Fundamentos de Electromagnetismo, Electrónica y Computación: Componentes, Arquitectura y Comunicaciones

Ondas Electromagnéticas

Las ondas electromagnéticas están formadas por un campo eléctrico y un campo magnético perpendiculares entre sí. El campo eléctrico crea al magnético y el magnético al eléctrico, regenerándose mutuamente. Viajan o se propagan indefinidamente, salvo que encuentren obstáculos. No necesitan materia para propagarse y viajan a la velocidad de la luz (300.000 km/s). Cuando una onda encuentra un obstáculo, pueden ocurrir tres cosas:

• Rebotar
• Atravesarlo
• Transformar parte de su energía en calor

Características:

• Amplitud: La altura de los picos, directamente relacionada con la fuerza de la onda.
• Polarización: La inclinación de la onda.
• Frecuencia: Número de picos que hay en un segundo (Hz). A mayor frecuencia, los picos están más juntos.

De Analógico a Digital

1. Muestrear: apuntar el valor de la señal analógica en diferentes instantes de tiempo.
2. Cuantificar: ajustar la señal a unos valores fijos.
3. Codificar: convertir los datos en formato binario (a mayor cantidad de valores, mayor calidad).

Arquitectura del Ordenador

En el disco duro residen todos los datos y aplicaciones, incluyendo el sistema operativo (S.O.). Cuando se inicia el ordenador, el S.O. se carga en la RAM. Cuando un periférico envía información al ordenador, se comunica con el S.O. en la RAM y solicita la carga de datos del HDD a la RAM. Estas instrucciones van de la RAM al CPU a través de las memorias caché. El CPU ejecuta las instrucciones, obtiene los resultados y los envía de vuelta a la RAM, y de la RAM a los periféricos y al disco duro.

Fabricación de un Chip

Se hace crecer silicio (cristalizándolo) para crear un cilindro de silicio puro. Este proceso es costoso debido a la alta temperatura necesaria para fundirlo. Se recortan láminas muy finas llamadas obleas (aprox. 40 nanómetros). Se diseñan los circuitos, formados por componentes electrónicos y uniones, por ordenador (diodos, transistores...). El programa informático traduce el circuito en una serie de uniones y pequeños agujeros que se harán en el silicio. Se imprime el diseño a un tamaño muy pequeño, similar al negativo de las fotos, que deja pasar la luz en algunas partes y en otras no. Se coloca sobre la oblea y se aplica distintos tipos de luz para impregnarlo en el silicio. Se añaden los contactos metálicos necesarios y se recubre con un material cerámico para protegerlo.

Órbita Geoestacionaria

Es una trayectoria alrededor de la Tierra que siempre está sobre el mismo punto del planeta. Su velocidad angular y su período son los mismos. No hay otra órbita que cumpla estas características. Está a 36.000 km de la superficie. Si está a menor distancia, hay que aumentar la velocidad del satélite para que no se acerque a la Tierra. Si está más cerca, aumenta la gravedad. La gran ventaja de tener un satélite en esta órbita es que siempre estará en el mismo punto sobre la Tierra y no hay que redireccionar la antena. El gran inconveniente es que varias zonas del planeta no captan la señal debido a su posición.

Válvula Electrónica vs. Transistor

Las válvulas electrónicas, también llamadas válvulas de vacío, están hechas de vidrio y funcionan al vacío. Su función es dejar pasar o no la señal eléctrica. Su inconveniente es que son grandes, frágiles y consumen mucha energía. El transistor es más pequeño, más barato y consume menos energía, realizando la misma función que una válvula de vacío y, por lo tanto, la sustituye. Los transistores están hechos de silicio, un semiconductor que se comporta como conductor o aislante dependiendo de las condiciones.

Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC)

Son aparatos electrónicos que manejan información (crean, almacenan, transmiten, representan).

Fibra Óptica

Son cables que, por dentro (fibra de vidrio), envían ondas electromagnéticas de la frecuencia de la luz. Son mejores que las ondas de radio porque tienen más frecuencia y pueden mandar más información, pero su señal se pierde más fácilmente, cada 16 km (trifásico) o 100 km (monofásico).

Informática Distribuida

Se pretende aprovechar el procesamiento de todos los ordenadores conectados para crear un superordenador virtual.

Tipos de Memoria

Memoria RAM

Memoria de acceso aleatorio, en la que se puede leer y escribir información. Además, es volátil, por lo que al apagar el ordenador se pierde su contenido (SIMM, DIMM, DDR, RIMM).

Memoria Caché

Es un tipo de memoria RAM mucho más rápida que la convencional. Su misión es almacenar las instrucciones o los datos que el microprocesador acaba de utilizar.

Memoria Virtual

Es una técnica de gestión de la memoria que permite que el sistema operativo disponga, tanto para el software de usuario como para sí mismo, de mayor cantidad de memoria que la disponible físicamente.

Memoria ROM-BIOS

Es de solo lectura, es decir, no se puede grabar en ella. Contiene información grabada por el fabricante, que no desaparece al desconectar el ordenador.

Memoria RAM-CMOS

Es una cantidad de memoria incorporada en un chip de la placa base cuya función es almacenar parte de la configuración del sistema.

Funcionamiento de la Impresora Láser

El dispositivo de impresión consta de un tambor fotoconductor unido a un depósito de tóner y un haz láser que es modulado y proyectado a través de un disco especular hacia el tambor fotoconductor. El giro del disco provoca un barrido del haz sobre la generatriz del tambor. Las zonas del tambor sobre las que incide el haz quedan ionizadas y, cuando esas zonas (mediante el giro del tambor) pasan por el depósito del tóner, atraen el polvo ionizado de éste. Posteriormente, el tambor entra en contacto con el papel, impregnando de polvo las zonas correspondientes. Para finalizar, se fija la tinta al papel mediante una doble acción de presión y calor.

Para la impresión láser monocroma se hace uso de un único tóner. Si la impresión es en color, es necesario contar con cuatro (uno por cada color base, CMYK).

Las impresoras láser son muy eficientes, permitiendo impresiones de alta calidad a notables velocidades, medidas en términos de "páginas por minuto" (ppm).