFID (Radio Frequency Identification)
– Es una antena y un chip, recibe RF y responde con una 
señal con su ID u otras informaciones
– Son pasivas (obtienen energía de la señal entrante)
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IoT
• Internet de las cosas
– Muchos sensores interconectados por internet
• Por ejemplo bombilla que se enciende con wifi
• O el botón “dash” de Amazon
– Mucha proyección de futuro
• ¿Cómo llegamos aquí?
– Procesadores + pequeños y baratos
– Muchos sensores disponibles
– Mejores conexiones de red (Ethernet, wifi, móvil..)
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Wearables (vestibles)
• Cosas que se llevan puestasm, ej.
– Reloj inteligente
– Pulsera de actividad
– Ropa inteligente… (futuro)
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Gafas 3D
• Para ver en 3D cada ojo ha de ver una cosa 
distinta
– Si no nos sobraría un ojo…
• Hay varios tipos
– Pasivas
• Coordinadas con una pantalla
• Solo seleccionan que imagen ve cada ojo
– Por filtros de color
– Por polarización de la luz
– Activas
• De obturación (sincronizadas con la pantalla)
• De display (tienen dos pantallas dentro)
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Hardware Libre con SW abierto
• El usuario puede modificarlo a su gusto y 
redistribuir las modificaciones.
• Para eso ha de ser abierto (se tiene que poder 
ver el código y los planos)
• Ejemplos 
– Rarspberry: Ordenador completo
– Arduino: Microcontrolador
• Sin disco, sin SO…
• Tienen puertos de E/S para conectar sensores
– GPIO (general purpose Input/Output)
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Ergonomía
• Ergos-nomos: “Ley del trabajo”
• Se tata de adaptar los dispositivos a las 
personas (no al revés…)
• Han de ser dispositivos cómodos.
• Ejemplos:
– Los teclados planos fuerzan la muñeca a soportar 
el peso del brazo (síndrome del túnel carpiano)
– Los ratones con formas extrañas también dañan la 
mano y la muñeca
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Estado actual
• IoT en gran auge
• Tendencia a la ciudad inteligente
– Control del tráfico
– Gestión de la contaminación…
• En el 2020 habrá 26.000.000.000 de “cacharritos” 
(buen negocio $$$)
• E-sports: jugadores profesionales 
– Dispositivos de gran calidad EJ: ratón de 18000dpi
• Impresión 3D
– Lejos de ser un juguete
– RepRap (HW que se “imprime a si mismo”)
– Hay miles de diseños listos para imprimir 
https://www.thingiverse.com/
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