HARDWARE

Hardware (pronunciación IPA: /ˈhɑːdˌwɛə/ ó /ˈhɑɹdˌwɛɚ/) es una palabra proveniente del inglés[1] definido por la RAE como el conjunto de elementos materiales que conforman una computadora [2] , sin embargo, es usual que sea utilizado en una forma más amplia, generalmente para describir componentes físicos de una tecnología, así el hardware puede ser de un equipo militar importante, un equipo electrónico, un equipo informático o un robot. En informática también se aplica a los periféricos de una computadora tales como el disco duro, CD-ROM, disquetera (floppy), etc...


En dicho conjunto se incluyen los dispositivos electrónicos y electromecánicos, circuitos, cables, armarios o cajas, periféricos de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado.

El hardware se refiere a todos los componentes físicos (que se pueden tocar), en el caso de una computadora personal serían los discos, unidades de disco, monitor, teclado, la placa base, el microprocesador, étc. En cambio, el software es intangible, existe como información, ideas, conceptos, símbolos, pero no ocupa un espacio físico, se podría decir que no tiene sustancia. Una buena metáfora sería un libro: las páginas y la tinta son el hardware, mientras que las palabras, oraciones, párrafos y el significado del texto (información) son el software. Una computadora sin software sería tan inútil como un libro con páginas en blanco.

Tipos de hardware

Se clasifica generalmente en básico y complementario, entendiendo por básico todo aquel dispositivo necesario para iniciar el funcionamiento de la computadora, y el complementario, como su nombre indica, sirve para realizar funciones específicas (más allá de las básicas) no estrictamente necesarias para el funcionamiento de la computadora.

Existen 2 tipos de categorías importantes en el campo del "Hardware". Por un lado, el Básico, que hace referencia a las herramientas indispensables para correr una PC, y por otro lado, está el "Hardware Complementario", que distingue a aquellos extras que uno puede sumar a la máquina, para jugar e ir más lejos de sus posibilidades originales.


Las computadoras son aparatos electrónicos capaces de interpretar y ejecutar instrucciones programadas que consisten en operaciones aritmetilógicas y de entrada/salida; reciben entradas (datos para su procesamiento), producen salidas (resultados del procesamiento), procesan y almacenan información.

Todo sistema informático tiene componentes hardware dedicados a alguna de estas funciones:

1. Periféricos de entrada
2. Periféricos de salida
3. Periféricos de entrada/salida
4. Memoria
5. Unidad central de procesamiento

Cada dispositivo de entrada es sólo otra fuente de señales eléctricas; cada dispositivo de salida no es más que otro lugar al cual enviar señales (salidas); los dispositivos de almacenamiento y las memorias son ambas cosas, dependiendo de lo que requiera el programa (operación de entrada=lectura, operación de salida=escritura).

Periféricos de entrada (E)

Son los que permiten al usuario que ingrese información desde el exterior. Entre ellos podemos encontrar: teclado, mouse o ratón, escáner, SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida), micrófono, cámara web , lectores de código de barras, Joystick, etc.

Periféricos de salida (S)

Son los que muestran al usuario el resultado de las operaciones realizadas por el PC. En este grupo podemos encontrar: monitor, impresora, altavoces, etc.

Periféricos de entrada/salida (E/S)

Son los dispositivos que pueden aportar simultáneamente información exterior al PC y al usuario. Así encontramos como dispositivos/periféricos/unidades de Entrada/Salida las tarjetas de red, los módems, las unidades de almacenamiento (discos duros, disquetes, floppy, discos ZIP o las memorias, (USB, flash, etc.)

Unidad Central de Procesamiento

Es la computadora real, la "inteligencia" de un sistema de computación. La CPU, o procesador, es el componente que interpreta instrucciones y procesa datos. Es el elemento fundamental, el cerebro de la computadora. Su papel sería equiparable al de un director de orquesta, cuyo cometido es que el resto de componentes funcionen correctamente y de manera coordinada. Las unidades centrales de proceso no sólo están presentes en los ordenadores personales, sino en todo tipo de dispositivos que incorporan una cierta "inteligencia" electrónica como pueden ser: televisores, automóviles, calculadores, aviones, teléfonos móviles, juguetes y muchos más.

Memoria RAM

Del inglés Random Access Memory, que significa memoria de acceso aleatorio, aludiendo a la capacidad que ofrece este dispositivo para almacenar y/o extraer información de él (Lectura/Escritura) en cualquier punto o dirección del mismo y en cualquier momento (no secuencial).

Son los dispositivos que permiten el almacenamiento temporal de información para que la Unidad de Procesamiento pueda ser capaz de ejecutar sus programas.


Tipos de memoria RAM

• VRAM : Siglas de Vídeo RAM, una memoria de propósito especial usada por los adaptadores de vídeo. A diferencia de la convencional memoria RAM, la VRAM puede ser accedida por dos diferentes dispositivos de forma simultánea. Esto permite que un monitor pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de la pantalla al mismo tiempo que un procesador gráfico suministra nuevos datos. VRAM permite mejores rendimientos gráficos aunque es más cara que la una RAM normal.


• SIMM : Siglas de Single In line Memory Module, un tipo de encapsulado consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, y que se inserta en un zócalo SIMM en la placa madre o en la placa de memoria. Los SIMMs son más fáciles de instalar que los antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos en bytes en lugar de bits. El primer formato que se hizo popular en los computadores personales tenía 3.5" de largo y usaba un conector de 32 pins. Un formato más largo de 4.25", que usa 72 contactos y puede almacenar hasta 64 megabytes de RAM es actualmente el más frecuente. Un PC usa tanto memoria de nueve bits (ocho bits y un bit de paridad, en 9 chips de memoria RAM dinámica) como memoria de ocho bits sin paridad. En el primer caso los ocho primeros son para datos y el noveno es para el chequeo de paridad.


• DIMM : Siglas de Dual In line Memory Module, un tipo de encapsulado, consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, que se inserta en un zócalo DIMM en la placa madre y usa generalmente un conector de 168 contactos.


• DIP : Siglas de Dual In line Package, un tipo de encapsulado consistente en almacenar un chip de memoria en una caja rectangular con dos filas de pines de conexión en cada lado.

• RAM Disk : Se refiere a la RAM que ha sido configurada para simular un disco duro. Se puede acceder a los ficheros de un RAM disk de la misma forma en la que se acceden a los de un disco duro. Sin embargo, los RAM disk son aproximadamente miles de veces más rápidos que los discos duros, y son particularmente útiles para aplicaciones que precisan de frecuentes accesos a disco. Dado que están constituidos por RAM normal. los RAM disk pierden su contenido una vez que la computadora es apagada. Para usar los RAM Disk se precisa copiar los ficheros desde un disco duro real al inicio de la sesión y copiarlos de nuevo al disco duro antes de apagar la máquina. Observe que en el caso de fallo de alimentación eléctrica, se perderán los datos que huviera en el RAM disk. El sistema operativo DOS permite convertir la memoria extendida en un RAM Disk por medio del comando VDISK, siglas de Virtual DISK, otro nombre de los RAM Disks.


• Memoria Caché ó RAM Caché : Un caché es un sistema especial de almacenamiento de alta velocidad. Puede ser tanto un área reservada de la memoria principal como un dispositivo de almacenamiento de alta velocidad independiente. Hay dos tipos de caché frecuentemente usados en las computadoras personales: memoria caché y caché de disco. Una memoria caché, llamada tambien a veces almacenamiento caché ó RAM caché, es una parte de memoria RAM estática de alta velocidad (SRAM) más que la lenta y barata RAM dinámica (DRAM) usada como memoria principal. La memoria caché es efectiva dado que los programas acceden una y otra vez a los mismos datos o instrucciones. Guardando esta información en SRAM, la computadora evita acceder a la lenta DRAM. Cuando un dato es encontrado en el caché, se dice que se ha producido un impacto (hit), siendo un caché juzgado por su tasa de impactos (hit rate). Los sistemas de memoria caché usan una tecnología conocida por caché inteligente en el cual el sistema puede reconocer cierto tipo de datos usados frecuentemente. Las estrategias para determinar qué información debe de ser puesta en el caché constituyen uno de los problemas más interesantes en la ciencia de las computadoras. Algunas memorias caché están construidas en la arquitectura de los microprocesadores. Por ejemplo, el procesador Pentium II tiene una caché L2 de 512 Kbytes. El caché de disco trabaja sobre los mismos principios que la memoria caché, pero en lugar de usar SRAM de alta velocidad, usa la convencional memoria principal. Los datos más recientes del disco duro a los que se ha accedido (así como los sectores adyacentes) se almacenan en un buffer de memoria. Cuando el programa necesita acceder a datos del disco, lo primero que comprueba es la caché del disco para ver si los datos ya estan ahí. La caché de disco puede mejorar drásticamente el rendimiento de las aplicaciones, dado que acceder a un byte de datos en RAM puede ser miles de veces más rápido que acceder a un byte del disco duro.


• SRAM Siglas de Static Random Access Memory, es un tipo de memoria que es más rápida y fiable que la más común DRAM (Dynamic RAM). El término estática viene derivado del hecho que necesita ser refrescada menos veces que la RAM dinámica. Los chips de RAM estática tienen tiempos de acceso del orden de 10 a 30 nanosegundos, mientras que las RAM dinámicas están por encima de 30, y las memorias bipolares y ECL se encuentran por debajo de 10 nanosegundos. Un bit de RAM estática se construye con un --- como circuito flip-flop que permite que la corriente fluya de un lado a otro basándose en cual de los dos transistores es activado. Las RAM estáticas no precisan de circuiteria de refresco como sucede con las RAMs dinámicas, pero precisan más espacio y usan mas energía. La SRAM, debido a su alta velocidad, es usada como memoria caché.

• DRAM Siglas de Dynamic RAM, un tipo de memoria de gran capacidad pero que precisa ser constantemente refrescada (re-energizada) o perdería su contenido. Generalmente usa un transistor y un condensador para representar un bit Los condensadores debe de ser energizados cientos de veces por segundo para mantener las cargas. A diferencia de los chips firmware (ROMs, PROMs, etc.) las dos principales variaciones de RAM (dinámica y estática) pierden su contenido cuando se desconectan de la alimentación. Contrasta con la RAM estática. Algunas veces en los anuncios de memorias, la RAM dinámica se indica erróneamente como un tipo de encapsulado; por ejemplo "se venden DRAMs, SIMMs y SIPs", cuando deberia decirse "DIPs, SIMMs y SIPs" los tres tipos de encapsulado típicos para almacenar chips de RAM dinámica. Tambien algunas veces el término RAM (Random Access Memory) es utilizado para referirse a la DRAM y distinguirla de la RAM estática (SRAM) que es más rápida y más estable que la RAM dinámica, pero que requiere más energía y es más cara

Hardware Gráfico

El hardware gráfico lo constituyen las tarjetas gráficas. Poseen su propia Unidad de Proceso (GPU) y memoria.

Tecnologías y avances

* 1ª generación: Con tubos de vacío, tubos de vidrio del tamaño de una bombilla que albergaban circuitos eléctricos. Estas máquinas eran muy grandes caras y de difícil operación.
* 2ª generación: con transistores. Máquinas más pequeñas, confiables y económicas.
* 3ª generación: Con la tecnología que permitió empaquetar cientos de transistores en un circuito integrado de un chip de silicio.
* 4ª generación: con el microprocesador, que es una computadora completa empaquetada en un solo chip de silicio.

Con los estudios recientes sobre nanotecnología, se espera el desarrollo de un hardware más avanzado.

B.I.O.S.

El sistema Básico de entrada/salida Basic Input-Output System (BIOS) es un código de interfaz que localiza y carga el sistema operativo en la RAM; es un software muy básico instalado en la placa base que permite que ésta cumpla su cometido. Proporciona la comunicación de bajo nivel, y el funcionamiento y configuración del hardware del sistema que, como mínimo, maneja el teclado y proporciona salida básica (emitiendo pitidos normalizados por el altavoz del ordenador si se producen fallos) durante el arranque. El BIOS usualmente está escrito en lenguaje ensamblador. El primer término BIOS apareció en el sistema operativo CP/M, y describe la parte de CP/M que se ejecutaba durante el arranque y que iba unida directamente al hardware (las máquinas de CP/M usualmente tenían un simple cargador arrancable en la ROM, y nada más). La mayoría de las versiones de MS-DOS tienen un archivo llamado "IBMBIO.COM" o "IO.SYS" que es análogo al CP/M BIOS.

En los primeros sistemas operativos para PC (como el DOS), el BIOS todavía permanecía activo tras el arranque y funcionamiento del sistema operativo. El acceso a dispositivos como la disquetera y el disco duro se hacían a través del BIOS. Sin embargo, los sistemas operativos SO más modernos realizan estas tareas por sí mismos, sin necesidad de llamadas a las rutinas del BIOS.

Al encender el ordenador, el BIOS se carga automáticamente en la memoria principal y se ejecuta desde ahí por el procesador (aunque en algunos casos el procesador ejecuta la BIOS leyéndola directamente desde la ROM que la contiene), cuando realiza una rutina de verificación e inicialización de los componentes presentes en la computadora, a través de un proceso denominado POST (Power On Self Test). Al finalizar esta fase busca el código de inicio del sistema operativo (bootstrap) en algunos de los dispositivos de memoria secundaria presentes, lo carga en memoria y transfiere el control de la computadora a éste.

Se puede resumir diciendo que el BIOS es el firmware presente en computadoras IBM PC y compatibles, que contiene las instrucciones más elementales para el funcionamiento de las mismas por incluir rutinas básicas de control de los dispositivos de entrada y salida. Está almacenado en un chip de memoria ROM o Flash, situado en la placa base de la computadora. Este chip suele denominarse en femenino "la BIOS", pues se refiere a una memoria (femenino) concreta; aunque para referirnos al contenido, lo correcto es hacerlo en masculino "el BIOS", ya que nos estamos refiriendo a un sistema (masculino) de entrada/salida.

Antes de iniciar el sistema operativo, se puede ingresar al programa del Setup y modificar algunos datos de la configuración, se puede ingresar al mismo de diferentes maneras:

1. • Presionando la tecla Supr o Del después de encender la computadora.
   • Presionando simultáneamente las teclas Ctrl+Alt+Esc durante el proceso de autocomprobación (POST= Power On Self Test).
   • Si esto no funciona presione F10 o F2.

Aunque la forma básica y las funciones del Setup casi siempre son las mismas en todos los sistemas no todos los sistemas tienen el mismo Setup ni usan la misma configuración.
Los dos fabricantes de BIOS de la actualidad son Award y American Megatrends (AMI)

Limitaciones

El principal lastre de este componente es que mantiene prácticamente intacta su estructura que lucía a principios de los 80, una década en que reinaba el sistema DOS.

Y es que incluso los microprocesadores más modernos de 64 bits de doble núcleo corren en modo real de 16 bits cuando encendemos la PC, emulando al procesador Intel 8086 de 1978. En estas circunstancias, la memoria principal que va más allá del primer MB no puede utilizarse durante el inicio de la máquina. Además, las tarjetas de expansión y, en general, los dispositivos que deben permanecer accesibles en este proceso, tienen que incorporar una memoria de lectura de 128 kbytes.

Otra importante desventaja es que siguen programándose en lenguaje emsamblador. Este lenguaje permite generar código más rápido y compacto, pero el tiempo en su desarrollo es mayor. Aun así, se ha añadido nuevas funciones a la BIOS que han contribuido de forma de decisiva a incrementar su complejidad.

Los BIOS anteriores a 1995 no reconocen los discos duros de más de 40 GB de capacidad.
Un sistema puede contener varios chips con firmware BIOS. Además del BIOS de arranque situado en la placa base, del que ya se ha hablado en este artículo, existen otros dispositivos, tales como tarjetas adaptadoras SCSI, discos duros, adaptadores de memoria USB, o tarjetas de vídeo tales como tarjetas de video para ranuras AGP o PCI que pueden incluir sus propios BIOS, complementando o reemplazando el código BIOS del sistema para el componente dado, sin alterar las demás funcionalidades que nos ofrece las BIOS tal como chip con relación a otros componentes del computador.

BUSES

Bus es una palabra inglesa que significa "transporte". En arquitectura de computadores, un bus puede conectar lógicamente varios periféricos (o computadores) sobre el mismo conjunto de cables. Aplicada a la informática, se relaciona con la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistema computacional en funcionamiento. En el bus todos los nodos reciben los datos aunque no se dirijan a todos éstos, los nodos a los que no van dirigidos los datos simplemente los ignoran. Por tanto, un bus es un conjunto de conductores eléctricos en forma de pistas metálicas impresas sobre la tarjeta madre del computador, por donde circulan las señales que corresponden a los datos binarios del lenguaje máquina con que opera el Microprocesador.

Los primeros buses de computadoras eran literalmente buses eléctricos paralelos con múltiples conexiones. Hoy en día el término es usado para cualquier arreglo físico que provea la misma funcionalidad lógica que un bus eléctrico paralelo. Los buses modernos pueden usar tanto conexiones paralelas como en serie, y pueden ser cableados en topología multidrop o en daisy chain, o conectados por hubs switcheados, como el caso del USB.

Clases de buses

Hay tres clases de buses: bus de datos, bus de direcciones y bus de control. Una placa base tipo ATX tiene tantas pistas eléctricas destinadas a buses, como anchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU: 64 para el Bus de datos y 32 para el Bus de Direcciones. El "ancho de canal" explica la cantidad de bits que pueden ser transferidos simultáneamente. Así, el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez.

Así, el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puede "direccionar" más de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32 bits de su bus.

Bus de datos

Mueve los datos entre los dispositivos del hardware: de Entrada como el teclado, el escáner, el ratón, etc.; de salida como la Impresora, el Monitor o la tarjeta de Sonido; y de Almacenamiento como el Disco Duro, el Disquete o la Memoria-Flash. Estas transferencias que se dan a través del Bus de Datos son gobernadas por varios dispositivos y métodos, de los cuales el Controlador PCI, "Peripheral Component Interconnect", Interconexión de componentes Periféricos, es uno de los principales. Su trabajo equivale, simplificando mucho el asunto, a una central de semáforos para el tráfico en las calles de una ciudad.

Bus de direcciones

El Bus de Direcciones, por otra parte, está vinculado al bloque de Control de la CPU para tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecución de los procesos de cómputo.

Para el Bus de Direcciones, el "ancho de canal" explica así mismo la cantidad de ubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar. Esa cantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32ª potencia. "2" porque son dos las señales binarias, los bits 1 y 0; y "32ª potencia" porque las 32 pistas del Bus de Direcciones son, en un instante dado, un conjunto de 32 bits.

Bus de control

Este bus transporta señales de estado de las operaciones efectuadas por la CPU con las demás unidades. El método utilizado por el ordenador para sincronizar las distintas operaciones es por medio de un reloj interno que posee el ordenador y facilita la sincronización y evita las colisiones de operaciones (unidad de control).Estas operaciones se transmiten en un modo bidireccional.


Lista de buses

PC

* Tarjetas internas
o PCI
o AGP, exclusivo de tarjetas gráficas.
o PCI-Express sustituye tanto a PCI como a AGP como nuevo estándar.
o ISA.
o VESA (Existencia efímera y sustituido por PCI).
o bus MCA (propiedad de IBM y también de existencia efímera(al igual que VESA)).
o Ranura AMR
o Ranura CNR Estas dos ranuras no han tenido mucho éxito.
* Conexión exterior
o USB.
o Firewire (IEEE 1394).
* Almacenamiento
o PATA o IDE Es el más habitual en discos duros
o SATA sustituirá al PATA.
o SCSI Bastante más caro que ATA
o SAS Sustituirá al SCSI paralelo
o También se usan USB y Firewire para almacenamiento.

Mac

* PCI (también se usa en Mac además de otras plataformas)
* USB
* Firewire
* NuBus

PCI

Un Peripheral Component Interconnect (PCI, "Interconexión de Componentes Periféricos") consiste en un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en ésta (los llamados "dispositivos planares" en la especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. Es común en PCs, donde ha desplazado al ISA como bus estándar, pero también se emplea en otro tipo de ordenadores.

A diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite configuración dinámica de un dispositivo periférico. En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI y el BIOS interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite asignación de IRQs y direcciones del puerto por medio de un proceso dinámico diferente del bus ISA, donde las IRQs tienen que ser configuradas manualmente usando jumpers externos. Las últimas revisiones de ISA y el bus MCA de IBM ya incorporaron tecnologías que automatizaban todo el proceso de configuración de las tarjetas, pero el bus PCI demostró una mayor eficacia en tecnología "plug and play". Aparte de esto, el bus PCI proporciona una descripción detallada de todos los dispositivos PCI conectados a través del espacio de configuración PCI.

Especificaciones hardware

Típica tarjeta PCI de 32 bits. En este caso, una controladora SCSI de Adaptec
Típica tarjeta PCI de 32 bits. En este caso, una controladora SCSI de Adaptec

Estas especificaciones representan a la versión de PCI más comúnmente usada en los PC

* Reloj de 33,33 MHz con transferencias síncronas
* Ancho de bus de 32 bits o 64 bits
* Tasa de transferencia máxima de 133 MB por segundo en el bus de 32 bits (33,33 MHz × 32 bits ÷ 8 bits/byte = 133 MB/s)
* Tasa de transferencia máxima de 266 MB/s en el bus de 64 bits.
* Espacio de dirección de 32 bits (4 Gb )
* Espacio de puertos I/O de 32 bits (actualmente depreciado)
* 256 bytes de espacio de configuración.
* 3,3 V o 5 V, dependiendo del dispositivo
* reflected-wave switching


Variantes convencionales de PCI

* Cardbus es un formato PCMCIA de 32 bits, 33 MHz PCI
* Compact PCI, utiliza módulos de tamaño Eurocard conectado en una placa hija PCI.

Tarjeta de expansión PCI-X Gigabit Ethernet
Tarjeta de expansión PCI-X Gigabit Ethernet

* PCI 2.2 funciona a 66 MHz (requiere 3,3 voltios en las señales) (índice de transferencia máximo de 503 MiB/s (533MB/s).
* PCI 2.3 permite el uso de 3,3 voltios y señalizador universal, pero no soporta los 5 voltios en las tarjetas.
* PCI 3.0 es el estándar final oficial del bus, con el soporte de 5 voltios completamente quitado.
* PCI-X cambia el protocolo levemente y aumenta la transferencia de datos a 133 MHz (índice de transferencia máximo de 1014 MiB/s).
* PCI-X 2.0 especifica un ratio de 266 MHz (índice de transferencia máximo de 2035 MiB/s) y también de 533 MHz, expande el espacio de configuración a 4096 bytes, añade una variante de bus de 16 bits y utiliza señales de 1,5 voltios.
* Mini PCI es un nuevo formato de PCI 2.2 para utilizarlo internamente en los portátiles.
* PC/104-Plus es un bus industrial que utiliza las señales PCI con diferentes conectores.
* Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA o AdvancedTCA) es la siguiente generación de buses para la industria de las telecomunicaciones.
* PXI es la extensión del bus PCI para instrumentación y control.


Dimensiones de las tarjetas

Una tarjeta PCI de tamaño completo tiene un alto de 107 mm (4,2 pulgadas) y un largo de 312 mm (12,283 pulgadas). La altura incluye el conector de borde de tarjeta.

Además de estas dimensiones el tamaño del backplate está también estandarizado. El backplate es la pieza de metal situada en el borde que se utiliza para fijarla al chasis y contiene los conectores externos. La tarjeta puede ser de un tamaño menor, pero el backplate debe ser de tamaño completo y localizado propiamente. Respecto del anterior bus ISA, está situado en el lado opuesto de la placa para evitar errores.

Las tarjeta de media altura son hoy comunes en equipos compactos con chasis Small Form Factor, pero el fabricante suele proporcionar dos backplates, con el de altura completa fijado en la tarjeta y el de media altura disponible para una fácil sustitución.

AGP

Accelerated Graphics Port (AGP, Puerto de Gráficos Acelerado, en ocasiones llamado Advanced Graphics Port, Puerto de Gráficos Avanzado) es un puerto (puesto que solo se puede conectar un dispositivo, mientras que en el bus se pueden conectar varios) desarrollado por Intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI. El diseño parte de las especificaciones del PCI 2.1.

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8 canales más adicionales para acceso a la memoria RAM. Además puede acceder directamente a esta a través del puente norte pudiendo emular así memoria de vídeo en la RAM. La velocidad del bus es de 66 MHz.

El bus AGP cuenta con diferentes modos de funcionamiento.

* AGP 1X: velocidad 66 MHz con una tasa de transferencia de 266 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V.

* AGP 2X: velocidad 133 MHz con una tasa de transferencia de 532 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V.

* AGP 4X: velocidad 266 MHz con una tasa de transferencia de 1 GB/s y funcionando a un voltaje de 3,3 o 1,5V para adaptarse a los diseños de las tarjetas gráficas.

* AGP 8X: velocidad 533 MHz con una tasa de transferencia de 2 GB/s y funcionando a un voltaje de 0,7V o 1,5V.

Estas tasas de transferencias se consiguen aprovechando los ciclos de reloj del bus mediante un multiplicador pero sin modificarlos físicamente..
Tarjeta gráfica ATI Radeon 9800 con conexión AGP
Tarjeta gráfica ATI Radeon 9800 con conexión AGP

El puerto AGP se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas, y debido a su arquitectura sólo puede haber una ranura. Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a un lado de las ranuras PCI.

A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparición de una nueva evolución conocida como PCI-Express, que proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda. Así, los principales fabricantes de tarjetas gráficas, como ATI y nVIDIA, han ido presentando cada vez menos productos para este puerto.

Sin embargo, la primera semana de enero de 2008, PowerColor anuncia que lanzará la tarjeta más poderosa que haya existido en la historia del AGP hasta la fecha. Se trata de la ATi Radeon HD 3850 AGP x8 con 512MB GDDR3, una frecuencia de 1660Mhz efectivos, interfaz de memoria de 256Bits y soporte para DirectX 10.1. Además destaca por ser la única, tarjeta de vídeo que puede mover DirectX10 de forma fluida. Actualmente también Club3D comercializa esta Ati Radeon HD 3850 con casi las mismas características.

PCI-E

PCI-Express (anteriormente conocido por las siglas 3GIO, 3rd Generation I/O) es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y los estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de comunicación serie mucho más rápido. Este sistema es apoyado principalmente por Intel, que empezó a desarrollar el estándar con nombre de proyecto Arapahoe después de retirarse del sistema Infiniband.

PCI-Express es abreviado como PCI-E o PCIE, aunque erróneamente se le suele abreviar como PCIX o PCI-X. Sin embargo, PCI-Express no tiene nada que ver con PCI-X que es una evolución de PCI, en la que se consigue aumentar el ancho de banda mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces más rápido que el PCI 2.1. Su velocidad es mayor que PCI-Express, pero presenta el inconveniente de que al instalar más de un dispositivo la frecuencia base se reduce y pierde velocidad de transmisión.

Este bus está estructurado como enlaces punto a punto,full-duplex, trabajando en serie. En PCIE 1.1 (el más común en 2007) cada enlace transporta 250 MB/s en cada dirección. PCIE 2.0 dobla esta tasa y PCIE 3.0 la dobla de nuevo.

Cada slot de expansión lleva uno, dos, cuatro, ocho, dieciséis o treinta y dos enlaces de datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El número de enlaces se escribe con una x de prefijo (x1 para un enlace simple y x16 para una tarjeta con dieciséis enlaces. Treinta y dos enlaces de 250MB/s dan el máximo ancho de banda, 8 GB/s (250 MB/s x 32) en cada dirección para PCIE 1.1. En el uso más común (x16) proporcionan un ancho de banda de 4 GB/s (250 MB/s x 16) en cada dirección. En comparación con otros buses, un enlace simple es aproximadamente el doble de rápido que el PCI normal, un slot de cuatro enlaces, tiene un ancho de banda comparable a la versión más rápida de PCI-X 1.0, y ocho enlaces tienen un ancho de banda comparable a la versión más rápida de AGP.

PCI-Express está pensado para ser usado sólo como bus local, aunque existen extensores capaces de conectar múltiples placas base mediante cables de cobre o incluso fibra óptica. Debido a que se basa en el bus PCI, las tarjetas actuales pueden ser reconvertidas a PCI-Express cambiando solamente la capa física. La velocidad superior del PCI-Express permitirá reemplazar casi todos los demás buses, AGP y PCI incluidos. La idea de Intel es tener un solo controlador PCI-Express comunicándose con todos los dispositivos, en vez de con el actual sistema de puente norte y puente sur.

Este conector es usado mayormente para conectar tarjetas graficas.

PCI-Express no es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el sistema similar HyperTransport, que también puede tener este uso. Además no ofrece la flexibilidad del sistema InfiniBand, que tiene rendimiento similar, y además puede ser usado como bus interno externo.

PCI-Express en 2006 es percibido como un estándar de las placas base para PC, especialmente en tarjetas gráficas. Marcas como Ati Technologies y nVIDIA entre otras tienen tarjetas graficas en PCI-Express.



Form factors

* Tarjeta de baja altura
* Mini Card: un reemplazo del formato Mini PCI (con buses PCIe x1, USB 2.0 y SMBus en el conector)
* ExpressCard: sucesor del formato PC card (con PCIe x1 y USB 2.0; conectable en caliente)
* XMC: similar al formato CMC/PMC (con PCIe x4 o Serial RapidI/O)
* AdvancedTCA: un complemento de CompactPCI y PXI para aplicaciones tecnológicas; soporta topologías de backplane basadas en comunicación serial
* AMC: un complemento de la especificación AdvancedTCA; soporta procesadores y módulos de entrada/salida en placas ATCA (PCIe x1,x2,x4 o x8).
* PCI Express External Cabling[1]
* Mobile PCI Express Module (MXM) Una especificación de módulos gráficos para portátiles creada por NVIDIA.
* Advanced eXpress I/O Module (AXIOM) diseño de módulos gráficos creada por ATI Technologies.

BUS ISA

El Industry Standard Architecture (en inglés, Arquitectura Estándar Industrial), casi siempre abreviado ISA, es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980 en Boca Raton, Florida para ser empleado en los IBM PCs.

Historia

ISA se creó como un sistema de 8 bits en el IBM PC en 1980, y se extendió en 1983 como el XT bus architecture. El nuevo estándar de 16 bits se introduce en 1984 y se le llama habitualmente AT bus architecture. Diseñado para conectar tarjetas de ampliación a la placa madre, el protocolo también permite el bus mastering aunque sólo los primeros 16 MiB de la memoria principal están disponibles para acceso directo. El bus de 8 bits funciona a 4,77 MHz (la misma velocidad que el procesador Intel 8088 empleado en el IBM PC), mientras que el de 16 bits opera a 8 MHz (el de Intel 80286 del IBM AT). Está también disponible en algunas máquinas que no son compatibles IBM PC, como el AT&T Hobbit (de corta historia), los Commodore Amiga 2000 y los BeBox basados en PowerPC.

Físicamente, el slot XT es un conector de borde de tarjeta de 62 contactos (31 por cara) y 8,5 cm, mientras que el AT se añade un segundo conector de 36 contactos (18 por cara), con un tamaño de 14 cm. Ambos suelen ser en color negro. Al ser retro compatibles, puede pincharse una tarjeta XT en un slot AT sin problemas, excepto en placas mal diseñadas.

En 1987, IBM comienza a reemplazar el bus ISA por su bus propietario MCA (Micro Channel Architecture) en un intento por recuperar el control de la arquitectura PC y con ello del mercado PC. El sistema es mucho más avanzado que ISA, pero incompatible física y lógicamente, por lo que los fabricantes de ordenadores responden con el Extended Industry Standard Architecture (EISA) y posteriormente con el VESA Local Bus ( VLB ). De hecho, VLB usa algunas partes originalmente diseñados para MCA debido a que los fabricantes de componentes ya tienen la habilidad de fabricarlos. Ambos son extensiones compatibles con el estándar ISA.

Los usuarios de máquinas basadas en ISA tenían que disponer de información especial sobre el hardware que iban a añadir al sistema. Aunque un puñado de tarjetas eran esencialmente Plug-and-play (enchufar y listo), no era lo habitual. Frecuentemente había que configurar varias cosas al añadir un nuevo dispositivo, como la IRQ, las direcciones de entrada/salida, o el canal DMA. MCA había resuelto esos problemas, y actualmente PCI incorpora muchas de las ideas que nacieron con MCA (aunque descienden más directamente de EISA).

Estos problema con la configuración llevaron a la creación de ISA PnP, un sistema Plug-and-play que usa una combinación de modificaciones al hardware, la BIOS del sistema, y el software del sistema operativo que automáticamente maneja los detalles más gruesos. En realidad, ISA PnP acabó convirtiéndose en un dolor de cabeza crónico, y nunca fue bien soportado excepto al final de la historia de ISA. De ahí proviene la extensión de la frase sarcástica "plug-and-pray" (enchufar y rezar).

Los slots PCI fueron el primer puerto de expansión físicamente incompatible con ISA que lograron expulsarla de la placa madre. Al principio, las placas base eran en gran parte ISA, incluyendo algunas ranuras del PCI. Pero a mitad de los 90, los dos tipos de slots estaban equilibrados, y al poco los ISA pasaron a ser minoría en los ordenadores de consumo. Las especificaciones PC 97 de Microsoft recomendaban que los slots ISA se retiraran por completo, aunque la arquitectura del sistema todavía requiera de ISA en modo residual para direccionar las lectoras de disquete, los puertos RS-232, etc. Los slots ISA permanecen por algunos años más y es posible ver placas con un slot Accelerated Graphics Port (AGP) justo al lado de la CPU, una serie de slots PCI, y uno o dos slots ISA cerca del borde.

Es también notable que los slots PCI están "rotados" en comparación con los ISA. Los conectores externos y la circuitería principal de ISA están dispuestos en el lado izquierdo de la placa, mientras que los de PCI lo están en el lado derecho, siempre mirando desde arriba. De este modo ambos slots podían estar juntos, pudiendo usarse sólo uno de ellos, lo que exprimía la placa madre.

El ancho de banda máximo del bus ISA de 16 bits es de 16 Mbyte/segundo. Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales, tales como tarjetas de vídeo de alta resolución, por lo que el bus ISA no se emplea en los PCs modernos (2004), en los que ha sido substituido por el bus PCI.

Uso actual

Salvo para usos industriales especializados, ya no se emplea ISA. Incluso cuando está presente, los fabricantes de sistemas protegen a los usuarios del término "bus ISA", refiriéndose en su lugar al "bus heredado". El bus PC/104, empleado en la industria, es un derivado del bus ISA, que utiliza las mismas líneas de señales pero con diferente conector. El bus LPC ha reemplazado a ISA en la conexión de dispositivos de Entrada/Salida en las modernas placas base. Aunque son físicamente bastante diferentes, LPC se presenta ante el software como ISA, por lo que las peculiaridades de ISA como el límite de 16 Mb para DMA seguirán todavía presentes por un tiempo.

SATA

Serial ATA o S-ATA (acrónimo de Serial Advanced Technology Attachment) es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, u otros dispositivos de altas prestaciones que están siendo todavía desarrollados. Serial ATA sustituye a la tradicional Parallel ATA o P-ATA (estándar que también se conoce como IDE o ATA). El S-ATA proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varios discos, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar discos en caliente (con la computadora encendida).

Actualmente es una interfaz extensamente aceptada y estandarizada en las placas base de PC. La Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO) es el grupo responsable de desarrollar, de manejar y de conducir la adopción de especificaciones estandarizadas de Serial ATA. Los usuarios del interfaz SATA se benefician de mejores velocidades, dispositivos de almacenamientos actualizables de manera más simple y configuración más sencilla. El objetivo de SATA-IO es conducir a la industria a la adopción de SATA definiendo, desarrollando y exponiendo las especificaciones estándar para el interfaz SATA.

Historia

SATA-IO (International Organitation) es una organización independiente, sin ánimo de lucro desarrollado por y para las compañías industriales. Se formó oficialmente en julio de 2004 incorporando al grupo previo Serial ATA Working Group. SATA-IO provee a la industria con una guía y soporte para implementar la especificación de SATA. La especificación estándar de SATA reemplaza a una tecnología de 15 años con un bus serie de alta velocidad de esperanza media de vida de 10 años.

El primer grupo extendido de la industria SATA fue formado en los primeros 2000 con el nombre de Serial ATA Working Group. Los miembros fundadores del grupo continuaron formando el Serial ATA II Working Group para seguir con el desarrollo de la siguiente generación de especificaciones para Serial ATA. La nueva organización, SATA-IO, toma las tareas de mantenimiento de las especificaciones, promoción y vender los beneficios de Serial ATA y crear un futuro interfaz con especificaciones de velocidad que lleven el almacenamiento dentro de la siguiente década.

El cambio de Serial ATA II Working Group a una asociación industrial formal fue tomado por el Serial ATA II Steering Committee que encontró que un beneficio comercial mutuo daría una mejor fundación para ayudar en cualquiera de las actividades futuras necesarias para la adopción de Serial ATA. La SATA-IO se dedica a construir un mercado robusto y maduro para las ofertas de Serial ATA y quizá seguirá actividades tales como un programa de concienciación tecnológica y de logo, laboratorios de interoperabilidad y encuentros cara a cara.

La diferencia principal entre un grupo de trabajo y una asociación industrial formal es que la segunda es una entidad independiente legalmente. Así es posible tener un presupuesto más formalizado y es capaz de amparar actividades para el desarrollo de SATA. Los miembros de SATA-IO tienen la habilidad de influenciar, o directamente contribuir al desarrollo de las especificaciones de SATA.


Miembros

La adición de miembros a SATA-IO es abierta a nuevas compañías. Ser miembro incluye los siguientes beneficios:

* Acceso solo para miembros a la especificación y al sitio Web del desarrollo de las especificaciones.
* Elegibilidad para participar en los laboratorios de interoperabilidad de Serial ATA (Plugfests).
* Oportunidades para participar en programas de marketing y eventos, como cartas de prensa, muestras de productos en el sitio Web, etc...
* Uso de los logos SATA-IO.
* Descuentos para eventos SATA-IO.
* Promoción de la compañía y enlaces desde el sitio Web de SATA-IO.

Los promotores del grupo SATA-IO incluyen a Dell Computer Corporation, Intel Corporation, Maxtor Corporation, Seagate Technology, Western Digital Corporation, Hitachi High-Technologies Corporation y Vitesse Semiconductor. La lista de los miembros actuales de SATA-IO se puede encontrar en la página oficial de SATA-IO. El número actual de miembros es de 206 compañías que incluyen a todas las compañías conocidas del mundo informático, ya sea software como hardware. Sun Microsystems, Hewlett-Packard, Samsung, IBM, etc...

Para hacerse miembro del SATA-IO hay que firmar el acuerdo de calidad de miembro (Membership Agreement) y pagar una couta anual de $1,500 en las oficinas de SATA-IO.

Velocidades

Al referirse a velocidades de transmisión, conviene recordar que en ocasiones se confunden las unidades de medida, y que las especificaciones de la capa física se refieren a la tasa real de datos, mientras que otras especificaciones se refieren a capacidades lógicas.

La primera generación especifica en velocidades de 1.5 Gbit por segundo, también conocida por SATA 1.5 Gb/s o Serial ATA-150. Actualmente se comercializan dispositivos SATA II, a 3 Gb/s, también conocida como Serial ATA-300. Se está desarrollando SATA 6 Gbit/s que incluye una velocidad de 6.0 Gbit/s estándar, pero que no entrará en el mercado hasta 2009.

Los discos que soportan la velocidad de 3Gb/s son compatibles con un bus de 1,5 Gb/s.


Fundamentos físicos de Serial ATA

Antecedentes

En Noviembre del 2001, un grupo de fabricantes de hardware (explicado en la parte del trabajo SATA burocrático) crearon el Serial ATA Working Group para hacer frente a las necesidades de la próxima generación interfaces. Posteriormente, en el 2004, cambiaron el nombre por el de Serial ATA International Organization (SATA-IO).

Por estas fechas, tras las mejoras de la especificación ATA-7, con la que se habían conseguido transferencias de 133 MB/s, el modelo tradicional de interfaz PATA ("Parallel ATA") empezaba a mostrar síntomas de agotamiento, después de haber prestado eficientes servicios desde su concepción inicial a mediados de los 80. Paralelamente, se habían conseguido grandes avances en el campo de las comunicaciones serie. En este ambiente, los esfuerzos se dirigieron a conseguir una nueva especificación de arquitectura serie para la interfaz ATA.

Como se muestra en la figura 1 la nueva arquitectura, conocida como Serial ATA (SATA), adopta una estructura de capas. La capa de órdenes es un superconjunto de la arquitectura ATA anterior; de forma que los nuevos dispositivos son compatibles con los protocolos ATA tradicionales, y son por tanto compatibles respecto a las aplicaciones existentes. Sin embargo la capa física es distinta, lo que representa un punto de ruptura en el sentido de que los nuevos dispositivos SATA no son compatibles con los anteriores. No obstante, la nueva arquitectura ofrece mejoras suficientes para poder justificar el cambio.

La idea es que los dispositivos ATA de cualquier tipo (serie o paralelo) compartan un juego común de órdenes, y organizar la conexión de estos dispositivos en una estructura donde existen direcciones, dominios y dispositivos concretos. Una organización que recuerda vagamente la de Internet en la que está inspirada (un dominio ATA contiene un controlador host SATA y un dispositivo).


Capa física

Cada puerto, multiplicador, dispositivo o adaptador SATA o SAS ("Serial Attached SCSI") tiene un número de puerto único de 64 bits. Una especie de MAC o código de barras del producto con: un código NAA de 4 bits; un código de fabricante de 24 bits asignado por la autoridad normativa, y un código de dispositivo a disposición de cada fabricante de 36 bits.


Topología

SATA es una arquitectura "punto a punto". Es decir, la conexión entre puerto y dispositivo es directa, cada dispositivo se conecta directamente a un controlador SATA, así, cada dispositivo disfruta la totalidad del ancho de banda, de la conexión, sin que exista la sobrecarga inherente a los mecanismos de arbitraje y detección de colisiones.

El controlador host se encuentra embebido en la placa-base o instalado como una tarjeta en uno de sus zócalos, que actúa como puente entre los datos paralelos del bus y el dispositivo SATA. Existen controladores con más de una salida (generalmente 4 u 8) de forma que pueden conectarse varios dispositivos. También se han diseñado multiplicadores de puerto que permiten aumentar el número de conexiones en un puerto del controlador, con el fin de aumentar el número de dispositivos conectados.

Además de la tarea de serializar/paralelizar los datos, una parte importante del trabajo del controlador está relacionada con los protocolos de conexión y desconexión del periférico, que son bastante sofisticados en este tipo de interfaz, ya que está prevista la capacidad de conexión en caliente o Hot Plug. El protocolo de conexión es capaz de identificar el tipo de dispositivo conectado; detectar si funciona correctamente; negociar la velocidad de la conexión, etc... La interfaz Serial ATA guarda ciertas similitudes con la interfaz USB, aunque SATA es mucho más rápida que aquella, y los dispositivos no se alimentan del propio bus.

Cables

Entre las características más evidentes de esta interfaz destaca la simplicidad de los cables de conexión; mucho más estrechos que los tradicionales cables paralelo. Comparado con el cable "P" SCSI de 68 conductores, el SATA es mucho más manejable y fácil de instalar. Esto tiene la ventaja de simplificar las conexiones, además de facilitar la aireación del interior del chasis.

El cable se compone de dos pares apantallados a los que se suministra una impedancia de 100 Ohmios. Los conductores suelen ser de 26 a 30 AWG. La primera versión del estándar, que solo contemplaba dispositivos internos, definió un cable de conexión de 1 m, más tarde se ha definido un cable de 2 m.


Conexiones

Los dispositivos SATA tienen dos tipos de cables de conexión, de señal y de fuerza. La forma concreta depende de la posición relativa del dispositivo respecto al controlador host. A este respecto caben tres posibilidades:

* Dispositivo interno conectado directamente al controlador host.
* Dispositivo interno conectado a una salida del controlador host mediante cables de alimentación y señal.
* Dispositivo externo conectado al controlador host mediante un cable de señal. En este caso, el dispositivo dispone de su propia fuente de alimentación.


Generalmente los dispositivos no utilizan todas las tensiones (algunos pines pueden estar sin conexión). El diseño obedece al deseo de utilizar un solo conector para todos los dispositivos en uso en el momento de publicar la norma.

Como se indicó anteriormente, otra característica de los dispositivos SATA es su capacidad de conexión en caliente. Para mitigar la aparición de transitorios y facilitar los protocolos de inicio, las lengüetas de algunos contactos son de mayor longitud que el resto, de forma que, en los procesos de conexión, estos pines se conectan antes que los demás. Paralelamente, en los procesos de desconexión, los pines más largos son los últimos en perder el contacto. Las distintas longitudes de contactos del lado del controlador y del dispositivo permiten que el proceso de conexión en caliente se realice en tres fases.

Codificación

Generalmente los protocolos de comunicación serie de alta velocidad, utilizan un esquema de codificación lógica conocido como 8b10b. El medio físico utiliza la codificación de señal NRZ por diferencial de bajo voltaje LVDS (Low Voltage Differential Signaling). SATA utiliza tensiones en un rango de 325/600 mV. mientras que el estándar SAS (Serial Attached SCSI) utiliza el rango 275/1600 mV.

En la codificación 8b10b, las señales de sincronismo están incluidas en la secuencia de datos. Esta técnica, conocida como Clock Data Recovery no utiliza señales de sincronización (reloj) separadas, por lo que debe utilizar las transiciones de 0 a 1 en la señal de datos para deducir las señales de reloj.

Los transceptores SATA incluyen en el transmisor una unidad de sincronización y un serializador. Este último se encarga de convertir los octetos de datos en palabras de 10 bits y de añadir los caracteres de control. Los bits son transmitidos en serie y recogidos en el receptor, que dispone de una unidad CRU y un deserializador. Con ayuda de la señal de reloj proporcionada por la CRU y de las señales de alineación, el flujo de bits recibido es codificado en palabras de 10 bits que contienen caracteres de control y de datos. Finalmente los datos son reconvertidos a su formato original.

La comunicación se realiza mediante paquetes de 2 palabras de dos bytes; 32 bits de datos que se transforman en 40 bits en el medio físico y representan la menor cantidad de información que puede transmitirse en esta arquitectura

SATA Externo

Fue estandarizado a mediados de 2004, con definiciones específicas de cables, conectores y requisitos de la señal para unidades eSATA externas. eSATA se caracteriza por:

* Velocidad de SATA en los discos externos (se han medido 115 MB/s con RAID externos)
* Sin conversión de protocolos de PATA/SATA a USB/Firewire, todas las características del disco están disponibles para el anfitrión.
* La longitud de cable se restringe a 2 metros; USB y Firewire permiten mayores distancias.
* Se aumentó el voltaje de transmisión mínimo y máximo a 500mV - 600mV (de 400 mV - 600 mV)
* Voltaje recibido disminuido a 240 mV - 600 mV (de 325 mV - 600 mV)
* Capacidad de disposición de los discos en RAID 0 y RAID

Actualmente, la mayoría de las placas bases no tienen un conector para eSATA, pero es posible usar adaptadores de bus o tarjetas PC-Card y CardBus.


Ventajas de SATA

* Velocidades de transferencias de datos más rápidas.
* Más ancho de banda.
* Más potencial para los aumentos de velocidad en generaciones futuras.
* Mejor integridad de los datos gracias al nuevo set de comandos avanzado.
* Cables más compactos que facilitan la ventilación interna de los gabinetes.
* Longitud máxima del cable de hasta 2 metros.
* Diseño de conector que permite HotPlug.
* Reducción de pineado que permite la escabilidad RAID.
* Compatibilidad software y drivers existentes de Parallel ATA.

Inconvenientes de SATA

* En los discos SATA, de primera generación, el índice de dispositivos con fallo es del 20 %

Alternativas

También en SCSIW se está preparando un sistema en serie, que además es compatible con SATA, esto es, se podrán conectar discos SATA en una controladora SAS (Serial Attached SCSI). El Serial ATA transfiere los datos por un bus de 7 hilos mucho más delgado y fino que el anterior Parallel ATA que lo hacía por uno de 80 hilos, lo que permite una mayor circulación de aire en ventilación dentro del equipo disminuyendo así su calentamiento interno.

Monitores

El monitor o pantalla de computadora, es un dispositivo de salida que, mediante una interfaz, muestra los resultados del procesamiento de una computadora.

Parámetros de una pantalla

* Píxel: Unidad mínima representable en un monitor.
* Tamaño de punto o (dot pitch): El tamaño de punto es el espacio entre dos fósforos coloreados de un pixel. Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resulta fundamental a grandes resoluciones. Los tamaños de punto más pequeños producen imágenes más uniformes. Un monitor de 14 pulgadas suele tener un tamaño de punto de 0,28 mm o menos. 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. En LCD y en CRT de apertura de rejilla, es la distancia en horizontal, mientras que en los CRT de mascara de sombra, se mide casi en diagonal. Lo mínimo exigible en este momento es que sea de 0,28mm. Para CAD o en general para diseño, lo ideal sería de 0,25mm o menos. 0,21 en mascara de sombra es el equivalente a 0.24 en apertura de rejilla.
* Área Útil: El tamaño de la pantalla no coincide con el área real que se utiliza para representar los datos.
* Resolución máxima: es la resolución máxima o nativa (y única) en el caso de los LCD que es capaz de representar el monitor, esta relacionada con el tamaño de la pantalla y el tamaño del punto
* Tamaño de la pantalla: Es la distancia en diagonal de un vértice de la pantalla al opuesto, que puede ser distinto del área visible.
* Ancho de banda: Frecuencia máxima que es capaz de soportar el monitor
* Hz o frecuencia de refresco vertical: son 2 valores entre los cuales el monitor es capaz de mostrar imágenes estables en la pantalla.
* Hz o frecuencia de refresco horizontal: similar al anterior pero en sentido horizontal, para dibujar cada una de las líneas de la pantalla.
* Blindaje: Un monitor puede o no estar blindando ante interferencias eléctricas externas y ser más o menos sensible a ellas, por lo que en caso de estar blindando, o semiblindado por la parte trasera llevara cubriendo prácticamente la totalidad del tubo una plancha metálica en contacto con tierra o masa.
* Tipo de monitor: en los CRT pueden existir 2 tipos, de apertura de rejilla o de mascara de sombra.
* Líneas de tensión: Son unas líneas horizontales, que tienen los monitores de apertura de rejilla para mantener las líneas que permiten mostrar los colores perfectamente alineadas; en 19 pulgadas lo habitual suelen ser 2, aunque también los hay con 3 líneas, algunos monitores pequeños incluso tienen una sola.

Nota: no todos los monitores estando apagados tienen un color negro si los miramos, algunos tienen un ligero tono que tiende a uno u otro color, viendo una imagen reflejada en él se nota el cambio de color.

Limpieza de monitores: los CRT se pueden limpiar con cualquier limpiacristales, pero los LCD son más sensibles, ya que son porosos y pueden atrapar la suciedad y los líquidos que le apliquemos, en los manuales de instrucciones de los LCD pueden existir notas al respecto. Métodos para limpiar monitores de LCD:

* Agua destilada y un paño que no suelte pelusas como los de limpiar las gafas, ligeramente humedecido.
* Productos específicos para limpiar pantallas de LCD,
* Limpiador antiestático.
* Por internet dicen también que las toallitas de limpiar la cola de los niños pequeños sirven, pero no se recomienda, por no ser un producto diseñado para limpiar una pantalla (ver negrita).

Hay que tener en cuenta que existen 2 tipos de pantallas, mates y brillantes, en cualquier caso mire en el manual de instrucciones de la pantalla, como limpiarlo, o en su defecto al fabricante, ya que la limpieza de un monitor con productos no destinados a tal fin pueden dejar manchas en la pantalla de forma permanente.

Ventajas y desventajas

* Ventajas de las pantallas LCD:
o El grosor es inferior por lo que pueden utilizarse en portátiles.
o Cada punto se encarga de dejar o no pasar la luz, por lo que no hay moire.
o La geometría es siempre perfecta, lo determina el tamaño del píxel

* Desventajas de las pantallas LCD:
o Sólo pueden reproducir fielmente la resolución nativa, con el resto, se ve un borde negro, o se ve difuminado por no poder reproducir medios píxeles.
o Por sí solas no producen luz, necesitan una fuente externa.
o Si no se mira dentro del cono de visibilidad adecuado, desvirtúan los colores.
o El ADC y el DAC de un monitor LCD para reproducir colores limita la cantidad de colores representable.
+ El ADC (Convertidor Digital a Analógico) en la entrada de video analógica (cantidad de colores a representar).
+ El DAC (Convertidor Analógico a Digital) dentro de cada píxel (cantidad de posibles colores representables).
+ en los CRT es la tarjeta gráfica la encargada de realizar esto, el monitor no influye en la cantidad de colores representables, salvo en los primeros modelos de monitores que tenían entradas digitales TTL en lugar de entradas analógicas.

* Ventajas de las pantallas CRT:
o Permiten reproducir una mayor variedad cromática.
o Distintas resoluciones se pueden ajustar al monitor.
o En los monitores de apertura de rejilla no hay moire vertical.

* Desventajas de las pantallas CRT:
o Ocupan más espacio (cuanto más fondo, mejor geometría).
o Los modelos antiguos tienen la pantalla curva.
o Los campos eléctricos afectan al monitor (la imagen vibra).
o Para disfrutar de una buena imagen necesitan ajustes por parte del usuario.
o En los monitores de apertura de rejilla se pueden apreciar varias líneas de tensión muy finas y difíciles de apreciar que cruzan la pantalla horizontalmente, se pueden apreciar con fondo blanco.

* Datos técnicos, comparativos entre sí:
o En los CRT, la frecuencia de refresco es la que tiene la tarjeta grafica, en los LCD no siempre es la que se le manda
o Los CRT pueden tener modo progresivo y entrelazado, los LCD tiene otro método de representación.
o En los CRT se pierde aproximadamente 1 pulgada del tamaño, que se utiliza para la sujeción del tubo, en los CRT es prácticamente lo que ocupa el LCD.
o El peso de un LCD se ve incrementado por la peana para darle estabilidad, pero el monitor en sí no pesa prácticamente nada.
o Los LCD suelen necesitar de un transformador externo al monitor, en los CRT toda la electrónica va dentro del monitor.
o En los LCD el consumo es menor, y la tensión de utilización por parte de la electrónica también.
o En los CRT pueden aparecer problemas de "quemar" el fosforo de la pantalla, esto ocurre al dejar una imagen fija durante mucho tiempo, como la palabra "insert coin" en las recreativas, en los LCD los problemas pueden ser de píxeles defectuosos (siempre encendido o, siempre apagado), aparte de otros daños.
o El parpadeo de ambos tipos de pantallas es debido a la baja frecuencia de refresco, unido a la persistencia del brillo del fosforo, y a la memoria de cada píxel en un CRT y LCD respectivamente, que mitigan este defecto.
+ Con baja velocidad de refresco y un tiempo grande de persistencia del fósforo, no hay parpadeo, pero si la persistencia del fosforo es baja y el refresco es bajo, se produce este problema. Sin embargo esto puede causar un efecto de desvanecimiento o visión borrosa, al permanecer aún encendido un punto, en el siguiente refresco de la pantalla.

TFT

TFT o Thin Film Transistor (Transistor de Película Fina) es un tipo especial de transistor de efecto campo que se fabrica depositando finas películas de un semiconductor activo así como una capa de material dieléctrico y contactos metálicos sobre un sustrato de soporte. Un sustrato muy común es el cristal. Una de las primeras aplicaciones de los TFTs son las pantallas de cristal líquido.

Los TFTs se pueden fabricar con una gran variedad de materiales semiconductores. El más común es el silicio. Las características del TFT basado en el silicio depende de su estado cristalino. Esto es, que la capa de semiconductor puede ser silicio amorfo, silicio microcristalino o puede haber sido templado en un polisilicio. Otros materiales que pueden ser usados como semiconductores en TFTs son el cadmio selenio (CdSe) y óxidos de metal como el Óxido de Zinc. Los TFTs también pueden ser fabricados usando materiales orgánicos (Organic TFT u OTFT.

Usando semiconductores y electrodos transparentes, como el Indio-Óxido de Estaño (ITO), los dispositivos TFT pueden hacerse completamente transparentes.

CPU

La unidad central de procesamiento, CPU (por sus siglas del inglés Central Processor Unit), o, simplemente, el procesador es el componente en una computadora digital que interpreta las instrucciones y procesa los datos contenidos en los programas de computadora. Las CPU proporcionan la característica fundamental de la computadora digital, la programabilidad, y son uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primario y los dispositivos de entrada/salida. Se conoce como microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados. Desde mediados de los años 1970, los microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos los microprocesadores. Si bien lo correcto sería decir la CPU (por ser la unidad central de procesamiento), está muy extendido el término en masculino: el CPU.

La expresión "unidad central de proceso" es, en términos generales, una descripción de una cierta clase de máquinas de lógica que pueden ejecutar complejos programas de computadora. Esta amplia definición puede fácilmente ser aplicada a muchos de los primeros ordenadores que existieron mucho antes que el término "CPU" estuviera en amplio uso. Sin embargo, el término sí mismo y su acrónimo han estado en uso en la industria de la informática por lo menos desde el principio de los años 1960 . La forma, el diseño y la implementación de las CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros ejemplos, pero su operación fundamental ha permanecido bastante similar.

Las primeras CPU fueron diseñadas a la medida como parte de una computadora más grande, generalmente una computadora única en su especie. Sin embargo, este costoso método de diseñar los CPU a la medida, para una aplicación particular, ha desaparecido en gran parte y se ha sustituido por el desarrollo de clases de procesadores baratos y estandarizados adaptados para uno o muchos propósitos. Esta tendencia de estandarización comenzó generalmente en la era de los transistores discretos, computadoras centrales, y microcomputadoras, y fue acelerada rápidamente con la popularización del circuito integrado (IC), éste ha permitido que sean diseñados y fabricados CPU más complejos en espacios pequeños (en la orden de milímetros). Tanto la miniaturización como la estandarización de los CPU han aumentado la presencia de estos dispositivos digitales en la vida moderna mucho más allá de las aplicaciones limitadas de máquinas de computación dedicadas. Los microprocesadores modernos aparecen en todo, desde automóviles, televisores, neveras, calculadoras, aviones, hasta teléfonos móviles o celulares, juguetes, entre otros.


Historia

Antes del advenimiento de las máquinas parecidas a los CPU de hoy, computadores como el ENIAC tenían que ser físicamente recableados para poder realizar tareas diferentes. Estas máquinas eran a menudo referidas como "computadores de programa fijo", puesto que tenían que ser reconfiguradas físicamente para correr un programa diferente. Puesto que el término "CPU" es generalmente definido como un dispositivo de ejecución de software (programa de computadora), los primeros dispositivos que podían ser llamados correctamente como CPU vinieron con el advenimiento de la computadora con programa almacenado.

La idea de una computadora con programa almacenado ya estaba presente durante el diseño del ENIAC, pero fue omitida inicialmente para que la máquina pudiera ser terminada más pronto. El 30 de junio de 1945, antes de que el ENIAC incluso fuera terminado, el matemático John von Neumann distribuyó el trabajo titulado "Primer Borrador de un Reporte sobre el EDVAC". Este trabajo, cuya autoría principal hoy se les reconoce a John Presper Eckert y John William Mauchly[1] , esbozó el diseño de una computadora con programa almacenado que finalmente sería terminado en agosto de 1949 . El EDVAC fue diseñado para efectuar un número determinado de instrucciones (u operaciones) de varios tipos. Estas instrucciones podían combinarse para crear programas útiles para ser ejecutados por el EDVAC. Significativamente, los programas escritos para el EDVAC fueron almacenados en memoria de la computadora de alta velocidad en lugar de ser especificados por el cableado físico de la computadora. Esto superó una severa limitación del ENIAC, que era la gran cantidad de tiempo y esfuerzo que tomaba reconfigurar el computador para realizar una nueva tarea. Con el diseño de Eckert-Mauchly, el programa, o el software, que el EDVAC corría, podía ser reemplazado simplemente cambiando el contenido de la memoria del computador[2] .

Debe ser notado que mientras que von Neumann es acreditado más frecuentemente por el diseño del computador con programa almacenado debido a su diseño del EDVAC, otros antes de él, como Konrad Zuse, habían sugerido ideas similares. Además, la llamada arquitectura Harvard del Harvard Mark I, que fue terminada antes del EDVAC, también utilizó un diseño con programa almacenado empleando cinta de papel perforada en vez de memoria electrónica. La diferencia clave entre las arquitecturas de Eckert-Mauchly y la de Harvard es que la última separa el almacenamiento y el tratamiento de las instrucciones y de los datos del CPU, mientras que la primera usa el mismo espacio de memoria para ambos. La mayoría de los CPU modernos son diseños de Eckert-Mauchly en su mayor parte, pero también son vistos comúnmente elementos de la arquitectura de Harvard.

Siendo dispositivos digitales todos los CPU tratan con estados discretos, y por lo tanto requieren una cierta clase de elementos de conmutación para diferenciar y cambiar estos estados. Antes de la aceptación comercial del transistor, los relés eléctricos y los tubos de vacío (válvulas termoiónicas) eran usados comúnmente como elementos de conmutación. Aunque éstos tenían distintas ventajas de velocidad sobre los anteriores diseños puramente mecánicos, no eran fiables por varias razones. Por ejemplo, hacer circuitos de lógica secuencial de corriente directa requería hardware adicional para hacer frente al problema del rebote de contacto. Por otro lado, mientras que los tubos de vacío no sufren del rebote de contacto, éstos deben calentarse antes de llegar a estar completamente operacionales y eventualmente fallan y dejan de funcionar por completo[3] . Generalmente, cuando un tubo ha fallado, el CPU tendría que ser diagnosticado para localizar el componente que falla para que pueda ser reemplazado. Por lo tanto, los primeros computadores electrónicos, (basados en tubos de vacío), generalmente eran más rápidas pero menos confiables que las computadoras electromecánicas, (basadas en relés). Las computadoras de tubo, como el EDVAC, tendieron en tener un promedio de ocho horas entre fallas, mientras que las computadoras de relés, (anteriores y más lentas), como el Harvard Mark I, fallaban muy raramente . Al final, los CPU basados en tubo llegaron a ser dominantes porque las significativas ventajas de velocidad producidas generalmente pesaban más que los problemas de confiabilidad. La mayor parte de estos tempranos CPU síncronos corrían en frecuencias de reloj bajas comparadas con los modernos diseños microelectrónicos, (ver más abajo para una exposición sobre la frecuencia de reloj). Eran muy comunes en este tiempo las frecuencias de la señal del reloj con un rango desde 100 kHz hasta 4 MHz, limitado en gran parte por la velocidad de los dispositivos de conmutación con los que fueron construidos.

CPU de transistores y de circuitos integrados discretos

La complejidad del diseño de los CPU se incrementó a medida que varias tecnologías facilitaron la construcción de dispositivos electrónicos más pequeños y confiables. La primera de esas mejoras vino con el advenimiento del transistor. Los CPU transistorizados durante los años 1950 y los años 1960 no tuvieron que ser construidos con elementos de conmutación abultados, no fiables, y frágiles, como los tubos de vacío y los relés eléctricos. Con esta mejora, fueron construidos CPUs más complejos y más confiables sobre una o varias tarjetas de circuito impreso que contenían componentes discretos (individuales).

Durante este período, ganó popularidad un método de fabricar muchos transistores en un espacio compacto. El circuito integrado (IC) permitió que una gran cantidad de transistores fueran fabricados en una simple oblea basada en semiconductor o "chip". Al principio, solamente circuitos digitales muy básicos, no especializados, como las puertas NOR fueron miniaturizados en ICs. Los CPU basadas en estos IC de "bloques de construcción" generalmente son referidos como dispositivos de pequeña escala de integración "small-scale integration" (SSI). Los circuitos integrados SSI, como los usados en el computador guía del Apollo (Apollo Guidance Computer), usualmente contenían transistores que se contaban en números de múltiplos de diez. Construir un CPU completo usando ICs SSI requería miles de chips individuales, pero todavía consumía mucho menos espacio y energía que diseños anteriores de transistores discretos. A medida que la tecnología microelectrónica avanzó, en los IC fue colocado un número creciente de transistores, disminuyendo así la cantidad de ICs individuales necesarios para un CPU completo. Los circuitos integrados MSI y el LSI (de mediana y gran escala de integración) aumentaron el número de transistores a cientos, y luego a miles.

En 1964, IBM introducido su arquitectura de computador System/360, que fue usada en una serie de computadores que podían correr los mismos programas con velocidades y desempeños diferentes. Esto fue significativo en un tiempo en que la mayoría de las computadoras electrónicas eran incompatibles una con la otra, incluso las hechas por el mismo fabricante. Para facilitar esta mejora, IBM utilizó el concepto de microprograma, a menudo llamado "microcódigo", que todavía ve un uso extenso en los CPU modernos . La arquitectura System/360 era tan popular que dominó el mercado del mainframe por las siguientes décadas y dejó una herencia que todavía es continuada por computadores modernos similares como el IBM zSeries. En el mismo año de 1964, Digital Equipment Corporation (DEC) introdujo otro computador influyente dirigido a los mercados científicos y de investigación, el PDP-8. DEC introduciría más adelante la extremadamente popular línea del PDP-11, que originalmente fue construido con ICs SSI pero eventualmente fue implementado con componentes LSI cuando llegaron a ser prácticos. En fuerte contraste con sus precursores hechos con tecnología SSI y MSI, la primera implementación LSI del PDP-11 contuvo un CPU integrado por solamente cuatro circuitos integrados LSI .

Los computadores basados en transistores tenían varias ventajas distintas sobre sus predecesores. Aparte de facilitar una creciente confiabilidad y un más bajo consumo de energía, los transistores también permitían al CPU operar a velocidades mucho más altas debido al corto tiempo de conmutación de un transistor en comparación a un tubo o relé. Gracias tanto a la creciente confiabilidad como a la dramáticamente incrementada velocidad de los elementos de conmutación que por este tiempo eran casi exclusivamente transistores, fueron obtenidas frecuencias de reloj del CPU de decenas de megahertz. Además, mientras que los CPU de transistores discretos y circuitos integrados estaban en fuerte uso, comenzaron a aparecer los nuevos diseños de alto rendimiento como procesadores vectoriales SIMD (Single Instruction Multiple Data) (Simple Instrucción Múltiples Datos). Estos tempranos diseños experimentales dieron lugar más adelante a la era de los supercomputadoras especializados, como los hechos por Cray Inc.

Microprocesadores

Desde la introducción del primer microprocesador, el Intel 4004, en 1970, y del primer microprocesador ampliamente usado, el Intel 8080, en 1974. Esta clase de CPUs ha desplazado casi totalmente el resto de los métodos de implementación de la Unidad Central de Proceso. Los fabricantes de mainframes y minicomputadores de ese tiempo lanzaron programas de desarrollo de ICs propietarios para actualizar sus más viejas arquitecturas de computador, y eventualmente produjeron microprocesadores con conjuntos de instrucciones que eran compatibles hacia atrás con sus más viejos hardwares y softwares. Combinado con el advenimiento y el eventual vasto éxito del ahora ubicuo computadora personal, el término "CPU" es aplicado ahora casi exclusivamente a los microprocesadores.

Las generaciones previas de CPUs fueron implementadas como componentes discretos y numerosos circuitos integrados de pequeña escala de integración en una o más tarjetas de circuitos. Por otro lado, los microprocesadores son CPUs fabricados con un número muy pequeño de ICs; usualmente solo uno. El tamaño más pequeño del CPU, como resultado de estar implementado en una simple pastilla, significa tiempos de conmutación más rápidos debido a factores físicos como el decrecimiento de la capacitancia parásita de las puertas. Esto ha permitido que los microprocesadores síncronos tengan ratas de reloj con un rango de decenas de megahertz a varios gigahertz. Adicionalmente, como ha aumentado la capacidad de construir transistores excesivamente pequeños en un IC, la complejidad y el número de transistores en un simple CPU también se ha incrementado dramáticamente. Esta tendencia ampliamente observada es descrita por la ley de Moore, que ha demostrado hasta la fecha, ser una predicción bastante exacta del crecimiento de la complejidad de los CPU y otros ICs.

Mientras que, en los pasados sesenta años han cambiado drásticamente, la complejidad, el tamaño, la construcción, y la forma general del CPU, es notable que el diseño y el funcionamiento básico no ha cambiado demasiado. Casi todos los CPU comunes de hoy se pueden describir con precisión como máquinas de programa almacenado de Eckert-Mauchly.

A medida que la a mencionada ley del Moore continúa manteniéndose verdadera, se han presentado preocupaciones sobre los límites de la tecnología de transistor del circuito integrado. La miniaturización extrema de puertas electrónicas está causando los efectos de fenómenos que se vuelven mucho más significativos, como la electromigración, y el subumbral de pérdida. Estas más nuevas preocupaciones están entre los muchos factores que hacen a investigadores estudiar nuevos métodos de computación como la computadora cuántica, así como ampliar el uso de paralelismo, y otros métodos que extienden la utilidad del modelo clásico de Eckert-Mauchly.

Operación del CPU

La operación fundamental de la mayoría de los CPU, sin importar la forma física que tomen, es ejecutar una secuencia de instrucciones almacenadas llamadas "programa". Aquí se habla sobre los dispositivos conformes con la arquitectura Eckert-Mauchly común. El programa es representado por una serie de números que se mantentienen en una cierta clase de memoria de computador. Hay cuatro pasos que casi todos los CPU de Eckert-Mauchly usan en su operación: fetch, decode, execute, y writeback, (leer, decodificar, ejecutar, y escribir).

El primer paso, leer (fetch), implica el recuperar una instrucción, (que es representada por un número o una secuencia de números), de la memoria de programa. La localización en la memoria del programa es determinada por un contador de programa (PC), que almacena un número que identifica la posición actual en el programa. En otras palabras, el contador de programa indica al CPU, el lugar de la instrucción en el programa actual. Después de que se lee una instrucción, el PC es incrementado por la longitud de la palabra de instrucción en términos de unidades de memoria[4] . Frecuentemente la instrucción a ser leída debe ser recuperada de memoria relativamente lenta, haciendo detener al CPU mientras espera que la instrucción sea retornada. Este problema es tratado en procesadores modernos en gran parte por los cachés y las arquitecturas pipeline (ver abajo).

La instrucción que el CPU lee desde la memoria es usada para determinar qué deberá hacer el CPU. En el paso de decodificación, la instrucción es dividida en partes que tienen significado para otras porciones del CPU. La manera en que el valor de la instrucción numérica es interpretado está definida por la arquitectura del conjunto de instrucciones (el ISA) del CPU[5] . A menudo, un grupo de números en la instrucción, llamado opcode, indica qué operación realizar. Las partes restantes del número usualmente proporcionan información requerida para esa instrucción, como por ejemplo, operandos para una operación de adición. Tales operandos se pueden dar como un valor constante (llamado valor inmediato), o como un lugar para localizar un valor, que según lo determinado por algún modo de dirección, puede ser un registro o una dirección de memoria. En diseños más viejos las porciones del CPU responsables de decodificar la instrucción eran dispositivos de hardware fijos. Sin embargo, en CPUs e ISAs más abstractos y complicados, es frecuentemente usado un microprograma para asistir en traducir instrucciones en varias señales de configuración para el CPU. Este microprograma es a veces reescribible de tal manera que puede ser modificado para cambiar la manera en que el CPU decodifica instrucciones incluso después de que haya sido fabricado.

Después de los pasos de lectura y decodificación, es llevado a cabo el paso de la ejecución de la instrucción. Durante este paso, varias porciones del CPU son conectadas de tal manera que ellas pueden realizar la operación deseada. Si, por ejemplo, una operación de adición fue solicitada, una unidad aritmético lógica (ALU) será conectada a un conjunto de entradas y un conjunto de salidas. Las entradas proporcionan los números a ser sumados, y las salidas contendrán la suma final. El ALU contiene la circuitería para realizar operaciones simples de aritmética y lógica en las entradas, como adición y operaciones de bits (bitwise). Si la operación de adición produce un resultado demasiado grande para poder ser manejado por el CPU,, también puede ser ajustada una bandera (flag) de desbordamiento aritmético localizada en un registro de banderas (ver abajo la sección sobre rango de números enteros).

El paso final, la escritura (writeback), simplemente "escribe" los resultados del paso de ejecución a una cierta forma de memoria. Muy a menudo, los resultados son escritos a algún registro interno del CPU para acceso rápido por subsecuentes instrucciones. En otros casos los resultados pueden ser escritos a una memoria principal más lenta pero más barata y más grande. Algunos tipos de instrucciones manipulan el contador de programa en lugar de directamente producir datos de resultado. Éstas son llamadas generalmente "saltos" (jumps) y facilitan comportamientos como bucles (loops), la ejecución condicional de programas (con el uso de saltos condicionales), y funciones en programas[6] . Muchas instrucciones también cambiarán el estado de dígitos en un registro de "banderas". Estas banderas pueden ser usadas para influenciar cómo se comporta un programa, puesto que a menudo indican el resultado de varias operaciones. Por ejemplo, un tipo de instrucción de "comparación" considera dos valores y fija un número, en el registro de banderas, de acuerdo a cual es el mayor. Entonces, esta bandera puede ser usada por una posterior instrucción de salto para determinar el flujo de programa.

Después de la ejecución de la instrucción y la escritura de los datos resultantes, el proceso entero se repite con el siguiente ciclo de instrucción, normalmente leyendo la siguiente instrucción en secuencia debido al valor incrementado en el contador de programa. Si la instrucción completada era un salto, el contador de programa será modificado para contener la dirección de la instrucción a la cual se saltó, y la ejecución del programa continúa normalmente. En CPUs más complejos que el descrito aquí, múltiples instrucciones pueden ser leídas, decodificadas, y ejecutadas simultáneamente. Esta sección describe lo que es referido generalmente como el "entubado RISC clásico" (Classic RISC pipeline), que de hecho es bastante común entre los CPU simples usados en muchos dispositivos electrónicos, a menudo llamados microcontroladores[7] .


Diseño e implementación

Rango de enteros

La manera en que un CPU representa los números es una opción de diseño que afecta las más básicas formas en que el dispositivo funciona. Algunas de las primeras calculadoras digitales usaron, para representar números internamente, un modelo eléctrico del sistema de numeración decimal común (base diez). Algunas otras computadoras han usado sistemas de numeración más exóticos como el ternario (base tres). Casi todas los CPU modernos representan los números en forma binaria, en donde cada dígito es representado por una cierta cantidad física de dos valores, como un voltaje "alto" o "bajo"[8] .

Con la representación numérica están relacionados el tamaño y la precisión de los números que un CPU puede representar. En el caso de un CPU binario, un bit se refiere a una posición significativa en los números con que trabaja un CPU. El número de bits (o de posiciones numéricas, o dígitos) que un CPU usa para representar los números, a menudo se llama "tamaño de la palabra", "ancho de bits", "ancho de ruta de datos", o "precisión del número entero" cuando se ocupa estrictamente de números de números enteros (en oposición a números de punto flotante). Este número difiere entre las arquitecturas, y a menudo dentro de diferentes partes del mismo CPU. Por ejemplo, un CPU de 8 bits maneja un rango de números que pueden ser representados por ocho dígitos binarios, cada dígito teniendo dos valores posibles, y en combinación los 8 bits teniendo 28 ó 256 números discretos. En efecto, el tamaño del número entero fija un límite de hardware en el rango de números enteros que el software corre y que el CPU puede usar directamente[9] .

El rango del número entero también puede afectar el número de posiciones en memoria que el CPU puede direccionar (localizar). Por ejemplo, si un CPU binario utiliza 32 bits para representar una dirección de memoria, y cada dirección de memoria representa a un octeto (8 bits), la cantidad máxima de memoria que el CPU puede direccionar es 232 octetos, o 4 GB. Ésta es una vista muy simple del espacio de dirección del CPU, y muchos diseños modernos usan métodos de dirección mucho más complejos como paginación para localizar más memoria que su rango entero permitiría con un espacio de dirección plano.

Niveles más altos del rango de números enteros requieren más estructuras para manejar los dígitos adicionales, y por lo tanto, más complejidad, tamaño, uso de energía, y generalmente costo. Por ello, no es del todo infrecuente, ver microcontroladores de 4 y 8 bits usados en aplicaciones modernas, aun cuando están disponibles CPU con un rango mucho más alto (de 16, 32, 64, e incluso 128 bits). Los microcontroladores más simples son generalmente más baratos, usan menos energía, y por lo tanto disipan menos calor. Todo esto pueden ser consideraciones de diseño importantes para los dispositivos electrónicos. Sin embargo, en aplicaciones del extremo alto, los beneficios producidos por el rango adicional, (más a menudo el espacio de dirección adicional), son más significativos y con frecuencia afectan las opciones del diseño. Para ganar algunas de las ventajas proporcionadas por las longitudes de bits tanto más bajas, como más altas, muchos CPUs están diseñados con anchos de bit diferentes para diferentes porciones del dispositivo. Por ejemplo, el IBM Sistem/370 usó un CPU que fue sobre todo de 32 bits, pero usó precisión de 128 bits dentro de sus unidades de punto flotante para facilitar mayor exactitud y rango de números de punto flotante . Muchos diseños posteriores de CPU usan una mezcla de ancho de bits similar, especialmente cuando el procesador está diseñado para usos de propósito general donde se requiere un razonable equilibrio entre la capacidad de números enteros y de punto flotante.

Frecuencia de reloj

La mayoría de los CPU, y de hecho, la mayoría de los dispositivos de lógica secuencial, son de naturaleza síncrona[10] . Es decir, están diseñados y operan en función de una señal de sincronización. Esta señal, conocida como señal de reloj, usualmente toman la forma de una onda cuadrada periódica. Calculando el tiempo máximo en que las señales eléctricas pueden moverse en las varias bifurcaciones de los muchos circuitos de un CPU, los diseñadores pueden seleccionar un período apropiado para la señal del reloj.

Este período debe ser más largo que la cantidad de tiempo que toma a una señal moverse, o propagarse, en el peor de los casos. En fijar el período del reloj a un valor bastante sobre el retardo de la propagación del peor caso, es posible diseñar todo el CPU y la manera que mueve los datos alrededor de los "bordes" de la subida y bajada de la señal del reloj. Esto tiene la ventaja de simplificar el CPU significativamente, tanto en una perspectiva de diseño, como en una perspectiva de cantidad de componentes. Sin embargo, esto también tiene la desventaja que todo el CPU debe esperar por sus elementos más lentos, aun cuando algunas porciones del mismo son mucho más rápidas. Esta limitación ha sido compensada en gran parte por varios métodos de aumentar el paralelismo del CPU (ver abajo).

Sin embargo, las solamente mejoras arquitectónicas no solucionan todas las desventajas de CPUs globalmente síncronos. Por ejemplo, una señal de reloj está sujeta a los retardos de cualquier otra señal eléctrica. Velocidades de reloj más altas en CPUs cada vez más complejos hacen más difícil de mantener la señal del reloj en fase (sincronizada) a través de toda la unidad. Esto ha conducido que muchos CPU modernos requieran que se les proporcione múltiples señales de reloj idénticas, para evitar retardar una sola señal lo suficiente significativamente como para hacer al CPU funcionar incorrectamente. Otro importante problema cuando la velocidad del reloj aumenta dramáticamente, es la cantidad de calor que es disipado por el CPU. La señal del reloj cambia constantemente, provocando la conmutación de muchos componentes (cambio de estado) sin importar si están siendo usados en ese momento. En general, un componente que está cambiando de estado, usa más energía que un elemento en un estado estático. Por lo tanto, a medida que la velocidad del reloj aumenta, así lo hace también la disipación de calor, causando que el CPU requiera soluciones de enfriamiento más efectivas.

Un método de tratar la conmutación de componentes innecesarios se llama el clock
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g, que implica apagar la señal del reloj a los componentes innecesarios, efectivamente desactivándolos. Sin embargo, esto es frecuentemente considerado como difícil de implementar y por lo tanto no ve uso común afuera de diseños de muy baja potencia[11] . Otro método de tratar algunos de los problemas de una señal global de reloj es la completa remoción de la misma. Mientras que quitar la señal global del reloj hace, de muchas maneras, considerablemente más complejo el proceso del diseño, en comparación con diseños síncronos similares, los diseños asincrónicos (o sin reloj) tienen marcadas ventajas en el consumo de energía y la disipación de calor. Aunque algo infrecuente, CPUs completos se han construido sin utilizar una señal global de reloj. Dos notables ejemplos de esto son el AMULET, que implementa la arquitectura del ARM, y el MiniMIPS, compatible con el MIPS R3000. En lugar de remover totalmente la señal del reloj, algunos diseños de CPU permiten a ciertas porciones del dispositivo ser asincrónicas, como por ejemplo, usar ALUs asincrónicas en conjunción con pipelining superescalar para alcanzar algunas ganancias en el desempeño aritmético. Mientras que no está completamente claro si los diseños totalmente asincrónicos pueden desempeñarse a un nivel comparable o mejor que sus contrapartes síncronas, es evidente que por lo menos sobresalen en las más simples operaciones matemáticas. Esto, combinado con sus excelentes características de consumo de energía y disipación de calor, los hace muy adecuados para los computadores empotrados .

El Unico problema con la implementacion de los procesadores es el calor que generan, hoy en dia se necesitan implementar sistemas de enfriamiento para un mejor rendimiento, incluso alargar la vida de este, ya que con un bus (velocidad de reloj) mas rapido desde dos hasta cuatro cpu's en uno ((duo, quad)(o sea mas de un nucleo)) y mayores frecuencias, generan mucho mas calor que uno, con lo que se consigue un menor plazo para la duracion de los procesadores (CPU), ademas los disipadores de los fabricantes se comienzan a hacer ineficientes a las temperaturas de ambiente por lo cual uno busca una mejor solucion de disipacion de calor, desde ventiladoras de mayores rangos de velocidad y tamaño, hasta soluciones de sistemas de enfriamiento por medio de agua con sistemas de motores de carros, osea sistemas de enfriamiento por agua con un radiador ventilado para enfriar el agua que pasa por un disipador colocado sobre el procesador con una bomba de agua y un refrigerante que hace un circuito practicamente; la verdad yo pienso que estan cometiendo un error, estan haciendo el mismo error que cometieron hace poco (hablando de recalentamiento) y la verdad es que los fabricantes deben generar menos voltaje para crear menos calor (REAG)
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Paralelismo

La descripción de la operación básica de un CPU ofrecida en la sección anterior describe la forma más simple que puede tomar un CPU. Este tipo de CPU, usualmente referido como subescalar, opera sobre y ejecuta una sola instrucción con una o dos piezas de datos a la vez.

Este proceso da lugar a una ineficacia inherente en CPUs subescalares. Puesto que solamente una instrucción es ejecutada a la vez, todo el CPU debe esperar que esa instrucción se complete antes de proceder a la siguiente instrucción. Como resultado, el CPU subescalar queda "paralizado" en instrucciones que toman más de un ciclo de reloj para completar su ejecución. Incluso la adición de una segunda unidad de ejecución (ver abajo) no mejora mucho el desempeño. En lugar de un camino quedando congelado, ahora dos caminos se paralizan y aumenta el número de transistores no usados. Este diseño, en donde los recursos de ejecución del CPU pueden operar con solamente una instrucción a la vez, solo puede, posiblemente, alcanzar el desempeño escalar (una instrucción por ciclo de reloj). Sin embargo, el desempeño casi siempre es subescalar (menos de una instrucción por ciclo).

Las tentativas de alcanzar un desempeño escalar y mejor, han resultado en una variedad de metodologías de diseño que hacen comportarse al CPU menos linealmente y más en paralelo. Cuando se refiere al paralelismo en los CPU, generalmente son usados dos términos para clasificar estas técnicas de diseño.

* El paralelismo a nivel de instrucción, en inglés Instruction Level Parallelism (ILP), busca aumentar la tasa en la cual las instrucciones son ejecutadas dentro de un CPU, es decir, aumentar la utilización de los recursos de ejecución en la pastilla
* El paralelismo a nivel de hilo de ejecución, en inglés thread level parallelism (TLP), que se propone incrementar el número de hilos (efectivamente programas individuales) que un CPU pueda ejecutar simultáneamente. Cada metodología diferencia tanto en las maneras en las que están implementadas, como en la efectividad relativa que producen en el aumento del desempeño del CPU para una aplicación[12] .

ILP: Entubado de instrucción y arquitectura superescalar

Uno de los más simples métodos usados para lograr incrementar el paralelismo es comenzar los primeros pasos de leer y decodificar la instrucción antes de que la instrucción anterior haya terminado de ejecutarse. Ésta es la forma más simple de una técnica conocida como instruction pipelining (entubado de instrucción), y es utilizada en casi todos los CPU de propósito general modernos. Al dividir la ruta de ejecución en etapas discretas, la tubería permite que más de una instrucción sea ejecutada en cualquier tiempo. Esta separación puede ser comparada a una línea de ensamblaje, en la cual una instrucción es hecha más completa en cada etapa hasta que sale de la tubería de ejecución y es retirada.

Sin embargo, la tubería introduce la posibilidad de una situación donde es necesario terminar el resultado de la operación anterior para completar la operación siguiente; una condición llamada a menudo como conflicto de dependencia de datos. Para hacer frente a esto, debe ser tomado un cuidado adicional para comprobar estas clases de condiciones, y si esto ocurre, se debe retrasar una porción de la tubería de instrucción. Naturalmente, lograr esto requiere circuitería adicional, los procesadores entubados son más complejos que los subescalares, pero no mucho. Un procesador entubado puede llegar a ser casi completamente escalar, solamente inhibido por las abruptas paradas de la tubería (una instrucción durando más de un ciclo de reloj en una etapa).

Una mejora adicional sobre la idea del entubado de instrucción (instruction pipelining) condujo al desarrollo de un método que disminuye incluso más el tiempo ocioso de los componentes del CPU. Diseños que se dice que son superescalares incluyen una larga tubería de instrucción y múltiples unidades de ejecución idénticas. En una tubería superescalar, múltiples instrucciones son leídas y pasadas a un despachador, que decide si las instrucciones se pueden o no ejecutar en paralelo (simultáneamente). De ser así, son despachadas a las unidades de ejecución disponibles, dando por resultado la capacidad para que varias instrucciones sean ejecutadas simultáneamente. En general, cuanto más instrucciones un CPU superescalar es capaz de despachar simultáneamente a las unidades de ejecución en espera, más instrucciones serán completadas en un ciclo dado.

La mayor parte de la dificultad en el diseño de una arquitectura superescalar de CPU descansa en crear un despachador eficaz. El despachador necesita poder determinar rápida y correctamente si las instrucciones pueden ejecutarse en paralelo, tan bien como despacharlas de una manera que mantenga ocupadas tantas unidades de ejecución como sea posible. Esto requiere que la tubería de instrucción es llenada tan a menudo como sea posible y se incrementa la necesidad, en las arquitecturas superescalares, de cantidades significativas de caché de CPU. Esto también crea técnicas para evitar peligros como la predicción de bifurcación, ejecución especulativa, y la ejecución fuera de orden, cruciales para mantener altos niveles de desempeño.

* La predicción de bifurcación procura predecir qué rama (o trayectoria) tomará una instrucción condicional, el CPU puede minimizar el número de tiempos que toda la tubería debe esperar hasta que sea completada una instrucción condicional.
* La ejecución especulativa frecuentemente proporciona aumentos modestos del desempeño al ejecutar las porciones de código que pueden o no ser necesarias después de que una operación condicional termine.
* La ejecución fuera de orden cambia en algún grado el orden en el cual son ejecutadas las instrucciones para reducir retardos debido a las dependencias de los datos.

En el caso donde una porción del CPU es superescalar y una parte no lo es, la parte que no es superescalar sufre en el desempeño debido a las paradas de horario. El Intel Pentium original (P5) tenía dos ALUs superescalares que podían aceptar, cada una, una instrucción por ciclo de reloj, pero su FPU no podía aceptar una instrucción por ciclo de reloj. Así el P5 era superescalar en la parte de números enteros pero no era superescalar de números de punto flotante. El sucesor a la arquitectura del Pentium de Intel, el P6, agregó capacidades superescalares a sus funciones de punto flotante, y por lo tanto produjo un significativo aumento en el desempeño de sus instrucciones de punto flotante.

El entubado simple y el diseño superescalar aumentan el ILP de un CPU al permitir a un solo procesador completar la ejecución de instrucciones en ratas que sobrepasan una instrucción por el ciclo (IPC)[13] . La mayoría de los modernos diseños de CPU son por lo menos algo superescalares, y en la última década, casi todos los diseños de CPU de propósito general son superescalares. En los últimos años algo del énfasis en el diseño de computadores de alto ILP se ha movido del hardware del CPU hacia su interface de software, o ISA. La estrategia de la muy larga palabra de instrucción, very long instruction word (VLIW), causa a algún ILP a ser implícito directamente por el software, reduciendo la cantidad de trabajo que el CPU debe realizar para darle un empuje significativo al ILP y por lo tanto reducir la complejidad del diseño.

TLP: Ejecución simultánea de hilos

Otra estrategia comúnmente usada para aumentar el paralelismo de los CPU es incluir la habilidad de correr múltiples hilos (programas) al mismo tiempo. En general, CPUs con alto TLP han estado en uso por mucho más tiempo que los de alto ILP. Muchos de los diseños en los que Seymour Cray fue pionero durante el final de los años 1970 y los años1980 se concentraron en el TLP como su método primario de facilitar enormes capacidades de computación (para su tiempo). De hecho, el TLP, en la forma de mejoras en múltiples hilos de ejecución, estuvo en uso tan temprano como desde los años 1950 . En el contexto de diseño de procesadores individuales, las dos metodologías principales usadas para lograr el TLP son, multiprocesamiento a nivel de chip, en inglés chip-level multiprocessing (CMP), y el multihilado simultáneo, en inglés simultaneous multithreading (SMT). En un alto nivel, es muy común construir computadores con múltiples CPU totalmente independientes en arreglos como multiprocesamiento simétrico (symmetric multiprocessing (SMP)) y acceso de memoria no uniforme (Non-Uniform Memory Access (NUMA))[14] . Aunque son usados medios muy diferentes, todas estas técnicas logran la misma meta: incrementar el número de hilos que el CPU(s) puede correr en paralelo.

Los métodos de paralelismo CMP y de SMP son similares uno del otro y lo más directo. Éstos implican algo más conceptual que la utilización de dos o más CPU completos y CPU independientes. En el caso del CMP, múltiples "núcleos" de procesador son incluidos en el mismo paquete, a veces en el mismo circuito integrado[15] . Por otra parte, el SMP incluye múltiples paquetes independientes. NUMA es algo similar al SMP pero usa un modelo de acceso a memoria no uniforme. Esto es importante para los computadores con muchos CPU porque el tiempo de acceso a la memoria, de cada procesador, es agotado rápidamente con el modelo de memoria compartido del SMP, resultando en un significativo retraso debido a los CPU esperando por la memoria. Por lo tanto, NUMA es considerado un modelo mucho más escalable, permitiendo con éxito que en un computador sean usados muchos más CPU que los que pueda soportar de una manera factible el SMP. El SMT se diferencia en algo de otras mejoras de TLP en que el primero procura duplicar tan pocas porciones del CPU como sea posible. Mientras es considerada una estrategia TLP, su implementación realmente se asemeja más a un diseño superescalar, y de hecho es frecuentemente usado en microprocesadores superescalares, como el POWER5 de IBM. En lugar de duplicar todo el CPU, los diseños SMT solamente duplican las piezas necesarias para lectura, decodificación, y despacho de instrucciones, así como cosas como los registros de propósito general. Esto permite a un CPU SMT mantener sus unidades de ejecución ocupadas más frecuentemente al proporcionarles las instrucciones desde dos diferentes hilos de software. Una vez más esto es muy similar al método superescalar del ILP, pero ejecuta simultáneamente instrucciones de múltiples hilos en lugar de ejecutar concurrentemente múltiples instrucciones del mismo hilo.

Procesadores vectoriales y el SIMD

Un menos común pero cada vez más importante paradigma de CPU (y de hecho, de computación en general) trata con vectores. Los procesadores de los que se ha hablado anteriormente son todos referidos como cierto tipo de dispositivo escalar[16] . Como implica su nombre, los procesadores vectoriales se ocupan de múltiples piezas de datos en el contexto de una instrucción, esto contrasta con los procesadores escalares, que tratan una pieza de dato por cada instrucción. Estos dos esquemas de ocuparse de los datos son generalmente referidos respectivamente como SISD (Single Instruction, Single Data|) (Simple Instrucción, Simple Dato) y SIMD (Single Instruction, Multiple Data) (Simple Instrucción, Múltiples Datos). La gran utilidad en crear CPUs que se ocupen de vectores de datos radica en la optimización de tareas que tienden a requerir la misma operación, por ejemplo, una suma, o un producto escalar, a ser realizado en un gran conjunto de datos. Algunos ejemplos clásicos de este tipo de tareas son las aplicaciones multimedia (imágenes, vídeo, y sonido), así como muchos tipos de tareas científicas y de ingeniería. Mientras que un CPU escalar debe completar todo el proceso de leer, decodificar, y ejecutar cada instrucción y valor en un conjunto de datos, un CPU vectorial puede realizar una simple operación en un comparativamente grande conjunto de datos con una sola instrucción. Por supuesto, esto es solamente posible cuando la aplicación tiende a requerir muchos pasos que apliquen una operación a un conjunto grande de datos.

La mayoría de los primeros CPU vectoriales, como el Cray-1, fueron asociados casi exclusivamente con aplicaciones de investigación científica y criptografía. Sin embargo, a medida que la multimedia se desplazó en gran parte a medios digitales, ha llegado a ser significativa la necesidad de una cierta forma de SIMD en CPUs de propósito general. Poco después de que comenzara a ser común incluir unidades de punto flotante en procesadores de uso general, también comenzaron a aparecer especificaciones e implementaciones de unidades de ejecución SIMD para los CPU de uso general. Algunas de estas primeras especificaciones SIMD, como el MMX de Intel, fueron solamente para números enteros. Esto demostró ser un impedimiento significativo para algunos desarrolladores de software, ya que muchas de las aplicaciones que se beneficiaban del SIMD trataban sobre todo con números de punto flotante. Progresivamente, éstos primeros diseños fueron refinados y rehechos en alguna de las comunes, modernas especificaciones SIMD, que generalmente están asociadas a un ISA. Algunos ejemplos modernos notables son el SSE de Intel y el AltiVec relacionado con el PowerPC (también conocido como VMX)[17] .

SOCKET

El zócalo o (en inglés) socket es una pieza de plástico que funciona como intermediario entre la placa base y el microprocesador. Posee en su superficie plana superior una matriz de pequeños agujeros donde encajan, sin dificultad, los pines de un microprocesador; dicha matriz, es denominada Pin grid array o simplemente PGA. En los primeros ordenadores personales, el microprocesador tenía que ser directamente soldado a la placa base, pero la aparición de una amplia gama de microprocesadores llevó a la creación del socket, que quizá es una idea basada en el hecho de que existían algunos microprocesadores en forma de cartucho, los cuales no tuvieron mucho éxito.

En general, cada familia de microprocesador requiere un tipo distinto de zócalo, ya que existen diferencias en el número de pines, su disposición geométrica y la interconexión requerida con los componentes de la placa base. Por tanto, no es posible conectar un microprocesador a una placa base con un zócalo no diseñado para él. Forzar un microprocesador a un zócalo no diseñado para el mismo, hará que los importantes pines del microprocesador se doblen o se rompan.

Algunos ejemplos
Artículo principal: Lista de sockets

* Socket 939 (AMD)
* Socket AM2 (AMD)
* Socket 478 (Intel)
* Socket 775 (Intel)
* Socket 771 (Intel - Servidores)
* Socket 940 (AMD - Servidores)
* Socket F (AMD - Servidores)

SOCKET 939

Socket 939 es un socket de CPU que fue introducido por AMD en respuesta a Intel y su nueva plataforma para los computadores de mesa, Socket LGA775. Socket 939 ha sido substituido por el Socket AM2.

Socket 939 CPUs: Características principales

* Función completa de 32-bit, IA-32 y (x86). Compatibilidad para aplicaciones futuras de 64-bit usando el set de instrucciones AMD64.
* Direcciones físicas de 40-bits, Direcciones virtuales de 48-bits.
* 8 nuevos registros de 64-bit, para un total de 16
* 8 nuevos registros de 128-bit SSE/SSE2, para un total de 16
* Incluye el soporte para la tecnología 3DNow, SSE2, y SSE3 usando los procesadores más recientes (revisión E)
* Integra el controlador de "dual channel" (Doble Canal) DDR SDRAM soportando hasta 200MHz PC3200 ("DDR400")
* Soporte hasta 6.4 GB/s bando de memoria
* Tecnología HyperTransport para conexiones rápidas I/O, una de 16 bit soportando hasta 2000MHz
* 64KB Nivel 1 cache de instrucción, 64KB Nivel 1 cache de datos.
* Soporta hasta 1MB Nivel 2 cache
* Ciertos modelos (Athlon 64 X2) son procesadores dual-core y tienen físicamente 2 cores en un procesador.

Socket 939 Núcleos soportados

* Clawhammer Core: Soporta Instrucciones L2 1MB Cache/ SSE1, SSE2
* Newcastle Core: Soporta Instrucciones L2 512KB Cache/ SSE1, SSE2
* Winchester Core: Soporta Instrucciones L2 512KB Cache/ SSE1, SSE2
* Venice Core: Soporta Instrucciones L2 512KB Cache/ SSE1, SSE2, SSE3
* San Diego Core: Soporta Instrucciones L2 1MB Cache/ SSE1, SSE2, SSE3
* Manchester Core: Soporta Instrucciones (Dual Core) L2 512KB cache por CPU/ SSE1, SSE2, SSE3
* Toledo Core: (Dual Core) Soporta Instrucciones L2 1MB cache por CPU/ SSE1, SSE2, SSE3
* Venice Core CPUs incluye: 3000+, 3200+, 3500+, 3800+
* San Diego Core CPUs incluye: 3700+, 4000+, FX55, FX57
* Manchester Core CPUs incluye: X2 3800+, X2 4200+, X2 4600+
* Toledo Core CPUs incluye: X2 3800+, X2 4400+, X2 4800+, FX-60

SOCKET 478

En Computación el Socket 478 se refiere al conector en la placa madre donde se inserta el procesador, en este caso contiene 478 pines y es de la marca de Intel. Fue reemplazado por el Socket 775.

Según el modelo de Socket podemos darnos cuenta que procesador tenemos, si es que no nos manejamos mucho en el área de hardware. Por ejemplo Socket 478 y 775 son respectivamente de Intel y corresponde a procesadores Pentium 4, Pentium D, Celeron, Celeron D y Core 2 Duo. Este último solamente utiliza Socket 775 pero con un conector diferente donde los pines están en el socket o zócalo y el procesador lo que tiene son contactos. Por ser de última generación, los demás antes mencionados se encuentran en el mercado con Socket 478 y 775.

AMD, por su parte, tiene los Socket A (462 pines) que corresponden a procesadores Duron, Sempron, Athlon y Athlon XP. Socket 754 con procesadores Athlon 64 y Sempron. Socket 939 con procesadores Athlon64, Athlon64 X2 y Sempron. Socket AM2 (940 pines) con procesadores Athlon64, Athlon64 X2 y Sempron.

SOCKET 775

El socket 775 de Intel es otro de los zócalos para dar soporte a los microprocesadores Pentium 4, debido precisamente a la cantidad de zócalos disponibles, las posibilidades para construir un sistema basado en este microprocesador son bastante amplias. Este viene en la actualidad a sustituir el socket 478. Los cambios de zócalos se producen ya que el pentium 4 tras varios años de permanencia en el mercado, tiene que irse adaptando a la revolución constante en los otros componentes del PC, como son las memorias soportadas, el BUS del sistema y demás.

Actualmente se considera el Zócalo 775 para pentium 4 como el del presente y se pueden encontrar placas madres (motherboards) con este zócalo, con soporte para memoria RAM del tipo DDR2 y las nuevas ranuras de expansión PCI Express.

Este tipo de zocalo es el "estandar", para casi todos los procesadores de consumo de "INTEL" para equipos sobremesa, y algunos portátiles, en la actualidad, desde los "Celeron D", hasta los "Core 2 Duo", pasando por los "Pentium D", su principal atractivo, es que los procesadores para soket 775 carecen de pines, es decir que la motherboards es la que contiene los contactos para comunicarse con el procesador, con esto se consigue que los procesadores sean menos frágiles a nivel físico.

Los procesadores se "anclan" a la placa base con una pletina metálica, que los fuerza sobre los pines.

Las velocidades de bus disponibles para esta arquitectura andan desde los 533Mhz hasta los 1333MHz.

SOCKET 940

El Socket 940 es un tipo de socket con el mismo patillaje que el am2, pero más antiguo, y no tiene soporte para memoria DDR2. Cabe destacar que este no es compatible con procesadores para am2, debido a su tecnología. Este, en cambio soporta memoria DDR y procesadores como el Opteron y el athlon 64 FX. Viene a sustituir al socket 939.

PLACA BASE

La placa base, placa madre, tarjeta madre o Board (en inglés motherboard, mainboard ) es la tarjeta de circuitos impresos de una computadora que sirve como medio de conexión entre el microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las ranuras para conectar parte o toda la RAM del sistema, la ROM y las ranuras especiales (slots) que permiten la conexión de tarjetas adaptadoras adicionales. Estas tarjetas de expansión suelen realizar funciones de control de periféricos tales como monitores, impresoras, unidades de disco, etc...

Se diseña básicamente para realizar tareas específicas vitales para el funcionamiento de la computadora, como por ejemplo las de:

* Conexión física.
* Administración, control y distribución de energía eléctrica.
* Comunicación de datos.
* Temporización.
* Sincronismo.
* Control y monitoreo.

Para que la placa base cumpla con su cometido, lleva instalado un software muy básico denominado BIOS.


Tipos de placas

A continuación se describen los tipos de placas más usuales.

* XT (8.5 × 11" ó 216 × 279 mm)
* AT (12 × 11"–13" ó 305 × 279–330 mm)
* Baby-AT (8.5" × 10"–13" ó 216 mm × 254-330 mm)
* ATX (Intel 1996; 12" × 9.6" ó 305 mm × 244 mm)
* EATX (12" × 13" ó 305mm × 330 mm)
* Mini-ATX (11.2" × 8.2" ó 284 mm × 208 mm)
* microATX (1996; 9.6" × 9.6" ó 244 mm × 244 mm)
* LPX (9" × 11"–13" ó 229 mm × 279–330 mm)
* Mini-LPX (8"–9" × 10"–11" ó 203–229 mm × 254–279 mm)
* NLX (Intel 1999; 8"–9" × 10"-13.6" ó 203–229 mm × 254–345 mm)
* FlexATX (Intel 1999; 9.6" × 9.6" ó 244 × 244 mm max.)
* Mini-ITX (VIA Technologies 2003; 6.7" × 6.7" ó 170 mm × 170 mm max.; 100W max.)
* Nano-ITX (VIA Technologies 2004; 120 mm × 120 mm max.)
* BTX (Intel 2004; 12.8" × 10.5" ó 325 mm × 267 mm max.)
* MicroBTX (Intel 2004; 10.4" × 10.5" ó 264 mm × 267 mm max.)
* PicoBTX (Intel 2004; 8.0" × 10.5" ó 203 mm × 267 mm max.)
* WTX (Intel 1998; 14" × 16.75" ó 355.6 mm × 425.4 mm)
* ETX y PC/104, utilizados en sistemas embebidos.

Formato de Placa AT

El factor de forma AT es el empleado por el IBM AT y sus clones en formato sobremesa completo y torre completo. Su tamaño es de 12 pulgadas (305 mm) de ancho x 11-13 pulgadas de profundo. Su gran tamaño dificultaba la introducción de nuevas unidades de disco. Además su conector con la fuente de alimentación inducía fácilmente al error siendo numerosos los casos de gente que freía la placa al conectar indebidamente los dos juegos de cables (contar con un código de color para situar 4 cables negros en la zona central). El conector de teclado es el mismo DIN 5 del IBM PC original. Actualmente están todas descatalogadas, excepto un par, que se encuentran en el museo de la informática.

Formato de Placa Baby AT

IBM presenta en 1985 el formato Baby AT, que es funcionalmente equivalente a la AT, pero significativamente menor : 8,5 pulgadas de ancho y de 10 a 13 pulgadas de profundo, su menor tamaño favorece las cajas más pequeñas y facilita la ampliación, por lo que toda la industria se vuelca en él abandonando el formato AT. No obstante sigue heredando los problemas de diseño del AT, con la multitud de cables que dificultan la ventilación (algo que se va volviendo más crítico a medida que sube la potencia de los microprocesadores) y con el micro alejado de la entrada de alimentación. Todo esto será resuelto por el formato ATX. Pero dado el gran parque existente de equipos en caja Baby AT, durante un tiempo se venderán placas Super Socket 7 (que soportan tanto los Pentium MMX como los AMD K6-2 y otros micros, hasta los 500 Mhz, e incluyen slot AGP) en formato Baby AT pero con ambos conectores de fuente de alimentación (AT y ATX). Las cajas ATX, incluso hoy, soportan en sus ranuras el formato Baby AT.

Formato de Placa ATX

El formato ATX (siglas de Advanced Technology Extended') es presentado por Intel en 1995. con un tamaño de 12 pulgadas de ancho por 9,6 pulgadas de profundo, en este nuevo formato se resuelven todos los inconvenientes que perjudicaron a la ya mencionada placa. Los puertos más habituales (impresora Centronics, RS-232 en formato DE-9, la toma de joystick/midi DA-15 y de tarjeta de sonido, los puertos USB y RJ-45 (para red a 100) y en algunos casos incluso la salida de monitor VGA, se agrupan en el lado opuesto a los slots de ampliación. El puerto DIN 5 de teclado es sustituido por las tomas PS/2 de teclado y mouse (llamadas así por introducirlas IBM en su gama de computadoras PS/2 y rápidamente adoptada por todos los grandes fabricantes) y situados en el mismo bloque. Todo esto conlleva el que muchas tarjetas necesarias se integren en la placa madre, abaratando costos y mejorando la ventilación. Inmediatamente detrás se sitúa el zócalo o slot de procesador y las fijaciones del ventilador (que al estar más próxima a la fuente de alimentación y su ventilador, actúa más eficientemente), justo al lado de la nueva conexión de fuente de alimentación (que elimina el quemado accidental de la placa). Tras él vienen los slots de memoria RAM y justo detrás los conectores de las controladoras IDE, SCSI (principalmente en servidores y placas de gama alta) y de controladora de disquete, justo al lado de las bahías de disco de la caja (lo que reduce los cables)

La nueva fuente, además del interruptor físico de corriente como en la AT, tiene un modo de apagado similar al de los electrodomésticos de consumo, alimentando a la placa con una pequeña corriente que permite que responda a eventos (como una señal por la red o un mando a distancia) encendiéndose o, si se ha habilitado el modo de hibernado heredado de los portátiles, restablecer el trabajo en el punto donde se dejó.

Formato de Placa microATX

El formato microATX (también conocida como µATX) es un formato de placa base pequeño con un tamaño máximo de 9,6 x 9,6 pulgadas (244 mm x 244 mm) empleada principalmente en cajas tipo cubo y SFF. Debido a sus dimensiones sólo tiene sitio para 1 ó 2 slots PCI y/o AGP, por lo que suelen incorporar puertos FireWire y USB 2 en abundancia (para permitir conectar unidades externas y regrabadoras de DVD). Es la más moderna de todas y sus prestaciones son impresionantes. Al comienzo de la comercialización de la placa daba fallos (bugs) al conectar componentes a los puertos USB, aunque esto se solucionó de manera efectiva en posteriores modelos.


Componentes de la placa base

* Socket
* Zócalo de memoria
* Chipset (Northbridge y Southbridge)
* Slot
* Conector AT
* Conector ATX
* Conector ATX 2.0
* Conector ATX12V
* ROM bios
* RAM CMOS
* IDE
* Conector Fdc
* Panel frontal
* Pila
* Cristal de cuarzo
* PS/2 (mouse y teclado)
* USB
* COM1
* LPT1
* GAME
* GAMEII

IDE

El sistema IDE (Integrated Device Electronics, "Dispositivo con electrónica integrada") o ATA (Advanced Technology Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM.

En el sistema IDE el controlador del dispositivo se encuentra integrado en la electrónica del dispositivo. Las diversas versiones de sistemas ATA son:

* Paralell ATA (algunos estan utilizando la sigla PATA)
o ATA-1
o ATA-2, soporta transferencias rápidas en bloque y multiword DMA.
o ATA-3, es el ATA2 revisado.
o ATA-4, conocido como Ultra-DMA o ATA-33 que soporta transferencias en 33 MB/s.
o ATA-5 o Ultra ATA/66, originalmente propuesta por Quantum para transferencias en 66 MB/s.
o ATA-6 o Ultra ATA/100, soporte para velocidades de 100 MB/s.
o ATA-7 o Ultra ATA/133, soporte para velocidades de 133 MB/s.
* Serial ATA, remodelación de ATA con nuevos conectores (alimentación y datos), cables, tensión de alimentación y conocida por algunos como SATA.
* Ata over ethernet implementación sobre Ethernet de comandos ATA para montar una red SAN. Se presenta como alternativa a iSCSI

En un primer momento, las controladoras IDE iban como tarjetas de ampliación, mayoritariamente ISA, y sólo se integraban en la placa madre de equipos de marca como IBM, Dell o Commodore. Su versión más extendida eran las tarjetas multi I/O, que agrupaban las controladores IDE y de disquete y los puertos RS-232 y el puerto paralelo, y sólo modelos de gama alta incorporaban zócalos y conectores SIMM para cachear el disco. La integración de dispositivos trajo que un solo chip fuera capaz de desempeñar todo el trabajo.

La aparición del bus PCI, las controladoras IDE casi siempre están incluidas en la placa base, inicialmente como un chip, para pasar a formar parte del chipset. Suele presentarse como dos conectores para dos dispositivos cada uno. De los dos discos duros, uno tiene que estar como esclavo y el otro como maestro para que la controladora sepa a/de qué dispositivo mandar/recibir los datos. La configuración se realiza mediante jumpers. Habitualmente, un disco duro puede estar configurado de una de estas tres formas:

* Como maestro ('master'). Si es el único dispositivo en el cable, debe tener esta configuración, aunque a veces también funciona si está como esclavo. Si hay otro dispositivo, el otro debe estar como esclavo.
* Como esclavo ('slave'). Debe haber otro dispositivo que sea maestro.
* Selección por cable (cable select). El dispositivo será maestro o esclavo en función de su posición en el cable. Si hay otro dispositivo, también debe estar configurado como cable select. Si el dispositivo es el único en el cable, debe estar situado en la posición de maestro. Para distinguir el conector en el que se conectará el primer bus Ide (Ide 1) se utilizan colores distintos.

Este diseño (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar. En algunos chipset (Intel FX triton) no se podría usar siquiera el otro IDE a la vez.

Este inconveniente está resuelto en S-ATA y en SCSI, que pueden usar dos dispositivos por canal.

Los discos IDE están mucho más extendidos que los SCSI debido a su precio mucho más bajo. El rendimiento de IDE es menor que SCSI pero se están reduciendo las diferencias. El UDMA hace la función del Bus Mastering en SCSI con lo que se reduce la carga de la CPU y aumenta la velocidad y el Serial ATA permite que cada disco duro trabaje sin interferir a los demás.

De todos modos aunque SCSI es superior se empieza a considerar la alternativa S-ATA para sistemas informáticos de gama alta ya que su rendimiento no es mucho menor y su diferencia de precio sí resulta más ventajosa.

PARALELO / IEEE1284

El estándar IEEE 1284 (Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripheral Interface for Personal Computers, en español, Estándar del Método de Señalización para una Interfase Paralela Bidireccional Periférica para Computadoras Personales), aprobado para su publicación en marzo de 1994, provee de una comunicación de alta velocidad y bidireccional entre un ordenador y un dispositivo externo que puede comunicarse 50 ó 100 veces más rápido que con el puerto paralelo original; además de ser totalmente compatible con los periféricos, impresoras y software que existían previamente.

Cuando IBM introdujo la computadora personal en 1981, el puerto paralelo de impresión estaba incluido como una alternativa al puerto serie, que era más lento para poder manejar las últimas impresoras de matriz de puntos de alto rendimiento. El puerto paralelo tenía la capacidad de transmitir 8 bits de datos a la vez, mientas que el puerto serie transmitía un bit a la vez. Cuando la PC fue introducida, las impresoras de matriz de punto eran el periférico principal que usaba el puerto serie. Cuando la tecnología avanzó, la necesidad por una conectividad externa mayor se incrementó, y el puerto paralelo se volvió la vía por la cual conectar periféricos de alto rendimiento, tales como impresoras compartidas, lectores de discos portátiles y respaldos de cinta, adaptadores de red y reproductores de discos compactos. Los problemas enfrentados por desarrolladores y clientes de dichos dispositivos caían en 3 categorías.

1. A pesar de que el funcionamiento de la PC mejoró notablemente, prácticamente no hubo cambios en la arquitectura de la PC. La tasa de transferencia máxima alcanzado con dicho arquitectura era de 150 kilobytes por segundo y era extremadamente dependiente del software.
2. No había un estándar para la interfaz eléctrica. Esto causó diversos problemas cuando se intentaba garantizar la operación entre plataformas distintas.
3. La falta de estándares de diseño forzó a una limitación de distancia de sólo 6 pies para cables externos.

En 1991 hubo una junta de fabricantes de impresoras para comenzar la discusión sobre el diseño de un nuevo estándar para el control inteligente de impresoras sobre una red. Estos fabricantes, que incluían a Lexmark, IBM, Texas Instruments y otros, formaron la Network Printing Alliance (Alianza de Impresión en Red), y definieron una serie de parámetros que, cuando se implementaban en la impresora y el equipo anfitrión, permitirían el control completo de aplicaciones de impresión y trabajos.

Mientras dicho trabajo avanzaba, se dieron cuenta que la implementación completa de dichos parámetros requeriría una conexión de alto rendimiento bidireccional con la computadora. La conexión ordinaria al puerto paralelo de la PC no tenía las capacidades para cumplir completamente con los requerimientos del estándar.

Entonces la NPA le propuso a la IEEE la creación de un comité que desarrollara un nuevo estándar para un puerto paralelo para PC bidireccional de alta velocidad. Era necesario además que fuera completamente compatible con el software y periféricos del puerto paralelo original, pero que incrementara la capacidad en el radio de transferencia a más de 1 mega byte por segundo, tanto de entrada como de salida de la computadora. Este comité se volvió el IEEE 1284.


El puerto paralelo

El puerto paralelo, como se implementó en la PC, consiste de un conector con 17 líneas de señal y 8 líneas de tierra (GND). Las líneas de señal se dividen en 3 grupos.

* Control (4 líneas)
* Status (5 líneas)
* Datos (8 líneas)

Como se diseñó originalmente, las Líneas de Control son usadas como control de la interfase y señalización de establecimiento de comunicación (Hand Shaking) de la PC a la impresora. Las Líneas de Estado (Status) se usan para la señalización de establecimiento de conexión y como indicador de estado para cosas tales como no tener papel, indicador de ocupado y errores de la interfase o del periférico. Las Líneas de datos son usadas para proveer la información desde la PC a la impresora, en esa única dirección. Implementaciones posteriores del puerto paralelo permiten que los datos fluyan en sentido inverso.

La siguiente tabla identifica cada una de esas señales y da su definición de acuerdo al Puerto Paralelo Estándar (SPP). Las señales dentro de estos grupos asignadas a bits específicos dentro de los registros hacen la interfase de hardware/software del Puerto Paralelo. El puerto está ubicado dentro del espacio de entradas y salidas de la PC. El Registro consiste en un bloque contiguo de 3 registros comenzando desde la dirección base del puerto paralelo. Estos puertos son comúnmente referidos como los puertos LPT y tienen su dirección base típicamente en 3BCh, 378h y 278h (valores hexadecimales). Implementaciones recientes que soportan modos avanzados del estándar IEEE 1284 usan entre 8 16 registros y están localizados en las direcciones de entrada y salida (I/O address) 378h o 278h o son “reubicables”, como es el caso del adaptador compatible paralelo Plug and Play.


Modos de transferencia

El uso de distintos modos de transferencia nos da la capacidad de crear un canal de dos sentidos entre la computadora anfitrión y el periférico conectado. Como sólo hay un juego de líneas de datos la comunicación es Half Duplex, o sea se transmiten datos en una dirección a la vez.

El modo de operación de la compatibilidad y de Nibble se puede poner en ejecución en cualquier puerto paralelo existente para crear una trayectoria de comunicación bidireccional completa entre el anfitrión y el periférico. Los modos de la compatibilidad y de octeto (byte) se pueden también utilizar para crear una trayectoria de comunicación bidireccional, pero el puerto paralelo debe soportar la capacidad del modo de octeto. El modo de octeto requiere que un octeto entero de datos se pueda leer en las líneas de datos externas. Esto es implementado generalmente por la adición de un bit de dirección en el registro de control del puerto paralelo. Este tipo de puerto generalmente se llama un puerto paralelo "bidireccional".

Los modos de EPP y de ECP tienen capacidad bidireccional como parte de su protocolo. Estos modos requieren que el hardware cree un estado de máquina que sea capaz automáticamente de generar los pulsos de control que son necesarios para estos modos de transferencia de datos del alto rendimiento.

Cada uno de los modos de funcionamiento, con excepción de la compatibilidad, renombra las señales del control y del estado para tener significado dentro del modo que es utilizado. Las discusiones para cada modo utilizarán los nombres constantes con el modo que es discutido.

Introducción al estándar IEEE 1284-1994

Este estándar define 5 modos de transferencia de datos. Cada uno provee un método de pasar datos entre la PC y el periférico (directa) y entre el periférico y la PC (inversa); o de manera bidireccional (half duplex). Los modos definidos son:

* Sólo en sentido directo:
o Modo de Compatibilidad (modo estándar o “Centronics”)

* Modo de dirección inversa:
o Modo Nibble: 4 bits a la vez usando las líneas de estado (Status) para datos (Hewlett Packard Bi-tronics)
* Modo de Octeto (Byte Mode): 8 bits a la vez usando las líneas de datos, a veces nombrado como puerto bidireccional

* Bidireccional:
o EPP (Enhanced Parallel Port): Puerto Paralelo Extendido, usado principalmente para periféricos que no son impresoras, como CD-ROM, Adaptadores de Red, etc.
* ECP (Extended Capability Port): Puerto de Capacidades Extendidas, usado principalmente por impresoras recientes y scanners.

Todos los puertos paralelos pueden implementar un enlace bidireccional usando los modos Compatible y Nibble para transferir datos. El Modo de Octeto puede ser usado por cerca del 25% de los puertos básicos instalados; y los 3 modos anteriores transmiten los datos controlados por software. El manejador tiene que escribir los datos, revisar las líneas que establecen la conexión (handshake), por ejemplo que no haya una señal de ocupado, determinar las señales apropiadas de control, y entonces ir al siguiente byte. Esto es muy demandante y limita la efectividad del radio de transferencia de 50 a 100 Kbytes por segundo.

Además de esos 3 modos previos, EPP y ECP están implementados en los controladores más nuevos de entrada y salida (I/O) por la mayoría de los fabricantes. Estos modos usan un control por hardware para asistir la transferencia de datos. Por ejemplo, en el modo EPP, un byte de datos puede ser transmitido a un periférico por una simple instrucción de salida. El controlador maneja todo el establecimiento de conexión y la transferencia de datos al periférico.

Además de todo, el estándar provee lo siguiente:

* 5 modos de operación para transferir datos
* Un método para que la PC y el periférico determinen los modos soportados y negocien cual será usado.
* Define la Interfase Física

1. Cables
2. Conectores

* Define la Interfase Eléctrica

1. Manejadores/Receptores
2. Terminación
3. Impedancia

En conclusión, el puerto paralelo definido por el estándar IEEE 1284-1994 nos proporciona una interfase fácil de usar y de alto rendimiento para periféricos diversos e impresoras.

MODEM

Un módem es un equipo que sirve para modular y demodular (en amplitud, frecuencia, fase u otro sistema) una señal llamada portadora mediante otra señal de entrada llamada moduladora. Se han usado modems desde los años 60 o antes del siglo XX, principalmente debido a que la transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a largas distancias, no es eficiente. Por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción.


Cómo funciona

El modulador emite una señal denominada portadora. Que, generalmente, se trata de una simple señal eléctrica sinusoidal de mucha mayor frecuencia que la señal moduladora. La señal moduladora constituye la información que se prepara para una transmisión (un módem prepara la información para ser transmitida, pero no realiza la transmisión). La moduladora modifica alguna característica de la portadora (que es la acción de modular), de manera que se obtiene una señal, que incluye la información de la moduladora. Así el demodulador puede recuperar la señal moduladora original, quitando la portadora. Las características que se pueden modificar de la señal portadora son:

* Amplitud, dando lugar a una modulación de amplitud (AM/ASK).
* Frecuencia, dando lugar a una modulación de frecuencia (FM/FSK).
* Fase, dando lugar a una modulación de fase (PM/PSK)

También es posible una combinación de modulaciones o modulaciones más complejas como la Modulación de amplitud en cuadratura.

Tipos de módems

Los módems han adquirido gran popularidad entre la gente de bajos conocimientos técnicos gracias a su uso en la PC, sin embargo los módems son usados en un sinfín de aplicaciones, como las comunicaciones telefónicas, radiofónicas y de televisión.

Se pueden clasificar de diferentes maneras, siendo una de ellas la clasificación por el tipo de moduladora empleada, teniendo así los módems digitales, en los cuales la moduladora es una señal digital y los módems analógicos, en donde la moduladora es una señal analógica.

Módems para PC

La distinción principal que se suele hacer es entre módems internos y módems externos, aunque, recientemente, han aparecido unos módems llamados "módems software", más conocidos como "winmódems" o "linuxmódems", que han complicado un poco el panorama, también existen los módems para
Para ver el LINK que hay acá tenés que dejar de ser rata, registrarte y tener al menos 1 post.
SL, RDSI, etc. y los que se usan para conectarse a través de cable coaxial de 75 Ohms (cable modems).

* 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:
o Bus ISA: debido a las bajas velocidades que se manejan en estos aparatos, durante muchos años se utilizó en exclusiva este conector, hoy en día en desuso.
o PCI: el formato más común en la actualidad.
o 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 reciben energía eléctrica directamente del propio ordenador. Además, suelen ser algo más baratos debido a que carecen de carcasa y transformador, especialmente si son PCI (en este caso, son casi todos del tipo "módem software"). Por el contrario, son algo más complejos de instalar y la información sobre su estado sólo puede obtenerse por software.

* Externos: similares a los anteriores, pero externos al ordenador o PDA. La ventaja de estos módems reside en su fácil transportabilidad entre ordenadores diferentes (algunos de ellos más fácilmente transportables y pequeños que otros), además de que podemos saber el estado del módem (marcando, con/sin línea, transmitiendo...) mediante los leds de estado que incorporan. Por el contrario, y obviamente, ocupan más espacio que los internos. Tipos de [conexión]:

*
o La conexión de los módems telefónicos con el ordenador se realiza generalmente mediante uno de los puertos serie tradicionales o COM, por lo que se usa la UART del ordenador, que deberá ser capaz de proporcionar la suficiente velocidad de comunicación. La UART debe ser de 16550 o superior para que el rendimiento de un módem de 28.800 bps o más sea el adecuado. Estos módems necesitan un enchufe para su transformador.
o Módems PC Card: son módems en forma de tarjeta, que se utilizaban en portátiles, antes de la llegada del USB, que puede ser utilizado tanto en los ordenadores de sobremesa como en los portátiles. Su tamaño es similar al de una tarjeta de crédito algo más gruesa, pero sus capacidades pueden ser igual o más avanzadas que en los modelos normales.
o Existen modelos para puerto USB, de conexión y configuración aún más sencillas, que no necesitan toma de corriente. Hay modelos tanto para conexión mediante telefonía fija, como para telefonía móvil.

* Módems software, HSP (Host Signal Processor) o Winmódems: son módems generalmente internos, en los cuales se han eliminado varias piezas electrónicas (por ejemplo, chips especializados), de manera que el microprocesador del ordenador debe suplir su función mediante un programa. Lo normal es que utilicen como conexión una ranura PCI (o una AMR), aunque no todos los módems PCI son de este tipo. El uso de la CPU entorpece el funcionamiento del resto de aplicaciones del usuario. Además, la necesidad de disponer del programa puede imposibilitar su uso con sistemas operativos no soportados por el fabricante, de manera que, por ejemplo, si el fabricante desaparece, el módem quedaría eventualmente inutilizado ante una futura actualización del sistema. A pesar de su bajo coste, resultan poco o nada recomendables.

* Módems completos: los módems clásicos no HSP, bien sean internos o externos. En ellos, el rendimiento depende casi exclusivamente de la velocidad del módem y de la UART del ordenador, no del microprocesador.

Módems telefónicos

Su uso más común y conocido es en transmisiones de datos por vía telefónica.

Los computadoras procesan datos de forma digital; sin embargo, las líneas telefónicas de la red básica sólo transmiten señales analógicas.

Los métodos de modulación y otras características de los módems telefónicos están estandarizados por el UIT-T (el antiguo CCITT) en la serie de Recomendaciones "V". Estas Recomendaciones también determinan la velocidad de transmisión. Destacan:

* V.32. Transmisión a 9.600 bps.
* V.32 bis. Transmisión a 14.400 bps.
* V.34. Transmisión a 33.600 bps. Uso de técnicas de compresión de datos.
* V.90. Transmisión a 56'6 kbps de descarga y hasta 33.600 bps de subida.
* V.92. Mejora sobre V.90 con compresión de datos y llamada en espera. La velocidad de subida se incrementa, pero sigue sin igualar a la de descarga.

Existen, además, módems DSL (Digital Subscriber Line), que utilizan un espectro de frecuencias situado por encima de la banda vocal (300 - 3.400 Hz) en líneas telefónicas o por encima de los 80 KHz ocupados en las líneas RDSI, y permiten alcanzar velocidades mucho mayores que un módem telefónico convencional. También poseen otras cualidades, como es la posibilidad de establecer una comunicación telefónica por voz al mismo tiempo que se envían y reciben datos.

Tipos de modulación

Dependiendo de si el módem es digital o analógico se usa una modulación de la misma naturaleza. Para una modulación digital se tienen, por ejemplo, los siguientes tipos de modulación:

* ASK, (Amplitude Shift Keying, Modulación en Amplitud): la amplitud de la portadora se modula a niveles correspondientes a los dígitos binarios de entrada 1 ó 0.
* FSK, (Frecuency Shift Keying, Modulación por Desplazamiento de Frecuencia): la frecuencia portadora se modula sumándole o restándole una frecuencia de desplazamiento que representa los dígitos binarios 1 ó 0. Es el tipo de modulación común en modems de baja velocidad en la que los dos estados de la señal binaria se transmiten como dos frecuencias distintas.

* PSK, (Phase Shift Keying, Modulación de Fase): tipo de modulación donde la portadora transmitida se desplaza cierto número de grados en respuesta a la configuración de los datos. Los módems bifásicos por ejemplo, emplean desplazamientos de 180º para representar el dígito binario 0.

Pero en el canal telefónico también existen perturbaciones que el módem debe enfrentar para poder transmitir la información. Estos trastornos se pueden enumerar en: distorsiones, deformaciones y ecos. Ruidos aleatorios e impulsivos. Y por último las interferencias.

Para una modulación analógica se tienen, por ejemplo, los siguientes tipos de modulación:

* AM Amplitud Modulada: la amplitud de la portadora se varía por medio de la amplitud de la moduladora.

* FM Frecuencia Modulada: la frecuencia de la portadora se varía por medio de la amplitud de la moduladora.

* PM Phase Modulation. Modulación de fase: en este caso el parámetro que se varía de la portadora es la fase de la señal, matemáticamente es casi idéntica a la modulación en frecuencia. Igualmente que en AM y FM, es la amplitud de la moduladora lo que se emplea para afectar a la portadora.

Órdenes AT

Órdenes de comunicación

* ATA: con esta orden el módem queda en espera de una llamada telefónica, comportándose como un receptor (autoanswer).

Cada módem utiliza una serie de órdenes "AT" comunes y otras específicas. Por ello, se deberá hacer uso de los manuales que acompañan al módem para configurarlo adecuadamente.

Registros

Los registros o registros S son porciones de memoria donde se pueden guardar permanentemente parámetros que definen el perfil del módem (profiles). Además de las órdenes "AT", se dispone de esta serie de registros que permiten al usuario la modificación de otras características de su funcionamiento. Al igual que ocurre con las órdenes "AT", existen registros comunes y otros específicos del módem. Se enumeraran los más comunes.

Registro 0: número de llamadas que el módem espera antes de responder (autoanswer). Si su valor es 0, el módem nunca responderá a las llamadas.

Registro 1: contabilizador de llamadas realizadas / recibidas.

Registro 2: código del carácter que se utiliza para activar la secuencia de escape. Suele ser un +.

Registro 3: código del carácter de fin de línea. Suele ser un 13 (enter).

Registro 4: código de carácter de avance de línea, (line feed).

Registro 5: código de carácter de borrado con retroceso (backspace).

Registro 6: tiempo de espera antes de empezar a marcar (s).

Registro 7: tiempo de espera para recibir portadora (s).

Registro 8: tiempo asignado a la pausa del Hayes (la coma, en s).

Registro 9: tiempo de respuesta a la detección de portadora, para activar la DCD (en décimas de segundo).

Registro 10: tiempo máximo de pérdida de portadora para cortar la línea. Aumentando su valor permite al remoto cortar temporalmente la conexión sin que el módem local inicie la secuencia de desconexión. Si es 255, se asume que siempre hay portadora. Este tiempo debe ser mayor que el del registro 9 (en décimas de segundo).

Registro 12: determina el guard time; éste es el tiempo mínimo que precede y sigue a un código de escape (+++), sin que se hayan transmitido o recibido datos. Si es 0, no hay límite de tiempo (S12 x 20 ms).

Registro 18: contiene la duración de los tests.

Registro 25: tiempo para que el módem considere que la señal de DTR ha cambiado.

Registro 26: tiempo de respuesta de la señal CTS ante RTS.

Perfiles de funcionamiento

Existen 3 tipos de perfil para funcionamiento de los módems:

1. El de fábrica, (por defecto).
2. El activo.
3. El del usuario.

Estos perfiles están guardados en su memoria RAM no volátil y el perfil de fabrica está guardado en ROM.

Hay dos opciones o lugares de memoria donde se pueden grabar los perfiles

1. AT&Y0, (al encender se carga el perfil = 0)
2. AT&Y1, (al encender se carga el perfil = 1)

Estas órdenes se envían antes de apagar el módem para que los cargue en su próximo encendido.

Cuando se escriben las órdenes "AT", dependiendo del tamaño del buffer del módem, se pueden ir concatenando sin necesidad de escribir para cada uno de ellos el prefijo "AT". De esta forma, por ejemplo cuando en un programa se pide una secuencia de inicialización del módem, se puede incluir conjuntamente en una sola línea todos las órdenes necesarias para configurar el módem.

A continuación se describen los procesos que se llevan a cabo para establecer una comunicación a través del módem:

Pasos para establecer una comunicación.

1) Detección del tono de línea. El módem dispone de un detector del tono de línea. Este se activa si dicho tono permanece por más de un segundo. De no ser así, sea por que ha pasado un segundo sin detectar nada o no se ha mantenido activado ese tiempo el tono, envía a la computadora el mensaje "NO DIALTONE".

2) Marcación del número. Si no se indica el modo de llamada, primero se intenta llamar con tonos y si el detector de tonos sigue activo, se pasa a llamar con pulsos. En el periodo de tiempo entre cada dígito del número telefónico, el IDP (Interdigit pulse), se continua atendiendo al detector de tono. Si en algún IDP el detector se activa, la llamada se termina y se retorna un mensaje de BUSY. Una vez terminada la marcación, se vuelve a atender al detector de tono para comprobar si hay conexión. En este caso pueden suceder varias cosas:

* Rings de espera. Se detectan y contabilizan los rings que se reciban, y se comparan con el registro S1 del módem. Si se excede del valor allí contenido se retorna al mensaje "NO ANSWER".
* Si hay respuesta se activa un detector de voz/señal, la detección de la respuesta del otro módem se realiza a través del filtro de banda alta (al menos debe estar activo 2 segundos).
* Si el detector de tono fluctúa en un período de 2 segundos se retorna el mensaje "VOICE". El mensaje "NO ANSWER" puede obtenerse si se produce un intervalo de silencio después de la llamada.

3) Establecer el enlace. Implica una secuencia de procesos que dependen si se está llamando o si se recibe la llamada.

Si se está llamando será:

* Fijar la recepción de datos a 1.
* Seleccionar el modo de baja velocidad.
* Activar 0'6 segundos el tono de llamada y esperar señal de línea.
* Desactivar señal de tono
* Seleccionar modo de alta velocidad.
* Esperar a recibir unos, después transmitir unos y activar la transmisión
* Analizar los datos recibidos para comprobar que hay conexión. Si ésta no se consigue en el tiempo límite fijado en el registro S7, se da el mensaje "NO CARRIER"; en caso contrario, se dejan de enviar unos, se activa la señal de conexión, se desbloquea la recepción de datos y se da el mensaje "CARRIER".

Si se está recibiendo será:

* Selección del modo respuesta.
* Desactivar el scrambler.
* Seleccionar el modo de baja velocidad y activar el tono de respuesta (p. ej. 2.400 Hz durante 3'3 s).
* Desactivar el transmisor.
* Esperar portadora, si no se recibe activar el transmisor, el modo de alta velocidad y el tono a 1.800 Hz.
* Esperar el tiempo indicado en S7, si no hay conexión envía el mensaje "NO CARRIER", si la hay, indica "CONNECT", se activa el transmisor, el detector de portadora y la señal de conexión.

En resumen los pasos para establecimiento de una conexión son:

1. La terminal levanta la línea DTR.
2. Se envía desde la terminal la orden ATDT 5551234 ("AT" -> atención, D -> marcar, T -> por tonos, 5551234 -> número a llamar.)
3. El módem levanta la línea y marca el número.
4. El módem realiza el hand shaking con el módem remoto.
5. El programa de comunicación espera el código de resultado.
6. Código de resultado "CONNECT".

Test en módems Hayes

Los tests permiten verificar el módem local, la terminal local, el módem remoto y la línea de comunicaciones. Con el registro del módem S18 se indica el tiempo de duración de los tests. Si su contenido es 0, no hay límite de tiempo y es el usuario el que debe finalizar las pruebas con la orden AT&T0. El módem al encenderse realiza una serie de exámenes internos. En caso de surgir algún error, se le indicará al DTE oportunamente.

Los tests que pueden realizarse son:

* Local analog loopback (bucle local analógico): se ejecuta con &T1. Comprueba la conexión entre el módem y el terminal local. Tras introducir AT&T1, pasados unos segundos, se entra en modo on line. Para realizar el test debe estar activado el eco local. La ejecución correcta del test implica que todo carácter digitado por el usuario aparecerá duplicado. Para terminar el test, se pulsa la secuencia de escape y después AT&T0. Si el test se inicia estando ya conectado a un servicio, esta conexión se corta.

* Local Digital Loopback (bucle local digital): se ejecuta con &T3. Solo puede realizarse durante una conexión con un módem remoto. Comprueba la conexión entre el módem local y el remoto, y el circuito de línea. Envía al módem remoto las cadenas que reciba de él.

* Remote Digital Loopback (bucle digital remoto): se ejecuta con &T6. Comprueba el terminal local, el módem local, el módem remoto y el circuito de línea. Debe realizarse durante una conexión, y el módem remoto debe aceptar la petición del test. Para finalizarlo se pasa a modo de órdenes con la secuencia de escape y se teclea AT&T0. El terminal local compara la cadena recibida con la transmitida por él previamente. Las cadenas son proporcionadas por el usuario.

* Remote Digital Loopback with Selftest (bucle digital remoto con autotest): se ejecuta con &T7. Comprueba el módem local, el remoto, y el circuito de línea. Debe realizarse durante una conexión y para finalizarlo hay que indicar la secuencia de escape y AT&T0. Se genera un patrón binario, según la recomendación V.54 del CCITT, para comprobar la conexión. Al finalizar el test se indica el número de errores aparecidos, (de 000 a 255).

* Local Analog Loopback with Selftest (bucle analógico local con autotest): se ejecuta con &T8. Comprueba el módem local. Tras iniciarse el test, pasados unos segundos, se retorna al modo de órdenes. Se finaliza con &T0 o si se alcanza el tiempo límite definido en S18. El test comprueba los circuitos de transmisión y recepción del módem. Se utiliza un patrón binario, según la recomendación CCITT V.54. Si está conectado con algún servicio, la conexión se corta. Al finalizar el test se retorna el número de errores, (000 a 255).


Protocolos de comprobación de errores

El control de errores: son varias técnicas mediante las cuales se chequea la fiabilidad de los bloques de datos o de los caracteres.

* Paridad: función donde el transmisor añade otro bit a los que codifican un símbolo. Es paridad par, cuando el símbolo tenga un número par de bits y es impar en caso contrario. El receptor recalcula el número de par de bits con valor uno, y si el valor recalculado coincide con el bit de paridad enviado, acepta el paquete. De esta forma se detectan errores de un solo bit en los símbolos transmitidos, pero no errores múltiples.

* CRC: (Cyclic Redundancy Check, prueba de redundancia cíclica). Esta técnica de detección de error consiste en un algoritmo cíclico en el cual cada bloque o trama de datos es chequeada por el módem que envía y por el que recibe. El módem que está enviando inserta el resultado de su cálculo en cada bloque en forma de código CRC. Por su parte, el módem que está recibiendo compara el resultado con el código CRC recibido y responde con un reconocimiento positivo o negativo dependiendo del resultado.

* MNP: (Microcom Networking Protocol, protocolo de red Microcom). Es un control de error desarrollado por Microcom, Inc. Este protocolo asegura transmisiones libres de error por medio de una detección de error, (CRC) y retransmisión de tramas equivocadas.

Protocolos de transferencia de archivos

* Xmodem: es el protocolo más popular, pero lentamente está siendo reemplazado por protocolos más fiables y más rápidos. Xmodem envía archivos en bloques de 128 caracteres al mismo tiempo. Cuando el computador que está recibiendo comprueba que el bloque ha llegado intacto, lo señala así y espera el bloque siguiente. El chequeo de error es un checksum o un chequeo más sofisticado de redundancia cíclica. Algunas comunicaciones por software soportan ambas y podrían automáticamente usar la más indicada para un momento dado. Durante una descarga, el software tiende a usar el CRC, pero se cambiará a checksum si se detecta que el host no soporta el CRC. El protocolo de Xmodem también necesita tener declarado en su configuración: no paridad, ocho bits de datos y un bit de parada.

* Xmodem-1k: es una pequeña variante del anteriormente mencionado, que usa bloques que posen un kilobyte (1.024 bytes) de tamaño. Este protocolo es todavía mal llamado ‘Ymodem’ por algunos programas, pero la gente gradualmente se inclina a llamarlo correctamente.

* Xmodem-1k-g: es una variante del anterior para canales libres de error tales como corrección de errores por hardware o líneas de cable null-modem entre dos computadoras. Logra mayor velocidad enviando bloques uno tras otro sin tener que esperar el reconocimiento desde el receptor. Sin embargo, no puede retransmitir los bloques en caso de errores. En caso de que un error sea detectado en el receptor, la transferencia será abortada. Al igual que el anterior, muchas veces es mal llamado ‘Ymodem-g’.

* Zmodem: este avanzado protocolo es muy rápido al igual que garantiza una buena fiabilidad y ofrece varias características. Zmodem usa paquetes de 1 kb en una línea limpia, pero puede reducir el tamaño del paquete según si la calidad de la línea va deteriorándose. Una vez que la calidad de la línea es recuperada el tamaño del paquete se incrementa nuevamente. Zmodem puede transferir un grupo de archivos en un lote (batch) y guardar exactamente el tamaño y la fecha de los archivos. También puede detectar y recuperar rápidamente errores, y puede resumir e interrumpir transferencias en un período de tiempo más tarde. Igualmente es muy bueno para enlaces satelitales y redes de paquetes conmutadas.

* ASCII: en una transferencia ASCII, es como que si el que envía estuviera actualmente digitando los caracteres y el receptor grabándolos ahora. No se utiliza ninguna forma de detección de error. Usualmente, solo los archivos ASCII pueden ser enviados de esta forma, es decir, como archivos binarios que contienen caracteres.

* Ymodem: este protocolo es una variante del Xmodem, el cual permite que múltiples archivos sean enviados en una transferencia. A lo largo de ella, se guarda el nombre correcto, tamaño, y fecha del archivo. Puede usar 128 o (más comúnmente), 1.024 bytes para los bloques.

* Ymodem-g: este protocolo es una variante del anterior, el cual alcanza una taza de transferencia muy alta, enviando bloques uno tras otro sin esperar por un reconocimiento. Esto, sin embargo, significa que si un error es detectado por el receptor, la transferencia será abortada.

* Telink: este protocolo es principalmente encontrado en Fido Bulletin Board Systems. Es básicamente el protocolo Xmodem usando CRC para chequear y un bloque extra enviado como cabecera del archivo diciendo su nombre, tamaño y fecha. Por su parte, también permite que más de un archivo sea enviado al mismo tiempo (Fido es una BBS muy popular, que es usada en todo el mundo).

* Kermit: este protocolo fue desarrollado para hacer más fácil que los diferentes tipos de computadoras intercambiasen archivos entre ellas. Casi ninguna computadora que usa Kermit puede ser configurada para enviar archivos a otra computadora que también use Kermit. Kermit usa pequeños paquetes (usualmente de 94 bytes) y aunque es fiable, es lento porque la relación del protocolo de datos para usarlos es más alta que en muchos otros protocolos.

DISCO DURO

Se llama disco duro, disco solido o disco rígido (en inglés hard disk, "hard drive" o "fixed disk drive", abreviado con frecuencia HD o HDD) al dispositivo encargado de almacenar información de forma permanente en un equipo informático. Su capacidad oscila entre 40 GB y 1 TB en sus versiones comerciales.

Inventado por un grupo de desarrollo de IBM liderado Rey Johnson el 13 de Septiembre de 1956.

Los discos duros utilizan un sistema de grabación magnética digital. En este tipo de disco encontramos dentro de la carcasa una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares a la hora de comunicar un disco duro con la computadora. Existen distintos tipo de interfaces las más comunes son: Integrated Drive Electronics (IDE, tambien llamado PATA) , SCSI generalmente usado en servidores, SATA, este último estandarizado en el año 2004 y FC exclusivo para servidores.

Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por nuestro sistema.

También existe otro tipo de discos denominados de estado sólido que utilizan cierto tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase de discos generalmente se limitaba a las supercomputadoras, por su elevado precio, aunque hoy en día ya se puede encontrar en el mercado unidades mucho más económicas de baja capacidad (hasta 64 G
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para el uso en ordenadores personales (sobre todo portátiles). Así, el caché de pista es una memoria de estado sólido, tipo memoria RAM, dentro de un disco duro de estado sólido.


Estructura física

Dentro de un disco duro hay varios platos (entre 2 y 4), que son discos (de aluminio o cristal) concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos están las cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto zonas interiores como exteriores del disco.

Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara (no es una cabeza por plato, sino una por cara). Si se mira el esquema Cilindro-Cabeza-Sector (más abajo), a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros) ó 3 millonésimas de milímetro. Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el disco, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a 120 km/h en el borde).

Direccionamiento

Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:

* Plato: Cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
* Cara: Cada uno de los dos lados de un plato
* Cabeza: Número de cabezales;
* Pista: Una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
* Cilindro: Conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada cara).

* Sector : Cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes. Antiguamente el número de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y usa más eficientemente el disco duro.

El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el CHS (cilindro-cabeza-sector), ya que con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Más adelante se creó otro sistema más sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques), que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un único número. Este es el que actualmente se usa.

Si hablamos de disco rígido podemos citar a los distintos tipos de conexión que poseen los mismos con la placa madre, es decir pueden ser SATA, IDE o SCSI.

IDE: Integrated Device Electronics, "Dispositivo con electrónica integrada") o ATA (Advanced Technology Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta hace bien poco, el estándar principal por su versatilidad y relación calidad/precio.

SCSI: Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento (desde 5 GB hasta 23 G
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. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 mseg y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).

Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que los vuelve más rápidos.

SATA (Serial ATA): Nuevo estándar de conexión que utiliza un bus serie para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. En la actualidad hay dos versiones, SATA 1 de hasta 150 MB/s y SATA 2 de hasta 300 MB/s de velocidad de transferencia.

Estructura lógica

entro del disco se encuentran:

* El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de particiones.
* Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.

Funcionamiento mecánico

Un disco duro suele tener:

* Platos en donde se graban los datos,
* Cabezal de lectura/escritura,
* Motor que hace girar los platos,
* Electroimán que mueve el cabezal,
* circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria caché,
* Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad,
* Caja, que ha de proteger de la suciedad (aunque a veces no está al vacío)
* Tornillos, a menudo especiales.

Historia

El primer disco duro 1956 fue el IBM 3501, con una capacidad alta de concentrar los bytes de manera que la placa base se convierte en algo más. Entre el primer disco duro, el Ramac I, introducido por IBM en 1956, y los minúsculos discos duros actuales, la evolución ha sido hasta más dramática que en el caso de la densidad creciente de los transistores, gobernada por la ley de Moore.

El Ramac I pesaba una tonelada y su capacidad era de 5 MB. Más grande que una nevera actual, este disco duro trabajaba todavía con válvulas al vacío y requería una consola separada para su manejo.

Su gran mérito consistía en el que el tiempo requerido para el acceso a un dato no dependía de la ubicación física del mismo. En las cintas magnéticas, en cambio, para encontrar una información dada, era necesario enrollar y desenrollar los carretes hasta encontrar el dato buscado.

La tecnología inicial aplicada a los discos duros era relativamente simple. Consistía en recubrir con material magnético un disco de metal que era formateado en pistas concéntricas, que luego eran divididas en sectores. El cabezal magnético codificaba información al magnetizar diminutas secciones del disco duro, empleando un código binario de «ceros» y «unos». Los bits o dígitos binarios así grabados pueden permanecer intactos por años. Originalmente, cada bit tenía una disposición horizontal en la superficie magnética del disco, pero luego se descubrió cómo registrar la información de una manera más compacta.

El mérito del francés Albert Fert y al alemán Peter Grunberg (ambos premio Nobel de Física, por sus contribuciones en el campo del almacenamiento magnético) fue el descubrimiento del fenómeno conocido como magnetorresistencia gigante, permitió construir cabezales de lectura y grabación más sensitivos, y compactar más los bits en la superficie del disco duro. De estos descubrimientos, realizados en forma independiente por estos investigadores, se desprendió un crecimiento vigoroso en la capacidad de almacenamiento en los discos duros, que se elevó a 60% anual en la década de 1990.

En 1992, los discos duros de 3,5 pulgadas alojaban 250 MB, mientras que 10 años después habían superado los 40.000 MB o 40 gigabytes (G
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. En la actualidad, ya nos acercamos al uso cotidiano de los discos duros con más de un terabyte (T
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o millón de megabytes. Es notable que los modelos más recientes del iPod de Apple ya incorpore un disco duro de 160 GB, capaz de alojar unas 40.000 melodías digitales.

Características de un disco duro

Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son:

* Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda en situarse la aguja en el cilindro deseado; es la suma de la Latencia y el Tiempo medio de Búsqueda.
* Tiempo medio de Búsqueda (seek): Es la mitad del tiempo que tarda la aguja en ir de la periferia al centro del disco.
* Latencia: Tiempo que tarda el disco en girar media vuelta, que equivale al promedio del tiempo de acceso (tiempo medio de acceso). Una vez que la aguja del disco duro se sitúa en el cilindro el disco debe girar hasta que el dato se sitúe bajo la cabeza; el tiempo en que esto ocurre es, en promedio, el tiempo que tarda el disco en dar medio giro; por este motivo la latencia es diferente a la velocidad de giro, pero es aproximadamente proporcional a ésta.
* Tiempo de acceso máximo: Tiempo máximo que tarda la aguja en situarse en el cilindro deseado. Es el doble del Tiempo medio de acceso.
* Tiempo pista a pista: Tiempo de saltar de la pista actual a la adyacente.
* Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información al ordenador. Puede ser velocidad sostenida o de pico.
* Caché de pista: Es una memoria de estado sólido, tipo RAM, dentro del disco duro de estado sólido. Los discos duros de estado sólido utilizan cierto tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase de discos generalmente se limita a las supercomputadoras, por su elevado precio.
* Interfaz: Medio de comunicación entre el disco duro y el ordenador. Puede ser IDE/ATA, SCSI, SATA, USB ,Firewire,SAS
* Velocidad de rotación: Número de revoluciones por minuto del/de los plato/s. Ejemplo: 7200rpm.


Presente y Futuro

Actualmente la nueva generación de discos duros utilizan la tecnología de grabación perpendicular (PMR), la cual permite mayor densidad de almacenamiento. Tambien existen discos llamados "Ecológicos" (GP - Green Power), lo cuales hacen un uso mas eficiente de la energía.

Fabricantes

* Western Digital
* Seagate
o Maxtor
* Samsung
* Hitachi
* Fujitsu
* Quantum Corp.
* Toshiba

VoIP

Son el negocio del momento. Ya existen cientos de compañías que brindan este servicio. ¿Como funciona? ¿Que ventajas trae? ¿Cual es el problema? Su nombre son las siglas de Voice over Internet Protocol. Este no tan nuevo sistema ha generado furor entre los usuarios y es el actor favorito a la hora del financiamiento en el rubro de las comunicaciones.

La novedad de este sistema es que permite la transmisión de la voz a través de redes IP en forma de paquetes de datos. La voz puede ser tomada desde un micrófono conectado a la placa de sonido de la PC, o bien desde un teléfono común.

VoIP surgió en 1995 cuando IBM y algunos pioneros más comenzaron a comercializar el Bamba Phone. En esta primera etapa , la comunicación solo era efectiva de computadora a computadora.

El gran en esta tecnología se dio cuando Cisco Systems y otras empresas comenzaron a desarrollar hardware capaz de enviar y recibir a traves de la red la voz sin necesidad de un CPU, lo cual sumado a la banda ancha hizo al sistema increiblemente mas accesible y de mayor calidad ademas que permiten intercomunicar las redes de telefonía tradicional con las redes de datos.

Con el correr de los años el servicio comenzó a multiplicarse, llegando a los 100 billones de minutos utilizado en el 2004 contra el medio millón del 98.

De hecho, el sistema telefónico podría desviar sus llamadas a Internet para que, una vez alcanzado el servidor más próximo al destino, esa llamada vuelva a ser traducida como información analógica y sea transmitida hacia un teléfono común por la red telefónica tradicional. Sobra decir, que hoy ya, se pueden mantener conversaciones teléfono a teléfono.

Esto le da la ventaja de funcionar sobre otro tipo de redes que no sean las de telefonía tradicional, y lo que es mejor aun, no existiría costo adicional alguno independientemente del uso que se le de a la comunicación.

Pero no todo es color de rosas y las objeciones tienen fundamentos mucho mas palpables que el de simplemente trabar un sistema que puede hacer obsoletas ciertas formas de tecnología.

El problema principal radica en lo relacionado con la calidad del sistema y con el tiempo entre fallas (uptime) en comparación con la telefonía clásica.

Sin embargo es un sistema de vanguardia al que le faltan quizás unos años de investigación y cuyo principal aliciente son los bajos costos frente a los otros formatos de comunicación.

Nuevos sistemas requieren nuevos abordajes , tal como dice Roberto de la Mora, Gerente de comunicaciones IP Cisco Systems para América. Quien en una entrevista hecha por la revista Binario “Cisco está interesado en mediar la telefonía IP, es decir, no sólo vender gateways o terminales sino cambiar la forma de comunicarse dentro de una empresa. Esta es su principal ambición.”

Quizás el negocio ya no es vender municiones, sino el aire por donde se disparan. Y los monopolios lo saben y le temen a la respuesta. Según un estudio realizado por por la consultora Prince & Cooke en Argentina el 33% de los hogares con banda ancha están utilizando Internet como canal de voz .

Ofreciendo, entre otras cosas, la posibilidad de atender tu propio numero de teléfono argentino en cualquier parte del mundo, en el país ya hay más de una empresa que brinda este servicio, y cuyas tarifas a larga distancia oscilan ente los 0,30 a 1 pesos,

A continuación voy a intentar guiar de la manera más sencilla posible a aquellos que no están seguros que programas utilizar a la hora de compartir archivos, nombrando los más populares y que es lo que más abunda en sus redes. No voy a nombrar todas las redes y clientes existentes, simplemente voy a limitarme a los más populares, sencillos y seguros.

¿Que corno es p2p?
Es la abreviación de peer-to-peer, este tipo de redes se distingue por no poseer servidores fijos, cada cliente (nodo) a su vez actúa como servidor por lo cual las conexiones no se centran en un solo servidor, haciendo casi imposible que la red deje de funcionar. Como no todos los nodos disponen de IPs fijas es necesaria la utilización de un servidor “común” donde realizaremos la primera conexión, luego este nos “presentara” con las demás IPs y de ahí en más las conexiones serán directas, IP contra IP. La gran ventaja de este tipo de redes es que si el servidor “común” deja de funcionar nosotros independientemente podremos seguir intercambiando información con los demás nodos.

Un poco de historia
La vida de los p2p comienza en el año 1999, cuando Napster se convirtió en el primer programa p2p adoptado por las masas, principalmente se usaba para compartir música cosa que disgusto a las compañías discográficas. En Julio del 2001 después de varias demandas y juicios Napster se vio obligado a dejar de funcionar (en realidad se volvió un servicio pago), la principal falla fue que sus redes estaban centralizadas en servidores los cuales mantenían la lista de usuarios y los archivos que compartían cada uno de ellos, por lo cual al caer esos servidores principales la red quedaba inutilizable. Después de su caída surgieron nuevas y mejoradas redes, en la actualidad disponemos de Gnutella, eDonkey2000, Bittorrent y Ares Galaxy entre otras.

¿Que puedo encontrar en cada red?
En cualquiera de las redes que voy a nombrar podremos encontrar cualquier tipo de archivos, ya sea música, videos, programas, imágenes, documentos, etc. Pero en realidad cada red tiene su particularidad y veremos que a veces es conveniente utilizar ciertas redes para compartir cierto tipo de material, por ejemplo las películas, juegos y ciertos programas suelen ser archivos de gran tamaño, tal vez nos lleve días (dependiendo de la velocidad de nuestra conexión) terminar de bajarlos y no es muy agradable enterarse de que nos bajamos un fake (algo que no es lo que dice ser), es por eso que para este tipo de archivos lo mejor es utilizar redes que nos den cierta seguridad sobre lo que estamos bajando, en cambio los gráficos, documentos y música suelen ser archivos pequeños y es raro encontrarse con fakes.


Las redes más populares y sus clientes

Gnutella
Protocolo p2p de código abierto (no así en sus principios), en sus redes podremos encontrar todo tipo de archivos, algunos de los clientes más populares son:

• Bearshare
• LimeWire
• Gnucleus
• Shareaza
• MLDonkey
• Acquisition

edonkey2000
En este tipo de red abundan los archivos de gran tamaño, por lo cual es ideal para compartir películas o programas, no obstante es una red con gran variedad de archivos, vamos a encontrar música, videos de corta duración (musicales y series de TV), documentos etc. También podremos encontrar material antiguo (algo difícil de encontrar en otras redes) gracias a que se comparte el mismo material por mucho tiempo y casi siempre encontraremos usuarios de donde bajarlo. Posee un motor de búsqueda propio, lamentablemente abundan los fakes dentro de esta red, por lo cual es recomendable utilizar sitios donde se publiquen eLinks (links para eDonkey) de esta manera sabremos que lo que estamos bajando realmente es lo que dice ser. Algunos de los clientes más populares para esta red son:

• eDonkey2000
• MLDonkey
• eMule
• aMule
• Iphant

Bittorrent
Una de las redes mas actuales y aun así con gran cantidad de usuarios, se utiliza de manera diferente a las demás, van a notar que los clientes no poseen motor de búsqueda como los que anteriormente nombre, por lo cual deberemos utilizar sitios Web que alojen TORRENTS, estos archivos con extensión .torrent contienen información del tracker donde nos vamos a conectar para obtener la IP de otros usuarios que estén bajando el mismo archivo que nosotros, de este modo lo compartiremos con ellos y viceversa. Una vez que bajamos el TORRENT lo abrimos con el cliente que hayamos elegido y empezara a bajar. Algunos de los clientes más populares para esta red son:

• Bittorrent
• Azureus
• BitComet
• BitTornado
• uTorrent

Ares Galaxy
Protocolo p2p descentralizado, relativamente nuevo y muy bien aceptado por la comunidad ínternauta. Se podría considerar como un reemplazo para la red FastTrack (Kazaa). Esta red es ideal para compartir archivos pequeños, música, imágenes, documentos, videos etc. Posee motor de búsqueda propio. Algunos de los clientes más populares para esta red son:

• Ares
• Ares plugin for giFT

Actualmente las redes eDonkey2000 y Bittorrent son las preferidas para compartir archivos grandes gracias a que, en el caso de eDonkey2000, disponemos de paginas con eLinks, lo cual asegura (hasta cierto punto) que lo que estamos bajando realmente es lo que dice ser, en el caso de Bittorrent es similar ya que disponemos de las paginas con los torrents y es MUY difícil encontrarse con un fake.

Para bajar archivos chicos, por ejemplo música, seria bueno probar con Ares, si no encontramos lo que buscamos obviamente también podemos probar con cualquiera de las otras redes.

Vale aclarar que existen más redes y más clientes para ellas, pero con las que nombre es más que suficiente para la mayoría de los usuarios, utilícenlas con responsabilidad, no trafiquen material con derechos de autor y cada vez que bajen algo compártanlo con los demás por el máximo tiempo que puedan.

Creative Commons es una organización no gubernamental sin ánimo de lucro que desarrolla planes para ayudar a reducir las barreras legales de la creatividad, por medio de nueva legislación y nuevas tecnologías. Esta misma fue fundada por Lawrence Lessig, profesor de derecho en la Universidad de Stanford y especialista en ciberderecho, quien actualmente la preside.

Este proyecto surgió por el vacío legal del que sufren las obras publicadas en internet. Ahora, con estas licencias uno puede proteger su material u otorgar permisos sobre el mismo teniendo como respaldo una legislación jurídica.

Este proyecto nació en EEUU, pero cada vez más se siguen sumando países -actualmente cuentan con 28- que traducen a su idioma y legislación jurídica el proyecto original de Creative Commons. Esto está provocando un cambio en el marco jurídico de los medios cibernéticos ya que, en los países en los que fue aceptado este tipo de licencia, las mismas tienen validez jurídica, por lo cual uno puede presentar como comprobante de autoría una licencia copyleft.

Una de las metas primordiales de Creative Commons es la creación de un espacio que promueva, facilite y garantice el intercambio colectivo de obras y trabajos de artistas, científicos y desarrolladores de programas, como forma de proteger una cultura de la libertad basada en la confianza de poder facilitar intercambios creativos comunitarios. Este proyecto se vio inspirado por el sistema GNU adoptado ya por varios software y que pretende generar una comunidad de intercambio cultural en la que la obtención de una licencia no sea una manera de monopolizar o minimizar a la competencia, como pasa actualmente con Microsoft, totalmente reacia a aceptar esta vía de pensamiento. Quizás el abanderado de esta “movida” informática sea el SO (sistema operativo) Linux que fue difundido bajo este sistema.

Primeros problemas

Un país donde esto está dando que hablar es España, porque la SGAE(Sociedad General de Autores y Editores) está generando muchas polémicas. Esta sociedad es muy impopular en su país siendo criticada por muchos. Se le critica mucho sus táctica “inadecuadas” de combatir la piratería como el cobro de un canon por la copia “para uso privado del copista” de una obra musical o audiovisual ya divulgada o cobrar por la música pasada en las fiestas de casamiento, incluso desarrollando tácticas casi “detectivescas” para cobrar dicho monto. También se ha ganado el odio de los internautas al demandar a varios sitios en “defensa de su honor”, lo que le ganó el odio de varias redes de blogs y otros “autores web”.

¿Remedio o enfermedad?
Muchos se preguntarán si es bueno este proyecto para las creaciones, ya que muchos aducen que esto impide que las personas tengan una propiedad “real” sobre su obra, dejando mucho lugar a l alibre interpretación y criterio del usuario sobre el uso que le dará a la obra en cuestión. Sin embargo muchos sostienen, incluso el autor de este artículo, que este sistema de licencias totalmente gratuitas no hará otra cosa que no solo intensificar la publicación de más material, otorgándole una confianza y seguridad al creador de dicha obra, sino también creará una “comunidad” en la cual la libre transferencia de contenidos y material se verá sostenido por un acuerdo tácito entre creadores, algo totalmente evidenciado en las redes de blogs; donde a menudo los creadores de blogs acreditan a colegas amigos sobre hallazgos o incluso la participación de los mismos en la concepción de algún post.
Cabe destacar también que muchos creen que este proyecto está en su etapa más inocente, ya que ninguna empresa o compañía ha denotado un gran interés en “lucrar” con esto, aunque muchos pronostican que no es descabellado creer que cabe la posibilidad que este sistema de licencias, en manos equivocadas, puede llegar a ser letal para la difusión de las ideas en todo nivel.

Tipos de licencias

Creative Commons ofrece una serie de licencias en al cual nosotros podemos especificar los “permisos” que le queremos otorgar a todos los usuarios que utilicen nuestro material. Entre ellas podemos encontrar:

• Atribución (by): permite que el material sea difundido, transmitido y exhibido siempre y cuando el autor figure en los créditos.

• No comercial (nc): permite a otros copiar, distribuir, exhibir y transmitir el material, y derivados de éste, solo para propósitos no comerciales.

• Sin trabajos derivados (nd): permite a otros copiar, distribuir, exhibir y transmitir solamente el material original, inalterado, sin modificaciones.

• Compartir bajo condiciones similares (sa): Obliga a que todas las obras derivadas se distribuyan siempre bajo la misma licencia del trabajo original.

El poder de Skynet (la súper computadora de la película Terminator) en el dedo de un terrorista digital. Si quisiéramos exagerar (o quizá no) y ponernos paranoicos al extremo, quizás esa sería la forma de pensar este artículo. ¿Puede una sola persona dominar el poder necesario para hacer caer sitios y redes completas con sólo un clic?

Por otro lado, si se piensa que se envían 100 billones de mensajes de correo al día es sencillo adivinar por qué hay tanta basura virtual dando vueltas.
Y ya que comenzamos con los números, por qué no decir que el 80% (o más) del correo actual es considerado spam y el 80% (o más) del mismo es generado por los mismos usuarios que lo reciben.

¿Cómo? Según algunos expertos [1], los usuarios generamos el poder computacional distribuido suficiente para controlar el 25% de Internet con un clic y además generar el tráfico de spam del que nos quejamos.

¿Cómo? La respuesta es sencilla y sólo requiere de una palabra: botnets

Para no reinventar definiciones ya establecidas según la Wikipedia [2], un zombi es, originalmente, una figura legendaria propia de las regiones donde se practica el culto vudú. Es un muerto resucitado por medios mágicos por un hechicero para convertirlo en su esclavo. Por extensión, ha pasado a la literatura fantástica como sinónimo de muerto viviente y al lenguaje común para designar en sentido figurado a quien hace las cosas mecánicamente como si estuviera privado de voluntad.
Si se toma la última parte de la definición estaremos entrando de lleno en nuestro informe.

Un bot (proveniente de robot) es un programa informático cuya función fundamental es realizar tareas, generalmente repetitivas y automáticas, simulando al ser humano.
Son utilizados por aplicaciones y sistemas tan dispares como pueden ser los canales de Chat, automatización de instalaciones, la misma enciclopedia Wikipedia, juegos en línea, programas de administración remota y tantas otras aplicaciones. Dependiendo del contexto de uso, su nombre puede variar (bot, borg, crpg) pero el concepto de realización de tareas automáticas se mantiene.

El poder de la distribución
SETI@home [3] es un experimento científico de la Universidad de Berkeley que utiliza ordenadores conectados a Internet para la búsqueda de inteligencia extraterrestre. Cualquier usuario puede participar en forma voluntaria instalando un programa en su equipo y “donando” tiempo ocioso del mismo para el cálculo de datos recibidos de los distintos radiotelescopios internacionales.

En forma similar BOINC [4] es un proyecto científico para crear una red distribuida con distintos objetivos benéficos y distributed.net [5] es un proyecto destinado a probar la fortaleza de distintos algoritmos de cifrado actuales.

El poder del cómputo distribuido [6] radica en que pueden utilizarse sistemas heterogéneos (Win*, *nix, BSD, Mac, etc) para atacar problemas complejos que no pueden resolverse en las supercomputadoras actuales en un tiempo razonable.

Sin ir más lejos, este es el principio de las redes P2P [7] en donde no existen servidores, sino que todos los clientes (nodos) tienen el mismo nivel de privilegio dentro de la red. Además, este tipo de cómputo permite que los sistemas sean escalables (la cantidad de nodos es, en teoría, ilimitada) y tolerantes a fallos (si uno de los nodos falla el mismo puede ser inmediatamente reemplazado por otro).

Tal y como distributed.net mismo dice, el poder del cómputo distribuido les ha permitido “llegar a ser el equivalente a más de 160.000 computadoras PII 266 MHz trabajando 24 horas al día, 7 días a la semana, 365 días al año”.

Pero, ¿cuál es el problema complejo a resolver en este caso? Como se menciona al comienzo, el envío de spam y el ataque combinado a sitios webs, generalmente conocido como DDoS [8]
Origen de las botnets
Cuando el negocio del spam y los problemas asociados, como la distribución de malware y phishing, lograron alcanzar niveles de rentabilidad suficiente para los cyber-delicuentes actuales, los mismos tenían un problema importante entre manos.

Los servidores vulnerables secuestrados hasta el momento y aquellos que se descubrían a diario, ya no eran suficientes para los objetivos de estas personas. El problema entonces, radicaba en lograr la distribución de más correos para llegar a más usuarios y así maximizar sus ganancias. La solución llegó de la mano del poder de cómputo distribuido.

Pero, ¿cómo aprovechar el equipo del usuario para que él mismo “done” su sistema con fines delictivos? La solución, al igual que en los casos mencionados SETI y otros proyectos, es instalar un cliente en el equipo del usuario para que el mismo funcione de nexo con el malhechor.

La forma de instalar estos programas clientes es crear troyanos/gusanos que infecten al usuario, haciendo que su equipo interactúe en la red que se forma y sin que el usuario se entere de lo sucedido.
Así, el equipo infectado se acaba de convertir en un zombi o robot haciendo cosas mecánicamente como si estuviera privado de voluntad.

El conjunto de equipos (usuarios) infectados trabajando en red recibe el nombre de botnet.

El gráfico disponible en la Wikipedia [9] explica en forma concisa el funcionamiento descrito:

Para ver el LINK que hay acá tenés que dejar de ser rata, registrarte y tener al menos 1 post.

1.El operador de la botnet manda virus/gusanos/etc a los usuarios.
2.Las PCs entran en el IRC o se usa otro medio de comunicación.
3.El spammer le compra acceso al operador de la Botnet.
4.El Spammer manda instrucciones vía un servidor de IRC u otro canal a las PC infectadas.
5.Causando que éstos envíen Spam al los servidores de correo.
Funcionamiento
Como bien indica el gráfico, el primer objetivo es distribuir el malware suficiente para lograr la mayor cantidad de equipos infectados con el troyano -cliente que conecta a los usuarios con el/los botmaster/s responsable/s de la botnet-.

Esta distribución por supuesto se realiza mediante mensajes masivos como los que se pudo ver a mediados de enero y por la cual muchos usuarios son engañados [10]. Títulos como “la muerte de Fidel”, “muertos en una tormenta que arrasa Europa”, “Saddam Hussein vive” lamentablemente llaman suficientemente la atención como para que miles de equipos sean infectados y comiencen a servir de base para nuevas olas de ataques.

Una vez que la red ha sido convenientemente armada (con 10 o miles de equipos), el botmaster (responsable) de la misma puede decidir con total libertad, remotamente y en cualquier parte del mundo qué hacer con la misma pudiendo, por ejemplo:

• Enviar spam
• Realizar ataques de denegación de servicio distribuido
• Construir servidores para alojar software warez, cracks, seriales, etc
• Construir servidores web para alojar material pornográfico y pedofílico
• Construir servidores web para ataques de phishing
• Redes privadas de intercambio de material ilegal
• Sniffing de tráfico web para robo de datos confidenciales
• Distribución e instalación de nuevo malware
• Abuso de publicidad online como adsense
• Manipulación de juegos online

El control de la red puede llevarse a cabo de diversas maneras: puede controlarse la red totalmente o en forma segmentada por canales de IRC, depender de DNS gratuitos que aseguran su movimiento permanente, cifrar el canal para evitar su rastreo, identificación o intromisiones de otras personas ajenas a la red.

La forma más común de llevar este paso es obtener el control de uno o varios servidores IRC para enviar las ordenes de los demás nodos de la red. Este servidor denominado Comando y Control (C&C) es el punto más débil de la red, ya que si el mismo es identificado puede darse de baja, aislando al botmaster de su red.

Para solventar este problema, se han implementado redes P2P que permiten al botmaster cambiar de servidor a gusto, que el rastreo se dificulta e incluso, si la red es descubierta, la misma no podrá ser destruida en su totalidad por la alta redundancia de nodos. Estas redes aún se encuentran en un estadío de estudio y perfeccionamiento, por lo cual aún no son masivamente utilizadas, pero que sin duda marcan el futuro de las botnets.

En la siguiente estadística puede verse la gran utilización del puerto 6667 comúnmente utilizado para controlar a SDBot, uno de los malware más antiguos (junto a Agobot, Spybot y GTBot) destinado a construir botnets. Esto demuestra el amplio uso de estas redes y cómo las mismas pueden impactar en el uso globalizado de Internet.

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Nota: este puerto también es utilizado por otros programas de Chat legales. El gráfico muestra la totalidad, es decir considerando el tráfico de las botnets y el legal.

También se ve otra evolución: debido al filtro del protocolo IRC implementado por las organizaciones, el envío de comandos de control se realiza por medio de HTTP o IM (mensajería instantánea), el cual generalmente no es filtrado debido al uso de Internet en esas empresas.
Si se analiza cualquiera del malware actual para la construcción de botnets puede encontrarse comandos como los siguientes [11]:
mac.login log in del usuarioftp.execute actualización del bot a través de dirección ftp...http.execute actualización del bot a través de dirección httprsl.logoff log out del usuariorsl.shutdown apagar el equiporsl.reboot reiniciar el equipopctrl.kill terminar un proceso...ddos.httpflood ataque de denegación de serviciosddos.synflood ataque de denegación de servicios...harvest.emailshttp obtiene lista de correos vía httpharvest.emails obtiene lista de correos... Como puede verse la lista de commandos involucra desde el login del botmaster, hasta el apagado del equipo, ataques DDoS, la actualización del bot, el envio de spam o cuanta actividad el creador del bot pueda imaginar.
El dinero (millones) en la red
Una vez que la red está perfectamente construida y controlada, sólo basta alquilarla o venderla al mejor postor. La persona que adquiera el “servicio” podrá utilizar la red para las actividades que desee y que ya se enumeraron.

A modo de ejemplo, un spammer podrá alquilar la red para enviar sus correos, una organización podría realizar publicidad en forma masiva, una empresa podría atacar a su competidor y sacar sus servicios web del aire, un pedófilo podría distribuir su material anónimamente…

Como es fácil adivinar, toda la red de delincuentes involucrados se beneficia de esta red:

• El creador de malware vende su “producto/servicio” al creador de la botnet
• El botmaster alquila/vende la red
• El spammer distribuye más correo con publicidad
• Las empresas venden los productos publicitados
• Cualquiera de ellos distribuye más malware infectando más equipos y retroalimentando el sistema

Más números
En este caso en particular, lamentablemente las estadísticas manejan números muy dispares y sólo pueden confundir si los mismos son señalados por lo que es preferible no mencionar demasiado. Lo que es importante remarcar es que las cifras mencionadas por los distintos estudios pueden asustar.

A modo de ejemplo, y si bien la muestra no es representativa, se muestra el porcentaje de malware distribuido con el fin de crear botnets en 2007 y registrado por la UNAM-CERT [12]

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Otro aspecto que entrega una idea clara de la forma en que estas redes son controladas es observando el tráfico de correos electrónicos generados por los proveedores internacionales [13]. Puede observarse a Telefonica, Telecom, BellSouth y Fibertel en los primeros 50 puestos lo que indica a las claras que gran parte del correo enviado es generado desde los hogares de los usuarios gracias a la utilización de equipos zombies.
Un problema global creado por problemas individuales
El poder de una red distribuida es proporcional a la cantidad de usuarios conectados a la red y al poder individual que aporte cada nodo.

Así, como se menciona al comienzo del presente, los responsables del spam existente terminamos siendo los usuarios por falta de medidas de prevención adecuadas, que ayudarían a mitigar, en gran escala, este problema mundial de abuso de recursos ajenos.

Las redes descubiertas por los investigadores [14] no hacen más que confirmar el número alarmante que están alcanzando estas redes y sus objetivos delictivos.

La pregunta ¿en qué puede afectar que mi equipo sea infectado? pasó a ser fundamental, porque aquel usuario aislado, que sólo tenía acceso a sus recursos particulares y que no interactuaba con sus pares, está desapareciendo a favor de usuarios altamente conectados que interactúan en forma permanente con otros sistemas y que, como puede verse, es capaz de afectarlos directamente al formar parte de una botnet.

Por eso es fundamental tomar conciencia de este problema, que es global y depende de la educación (de la buena educación) de todos nosotros hacia nuestros pares. La protección y el uso responsable pasaron a ser una parte importante de un sistema informático.

Cuando se trata de persuadir a los usuarios para guiarlos de alguna manera a caer en la trampa, quienes están detrás de ello depositan mucha imaginación en la elaboración del engaño. Esto ocurre por una única razón: el dinero que potencialmente pueden ganar.

El caso del correo basura, correo electrónico no deseado o simplemente spam, es un muy buen ejemplo para describir cómo se actualizan constantemente las técnicas utilizadas por los delincuentes.

Ya no importa de qué manera se presente el mensaje ni que tan prolijo sea, ni la delicadeza de los detalles que tenga. Lo realmente importante es que el spam llegue a la bandeja de entrada. Una vez allí, existe cierta probabilidad de que el usuario haga clic en él e incluso intente comprar o invertir en algunas de las maravillas que se ofrecen.

Haciendo un repaso por las técnicas utilizadas por los spammers se pueden citar los siguientes hitos importantes:

1. El correo es enviado masivamente en formato texto. Es el primer tipo de spam que se empezó a sufrir y en su gran mayoría correspondía al texto plano con publicidades de diversos productos. El mayor desafío de los spammers era pasar los filtros de texto que comenzaron a perfeccionarse en esa época.

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2. Al perfeccionarse los filtros antispam, se comienza a deformar el texto, de modo de engañar a los filtros, pero no al ojo humano que igualmente es capaz de leer el texto sin mayores complicaciones.

3. La siguiente etapa estuvo (y está) dada por el perfeccionamiento de la técnica anterior en donde los textos se deforman al grado tal de ser difícilmente legibles. En esta etapa, también aparecen correos que incluyen publicidad con textos de conocidos libros y autores para confundir a los filtros.

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4. Spam en imágenes

Esta nueva etapa se caracteriza por dos situaciones:

· Los filtros no estaban preparados para este tipo de imágenes con texto y por ende, no eran filtrados hasta el momento en que se perfeccionaron dichos filtros mediante técnicas de reconocimiento de caracteres (OCR).

· El usuario igualmente recibe un texto que es capaz de leer.
Este tipo de correos es enviado por spammers que trabajan con la bolsa (compra y venta de acciones). Esta técnica es conocida por pump-and-dump y consiste en que los atacantes adquieran un cierto número de acciones de bajo valor de alguna empresa conocida, o no. Luego, envían mensajes (spam) recomendando la compra de estas acciones. Quienes compren las acciones provocarán una suba del precio de las mismas. En este momento proceden a vender las acciones que compraron a bajo precio, asegurando su ganancia y el perjuicio de los inocentes debido a que la venta masiva produce una baja del precio de la acción.

• La etapa actual consiste en el envío de correos con otro tipo de adjuntos como pueden ser: archivos comprimidos (.zip, .rar, otros), documentos de ofimática (.doc, .xls, otros) o archivos portables (pdf, fpf, otros). Si bien suele confundirse este tipo de adjuntos con el malware, lo que se envía es un archivo de texto con las mismas ofertas mencionadas anteriormente.

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• Por último, el spam es el principal medio de propagación del malware (archivos comprimidos y/o ejecutables) y correos de phishing actual. Todos ellos tienen en común que poseen un archivo adjunto o un enlace en el cuerpo del correo.

Es importante remarcar que todas estas técnicas son actualmente utilizadas en forma conjunta para distintos fines:

· Publicidad de productos (farmacéuticos, placeres sexuales, artículos de colección, electrónicos, etc)
· Compra y venta de acciones
· Propagación de malware
· Realización de Phishing
· Estafas nigerianas (scam)
· Ingeniería Social para obtener información sensible
· Cualquier otra forma de comunicación que involucre que el usuario deba realizar alguna acción
A continuación, puede verse un gráfico con las estadísticas de cada tipo:

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Entonces, luego de lo analizado se puede concluir que el correo no deseado puede dividirse en los siguientes tipos:

· Correo con texto solamente
· Correo con imágenes adjuntas (publicidad, no dañino)
· Correo con documentos adjuntos (publicidad, no dañino)
· Correo con archivos dañinos adjuntos
· Correo con enlaces a publicidad en el cuerpo del correo
· Correo con enlaces a archivos dañinos
· Correo con enlaces a sitios de phishing
Como puede verse, el correo electrónico no deseado ya no es para nada novedoso, si bien actualiza sus técnicas constantemente. Sin embargo, se sigue recibiendo día a día más y más spam que llena la bandeja de entrada, al punto que en algunas estadísticas ya se estima que 9 de cada 10 correos son basura virtual, generando un costo elevado a quienes lo reciben (servidores involucrados, el ISP y el cliente).
Pero, ¿por qué existe el spam? Esta pregunta se traduce en un sencillo problema de oferta y demanda. Actualmente, si bien no se encuentran demasiadas estadísticas fiables, existen personas (clientes) que consumen los productos ofrecidos a través del spam por necesidad, curiosidad o por el motivo que fuera. A modo de ejemplo:
En el estudio Profiting from fake pharma” , se afirma que sólo el comercio de medicamentos conocidos alcanza un importe aproximado a los 4.000 millones de dólares al año (y algunas empresas aseguran que sería mucho mayor). En el estudio realizado por MarkMonitor también se asegura que estos sitios tienen una media de 32.000 visitas diarias.
En otro estudio [2] se encuestó a 2.482 usuarios adultos resultando que un 17% había sido víctima de scam, un 81% abría mensajes de correo electrónico no solicitado y un 58% desconocía la existencia de este tipo de amenazas en la red.
Pero estos alarmantes números son sólo parte de la respuesta. La otra parte, corresponde al que realiza la oferta del producto. Muchas empresas prefieren realizar publicidad a través de correos masivos porque el precio de los mismos es irrisorio con respecto a cualquier otro tipo de publicidad existente en la actualidad. A continuación, se puede ver una tabla comparativa:

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Otra de las causas de la gran cantidad de spam es que, al ser el correo electrónico un medio de comunicación rápido y eficiente, es el medio adecuado para propagar cualquier tipo de amenaza que tenga como objetivo sistemas informáticos.
El spam es sólo una de las piezas que conforman a todo un ciclo delictivo que por detrás encierra una verdadera organización de delincuentes informáticos. Este ciclo delictivo comienza al momento en que intentan, con alguna técnica de Ingeniería Social [3], convencer al usuario de hacer clic sobre algún enlace, abrir un archivo o instalar algún tipo de malware en el sistema.

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A continuación se convence al usuario de la “buena oportunidad” para la compra de productos, se instala algún tipo de gusano o troyano en el sistema, o bien se lo incita a entrar a un sitio para que ingrese sus datos privados (usuario, claves, documento, tarjeta, etc).
Actualmente todos nos encontramos en el medio de este círculo vicioso en donde la proliferación de spam con adjuntos dañinos tienen el objetivo de infectar a más usuarios para producir equipos zombies que pasan a formar parte de una red que, manipulada por delincuentes, produce más spam [4].
¿Por qué se sigue recibiendo este tipo de correos y qué se puede hacer para evitarlo o, por lo menos, ayudar a cortar la cadena?

Si bien la respuesta puede parecer obvia: cortando o eliminando una de las piezas que conforman el ciclo antes mencionado, la solución práctica es más difícil de concretar que de pensarla.
A continuación, se procede a desglosar el problema en etapas más pequeñas, de modo que cada una de ellas contribuya a una solución integral:

Responsabilidad del usuario

La recolección de correos es una de las principales necesidades de los spammers. Para ello se valen de diferentes técnicas [5].
La responsabilidad del usuario descansa en no “regalar” su dirección de correo para disminuir en forma notable la cantidad de spam que potencialmente podría llegarle. Debido a que las bases de datos de correos se comercializan, con ingresar a una sola lista es suficiente para figurar en cientos de bases de datos.
Es por ello que resulta necesario el uso correcto del correo electrónico para evitar que las direcciones de correo caigan en manos de delincuentes [6].
También es una buena práctica instalar un filtro antispam en el sistema que se utiliza a diario de modo de filtrar los correos que no haya filtrado el servidor.

Responsabilidad de las organizaciones

Aquí las responsabilidades cambian absolutamente con respecto a las del usuario, aunque las buenas prácticas en el uso del correo electrónico se deben mantener.
Para comenzar, las organizaciones que proveen correo electrónico a sus empleados, son responsables de este servicio y en consecuencia del aseguramiento de los servidores de correo electrónico. Lamentablemente, es común que las organizaciones no configuren adecuadamente sus servidores, generando que usuarios no autorizados (spammers) los encuentren y los utilicen como servidores de correo basura.
El siguiente punto corresponde a los filtros antispam que deben aplicarse en los servidores de correo y gateways para que elimine gran parte del correo basura que llega a los buzones del usuario. Estos filtros actualmente se han convertido casi en una necesidad inevitable en cualquier organización que desee que sus empleados no pasen gran parte del día eliminando correo basura de sus buzones.

Responsabilidad del ISP (Internet Service Provider - Proveedor de Servicios de Internet)

En el caso de estas empresas, es fundamental que sigan las mismas buenas prácticas de cualquier organización, pero al ser proveedores del servicio de Internet, se torna fundamental que controlen el tráfico en sus cuentas de correo para detectar a posibles spammers dentro de su red o a aquellos usuarios particulares que puedan pensar que enviar publicidad de su producto es una buena idea.

Conclusiones

El correo basura vive entre nosotros desde hace tiempo y hasta que no se logre trabajar interdisciplinariamente -legislativa, judicial y técnicamente- será muy difícil lograr una solución que pueda considerarse definitiva.
Está en cada uno de los involucrados ser responsables tanto de no ser víctima ni participante activo (formando parte de una botnets) de la generación de spam como de la aplicación de correctos filtros y barreras anti-spam que ayuden a filtrar y disminuir, aunque sea en parte, este ataque del que es víctima día a día nuestro buzón y cuyo objetivo es violar nuestra privacidad y obtener nuestro dinero.

Malware

Malware malicious software, también (del inglés llamado badware o software malicioso) es un software que tiene como objetivo infiltrarse en o dañar un ordenador sin el conocimiento de su dueño y con finalidades muy diversas ya que en esta categoría encontramos desde un troyano hasta un spyware.

Esta expresión es un término general muy utilizado por profesionales de la computación para definir una variedad de softwares o programas de códigos hostiles e intrusivos. Muchos usuarios de computadores no están aún familiarizados con este término y otros incluso nunca lo han utilizado. Sin embargo la expresión "virus informático" es más utilizada en el lenguaje cotidiano y a menudo en los medios de comunicación para describir todos los tipos de malware.

Se debe considerar que el ataque a la vulnerabilidad por malware, puede ser a una aplicación, una computadora, un sistema operativo o una red.

Factores que hacen a un sistema más vulnerable

Existen varios factores que hacen a un sistema más vulnerable:

* Homogeneidad - Cuando todas las computadoras en una red funcionan con el mismo sistema operativo, si pueden corromper ese SO, podrán afectar cualquier computadora que lo corra.
* Defectos - La mayoría de los sistemas contienen errores que se pueden aprovechar por el malware, mientras no se ponga el parche correspondiente.
* Código sin confirmar - Un código en un diskette, en CD-ROM o USB, se puede ejecutar por la iresponsabilidad o ignorancia del usuario.
* Sobre-privilegios del usuario - Algunos sistemas permiten que todos los usuarios modifiquen sus estructuras internas.
* Sobre-privilegios del código - La mayoría de los sistemas operativos permiten que el código sea ejecutado por un usuario con todos los derechos.

Homogeneidad

Una causa no citada de la vulnerabilidad de redes, es la homogeneidad del software multiusuario. En particular, Microsoft Windows[1] tiene una gran parte del mercado que al concentrarse en él permitirá a crakers derribar una gran cantidad de sistemas.

Bugs

La mayoría de los sistemas contienen bugs (errores) que pueden ser aprovechados por el malware. Los ejemplos típicos son los desbordamiento de búfer (buffer overflow), en los cuales estructura diseñada para almacenar datos en un área determinada de la memoria permite que sea ocupada por más datos de la que le caben, sobreescribiendo áreas anexas. Esto puede ser utilizado por el malware para forzar al sistema a ejecutar su código.

Discos de inicio

Los PCs tenían que ser booteadas (iniciadas) con un diskette, y hasta hace poco tiempo era común que fuera el dispositivo de arranque por defecto. Esto significó que un diskette contaminado podría dañar la computadora durante el arranque, e igual se aplica a CDs y llaves USB.

Aunque eso es menos común ahora, sigue siendo posible olvidarse de que el equipo se inicia por defecto, en un medio removible, y por seguridad normalmente no debería haber ningún diskette, CD, etc, al encender el computador.

Para solucionar esto basta con entrar en la BIOS del ordenador y cambiar el modo de arranque del ordenador a HDD/CDROM/USB/Floppy, aunque para volver a instalar el sistema operativo hay que revertir los cambios a Floppy/CDROM/USB/HDD.

Sobre-privilegios de usuario

En algunos sistemas, los usuarios no-administradores son sobre-privilegiados por diseño, en el sentido que se les permite modificar las estructuras internas del sistema.

En algunos ambientes, los usuarios son sobre-privilegiados porque les han concedido privilegios inadecuados de administrador o el estado equivalente. Éste es sobre todo una decisión de la configuración, pero en los sistemas de Microsoft Windows la configuración por defecto es sobre-privilegiar al usuario.

Esta situación existe debido a decisiones tomadas por Microsoft para priorizar la compatibilidad con viejos sistemas sobre la necesidad de una nueva configuración de seguridad y porque las aplicaciones típicas fueron desarrollados sin tomar en cuenta a los usuarios sin privilegios.

Muchas aplicaciones existentes que requieren exceso de privilegio (código sobre-privilegiado) pueden tener problemas con la compatibilidad con Vista. Sin embargo, la característica del control de la cuenta del usuario de Vista procura remediar las aplicaciones no diseñados para los usuarios no privilegiados, actuando como apoyo para resolver el problema del acceso privilegiado inherente en las aplicaciones heredadas.

Sobre-privilegio de código

Los malware, funcionando como código sobre-privilegiado, pueden utilizar estos privilegios para cambiar el sistema. Casi todos los sistemas operativos populares, y también muchas aplicaciones escritas no prohíben algunos códigos también con muchos privilegios, generalmente en el sentido que cuando un usuario ejecuta el código, el sistema no limita ese código a los derechos del usuario. Esto hace a los usuarios vulnerables al malware en la forma de anexos de E-mail, que pueden o no pueden ser disfrazados. Dado esta situación, se advierte a los usuarios que abran solamente archivos solicitados, y ser cuidadosos de archivos recibidos de fuentes conocidas o desconocidas que no han solicitado.

Es también común para los sistemas operativos que sean diseñados de modo que reconozcan más dispositivos de los diversos fabricantes y cuenten con drivers de estos hardwares, aún algunos que puede no ser muy confiables.

Clasificación

Existen muchísimos tipos de malware, aunque algunos de los más comunes son los virus informáticos, los gusanos, los troyanos, los programas de spyware/adware o incluso ciertos bots.

Dos tipos comunes de malware son los virus y los gusanos informáticos, este tipo de programas tienen en común la capacidad para auto replicarse,[2] es decir, pueden contaminar con copias de sí mismos y en algunas ocasiones mutando, la diferencia entre un gusano y un virus informático radica en la forma de propagación, un gusano opera a través de una red, mientras que un virus lo hace a través de ficheros a los que se añade.

Los virus informáticos utilizan una variedad de portadores. Los blancos comunes son los archivos ejecutables que son parte de las aplicaciones, los documentos que contienen macros (Virus de macro), y los sectores de arranque de los discos de 3 1/2 pulgadas y discos duros (Virus de boot, o de arranque). En el caso de los archivos ejecutables, la rutina de infección se produce cuando el código infectado es ejecutado, ejecutando al primero el código del virus. Normalmente la aplicación infectada funciona correctamente. Algunos virus sobrescriben otros programas con copias de ellos mismos, el contagio entre computadoras se efectúa cuando el software o el documento infectado van de una computadora a otra y es ejecutado.

Cuando un software produce pérdidas económicas en el usuario del equipo, también se clasifica como software criminal o Crimeware,[3] término dado por Peter Cassidy,[4] para diferenciarlo de los otros tipos de software malignos, en que estos programas son encaminados al aspecto financiero, la suplantación de personalidad y el espionaje, al identificar las pulsaciones en el teclado o los movimientos del ratón o creando falsas páginas de bancos o empresas de contratación y empleo para con ello conseguir el número de cuenta e identificaciones, registros oficiales y datos personales con el objetivo de hacer fraudes o mal uso de la información. También es utilizanda la llamada Ingeniería social, que consiste en conseguir la información confidencial del propio usuario mediante engaños, como por ejemplo, mediante un correo en donde mediante engaños se solicita al usuario enviar información privada o entrar a una página falsificada de Internet para hacerlo.

Adware

Este software muestra o baja anuncios publicitarios que aparecen inesperadamente en el equipo, pudiendo hacerlo simultáneamente a cuando se está utilizando la conexión a una página Web o después de que se ha instalado en la memoria de la computadora.

Algunas empresas ofrecen software "gratuito" a cambio de publicitarse en su pantalla,[5] otras al instalar el programa, se instalan junto con Spyware sin que lo note.

También existen algunos programas "a prueba" (shareware), que mientras no son pagados, no permiten algunas opciones como puede ser imprimir o guardar y además en ocasiones cuentan con patrocinios temporales que al recibir la clave libera de tales mensajes publicitarios y complementan al programa.

Backdoor

Una puerta trasera (también conocidos como Backdoor) es un software que permite el acceso al sistema de la computadora ignorando los procedimientos normales de autenticación o facilita la entrada a la información de un usuario sin su permiso o conocimiento. Como es el caso de e-mail, que aparentan ser ligas a actualizaciones y que al pulsarla nos conecta a páginas similares a las originales, descargando archivos backdoor que al instalarlos,abrirá un puerto del equipo, dejándolo a expensas del autor del malware o para poder descargar otros códigos maliciosos.

Según como trabajan e infectan a otros equipos, existen dos tipos de puertas traseras. El primer grupo se asemeja a los Caballo de Troya, es decir, son manualmente insertados dentro de algún otro software, ejecutados por el software contaminado e infecta al sistema para poder ser instalado permanentemente. El segundo grupo funciona de manera parecida a un gusano informático, el cuál es ejecutado como un procedimiento de inicialización del sistema y normalmente infecta por medio de gusanos que lo llevan como carga.


Badware Alcalinos

Este es un tipo de Malware mitad spyware, mitad backdoor, suele residir en las ventanas del sistema observando incesantemente hasta que se lanza al acecho de un usuario.

Bomba fork

Programa que se autoreplica velozmente para ocupar toda la memoria y capacidad de proceso del ordenador donde se ejecutan, debido a que su forma de ataque es del tipo denegación de servicio (DoS)que es un ataque al servidor o a la red de computadoras para producir la inconectibilidad a una red debido a que consume el ancho de banda atacado, al crear programas y procesos simultáneos muy rápidamente, saturando el espacio disponible e impidiendo que se creen procesos reales del usuario.

Bots

Es un programa robot que se encarga de realizar funciones rutinarias, pero que también pueden ser usados para, por ejemplo, crear cuentas en los diferentes sitios que otorgan e-mail gratuitos, para con estas cuentas realizar daños.

En algunos casos este bot, puede encargarse de fingir ser un humano dando contestación a preguntas como es el caso de supuestos adivinos que dan el futuro a aquellos que pagan por este servicio o fingir ser una mujer u hombre con quien se esta teniendo una candente plática, pero también pueden ser juegos de Internet programados para jugar contra supuestamente una serie de contrincantes que lo son en forma virtual, pudiendo pedir cantidades de dinero para poder participar y con ello además poder tener datos de cuentas de tarjetas de crédito.

También son programas que a través de órdenes enviadas desde otra computadora controlan el equipo personal de la víctima, es decir convirtiéndola en un "Zombi".

Bug

Es todo error en la programación que impide funcionar bien a los equipos de cómputo. Se le llama así por la entrada de una polilla encontrada atrapada entre los puntos en el relé # 70, panel F, de la Mark II , Construida por Aiken, cuando era probada en la Universidad de Harvard, el 9 de septiembre de 1945.

Se dice que fue Grace Murray Hopper, quien identificó a la polilla dando el término bug (insecto) (anglicismo que significa error o fallo en un programa o sistema), cuando, trabajando en el equipo de programación de la marina, escribió en su cuaderno de trabajo: "moth in relay, First Actual case of bug being found" (polilla en relé, primer caso real de insecto -error de computación- encontrado). Puso la palabra "debugging" a computer program es decir de que "depurando un programa de computadora", o, habían eliminado errores del programa de cómputo, y anexo al insecto.[6]

Caballo de Troya

Un programa caballo de Troya (también llamado Troyano) es una pieza de software dañino disfrazado de software legítimo. Los caballos de Troya no son capaces de replicarse por sí mismos y pueden ser adjuntados con cualquier tipo de software por un programador y contaminar a los equipos por medio del engaño, usando un programa funcional para encubrirse y permanecer dentro del computador.

Su nombre es dado en alusión al popular caballo de madera con que los aqueos (griegos) engañaron a los troyanos. De modo similar este software actúa entrando en la computadora, oculto en otros programas aparentemente útiles e inofensivos pero que al activarse crean problemas al desarrollar la acción de estos archivos infecciosos.

Se considera que el primer troyano aparece a finales de los años 1980, pero eran poco comunes al ser necesario que el programa se distribuyera casi manualmente, fue hasta que se generalizo la comunicación por Internet, que se hizo más común y peligroso al entrar ocultos e instalarse cuidadosamente sin que se percatara el usuario del equipo, con lo que sean considerados una de las más temibles invasiones ilegales en las estaciones de trabajo, servidores y computadoras personales.


Cookies

Es el tipo de almacenamiento de información guardado en el propio equipo que puede hacer normalmente el seguimiento de las preferencias en Internet, dándole una clave que su creador podrá identificar para con ello tener una referencia de visitas con la finalidad de medir preferencias de mercado. Pero también por lo mismo puede ser usada por hackers para chequear qué páginas consulta un usuario regularmente, quitándole privacidad. Estos cookies se pueden aceptar o evitar en nuestros equipos, por medio de la configuración de privacidad de las opciones del navegador de Internet.

Crackers

Además de referirse a hackers con malas intenciones,[7] son programas que monitorean las contraseñas en las aplicaciones de la máquina. Se conocen también como ladrones de contraseñas.


Cryptovirus, Ransomware o Secuestradores

Es el programa que entra a la computadora y se instala, buscando y cifrando los archivos del disco duro, después borran los originales en forma inadvertidamente para el usuario, haciéndolos inaccesibles para el dueño y cuando intenta abrir algún documento, a través de un archivo de texto que forma parte de este malware informa como en el AIDS.exe: "Si quiere obtener una clave para liberar el documento, ingrese 378 dólares a la cuenta en la ciudad de Panamá numero X",[8] ó también se le solicita que se envié el pago vía Internet (rescate), para obtener la clave de dicha codificación (la liberación del rehén).

La codificación es de claves simétricas simples, es decir son aquellas que utilizan la misma clave para cifrar y descifrar un documento, por lo que algunos usuarios con conocimientos, por medio de la ingeniería inversa, descifran, cuales son dichas claves y pueden llegar a recuperar los archivos borrados.[9]


Dialers

Los dialers son programas que llaman a un número telefónico de larga distancia, o de tarifas especiales, para, a través del módem, entrar de forma automática y oculta para el usuario y sin su consentimiento, principalmente a páginas de juegos, adivinación o pornográficas, que van a redituar en beneficio económico a los creadores del malware, pero que además al usuario le crean la obligación de pagar grandes tarifas por el servicio telefónico.

Existen en Internet páginas preparadas para descargar, instalar y ejecutar dialers de conexión y virus informáticos capaces de llevar a cabo todo lo anterior, con la desventaja de su rápida propagación.

Actualmente las conexiones por medio de banda ancha, han evitado estos problemas.

Exploit o Xploit

Un exploit es aquel software que ataca una vulnerabilidad particular de un sistema operativo. Los exploits no son necesariamente maliciosos –son generalmente creados por investigadores de seguridad informática para demostrar que existe una vulnerabilidad. Y por esto son componentes comunes de los programas maliciosos como los gusanos informáticos.

Hijacker

Programa que realiza cambios en la configuración de la página de inicio del navegador, que lo redirige a otras páginas de características indeseables como son las pornográficas y más peligrosamente a copias casi fieles de las bancarias.

Hoaxes, Jokes o Bulos

Son bromas que semejan ser virus, pero que, ciertamente no los son. Normalmente una persona conocida nuestra recibe una "alarma" de un supuesto virus y nos "hace el favor" de notificarnos para que tomemos precauciones en nuestro equipo.

El objetivo de la persona que inició el rumor o hoax se ha cumplido, al preocupar al usuario con la broma y que, en muchos casos, pueden hacer al usuario auto eliminar algún supuesto archivo contaminado, lo cual podría afectar realmente al funcionamiento del sistema, llegando incluso a tener que reinstalarlo.

Keystroke o keyloggers

Son programas espías, que toman el control de los equipos, para espiar y robar información, monitorea el sistema, registrando las pulsaciones del teclado, para robar las claves y passwords, tanto de páginas financieras y correos electrónicos como cualquier información introducida por teclado, en el equipo utilizado para saber lo que la víctima ha realizado como conversaciones que la misma tuvo, saber donde ha entrado, qué ha ejecutado, qué ha movido, etc...

Pueden ser también aparatos o dispositivos electrónicos colocados intencionalmente en equipos, que se intercalan entre el dispositivo y el computador.

Ladilla virtual

Conocido como (virtual crab). Este tipo de programa maligno que, como analogía al parásito de transmisión sexual, entra en una computadora a través del sexo virtual, sitios pornográficos o cualquier aplicación relacionada. Los sitios web pornográficos suelen ser un gran caldo de cultivo para estos Malwares virtuales.

Leapfrog

Las ranas como también se conocen en español son programas que entran a los equipos para conocer las claves de acceso y las cuentas de correo almacenadas en la libreta de direcciones para ser utilizadas en la replicación de estos, a través de enviar copias del gusano.


Parásito Informático

Este tipo de malware es el que se adhieren a archivos (especialmente ejecutables), como lo haría un parásito. Ese archivo ejecutable es denominado portador (o Host) y el parásito lo utiliza para propagarse. Si el programa es ejecutado, lo primero que se ejecuta es el parásito informático, y luego, para no levantar sospechas, se ejecuta el programa original. Muchas veces es aquí donde los parásitos fallan, porque hay programas que detectan estas modificaciones y lanzan errores (incluso errores de advertencias de presencia de malware).

Pharming


Es el software maligno que suplanta el DNS, en el archivo host local, para conducirnos a una página Web falsa, con lo cual, al intentar entrar a un determinado nombre de dominio en nuestro navegador nos redirecciona al que el hacker, ha cambiado.

Por ejemplo la página de un banco pudiera ser
Para ver el LINK que hay acá tenés que dejar de ser rata, registrarte y tener al menos 1 post.
(xxx.156.24.196),[10] nos lo cambia por
Para ver el LINK que hay acá tenés que dejar de ser rata, registrarte y tener al menos 1 post.
(YYY.132.30.60),[11] con lo que al parecerse, no nos percatamos normalmente que nos esta enviando a otra página controlada por el bandido cibernético.

Para poder instalarnos la página que realizara el direccionamiento, se instalará en nuestro sistema algunos programas malware ejecutables, que recibimos a través de un correo electrónico, descargas por Internet, programas P2P, etc.

Siendo en este momento el más común el envió de una supuesta tarjeta de Gusanito.com, que al entrar en el vinculo contenido en el correo electrónico, no solo nos da la sorpresa de la tarjeta, sino que ha realizado la descarga correspondiente que se encargará de auto ejecutarse creando el host que redirecciona nuestro navegador a las IP de las páginas falsas administradas por el hacker.

Phishings

Del inglés "fishing" (pescando), se utiliza para identificar la acción fraudulenta de conseguir información confidencial, vía correo electrónico o página web, con el propósito de que los usuarios de cuentas bancarias lo contesten, o entren a páginas aparentemente iguales a la del banco o de los portales con ingreso por contraseña.

El phishing se basa en el envío por parte de un estafador de un mensaje electrónico o enlace de una empresa supuestamente respetable. Éstas a menudo conducen a una página Web falsificada que han creado, y engañan al usuario para que introduzca su contraseña y su información personal. Así lo convierten en un blanco fácil del robo de información personal o financiera de manera electrónica utilizando el nombre de un tercero (banco) y últimamente las páginas del acceso a e-mails de compañías como Yahoo!.

Nunca debe darse información de cuentas bancarias por otros medios que no sea en las sucursales correspondientes al banco, ya que por medio de correos electrónicos con enlaces falsos, supuestamente del banco, pueden solicitar los números de cuentas y contraseña privados, con lo que se les está dando todo para que puedan cometer el fraude.

En falsas cartas bancarias:

* Se presiona al cliente con supuestas fallas en su información o en los servidores que es urgente atender.
* El documento puede contar con faltas de acentos ortográficos en palabras como línea, dirección, activación, cámbiela, etc.
* Para dar confianza al usuario se colocan botones e imágenes que le son conocidos por la página real y las advertencias usuales de la página de acceso normal.
* Para completar el engaño, advierte del envío de e-mails falsos, siendo en sí mismo uno de ellos.
* El medio para entrar a la página web suplantada puede ser "http://" + nombre de la página web + "@" + dirección del sitio al que nos redirige, siendo este ultimo la dirección real a la que entramos

El método de entrar a las páginas Web de los diferentes Bancos de algunos países, es usando el generador de claves dinámicas de las compañías Secure Computing[12] y el RSA SecurID,[13] con lo que se espera terminar con los Phishing.

Por lo tanto ahora el ataque de los pescadores de datos (fishing), es pidiéndole que sincronice su generador de claves, con lo que inmediatamente entran a la cuenta del usuario sacando lo que puedan y cambiando hasta las claves de acceso.

También Yahoo da protección por medio de la creación del llamado sello de acceso personalizado,[14] que consiste en colocar una imagen o texto, el cual debe aparecer cada vez que se inicie sesión en Yahoo, en la computadora en que se ha colocado, púes se vincula a ella y no al usuario del correo. Si el sello de acceso NO está, es probable que sea una página falsificada creada por un estafador para robar los datos personales.

Pornware

Describe programas que usan el Módem de la computadora para conectarse a servicios de pago por evento pornográfico o para bajar contenidos pornográficos de la Web. Es un caso particular de Dialers.

Es un auténtico fraude mediante información engañosa, manifiestan que es completamente gratuito, el sitio a visitar es en efecto sin costo, pero solo se tiene acceso por vía telefónica (MODEM), que resulta con una alta tarifa por minuto que se refleja en el recibo telefónico (por lo regular utilizan una clave de larga distancia internacional (900) con un cargo aproximado de $20.00 USD por minuto). Esta técnica fraudulenta se utiliza también usando como señuelo videojuegos, salva pantallas, programas o cualquier otra falacia que requiera acceso mediante un MODEM telefónico.

Primero se descarga desde algún sitio que ofrece todo absolutamente gratis un pequeño programa ejecutable, que coloca en el escritorio de la PC un llamativo ícono para que cualquier incauto con un simple click haga el enlace mencionado, aparecen insistentes mensajes sugiriendo de que todo es completamente gratis y sin límite de tiempo.

Sin embargo, se están extinguiendo por dejarse de lado los Modems convencionales de 56Kbps, y usarse Tarifas Planas en Red ethernet de Banda ancha o ADSL.

Rabbit o conejos

Reciben este nombre algunos gusanos informáticos, cuyos códigos malignos llenan el disco duro con sus reproducciones en muy poco tiempo y que también pueden saturar el ancho de banda de una red rápidamente además de poder mandar un numero infinito de impresiones del mismo archivo, colapsando la memoria de la impresora al saturarla.

Riskware

Programas originales, como las herramientas de administración remota, que contienen agujeros usados por los crackers para realizar acciones dañinas.

Rootkit


Los rootkits son programas que son insertados en una computadora después de que algún atacante ha ganado el control de un sistema. Los rootkit generalmente incluyen funciones para ocultar los rastros del ataque, como es borrar los log de entradas o encubrir los procesos del atacante. Los rootkit pueden incluir puertas traseras, permitiendo al atacante obtener de nuevo acceso al sistema o también pueden incluir exploits para atacar otros sistemas y evitan ser desinstalados o eliminados a toda costa, pues cuenta con protección para no permitirlo, con lo cual se convierte en un programa indeseable y molesto. Los rootkit se volvieron famosos a partir de uno que estaba incluido en un mecanismo anticopia en algunos CD de música de la empresa Sony.

Scumware o escoria

Scumware o escoria es cualquier software que hace cambios significativos en la apariencia y funciones de las páginas Web sin permiso del Administrador (Webmaster) o propietarios. Por ejemplo, un número de productos sobreponen la publicidad de los banners con otros anuncios, a veces para los productos de la competencia. El Scumware puede agregar hyperlinks desautorizados a la sección opinión de una página Web - a veces usar de un usuario acoplamientos a los sitios posiblemente desagradables. Tales programas pueden interferir con hipervínculos (hyperlinks) existentes agregando otros destinos a los previstos. A veces, el Scumware es conocido como thiefware.

Spam

Se le llama spam a los e-mailes basura, que son enviados a direcciones electrónicas compradas por empresas con la finalidad de vender sus productos.

Últimamente han surgido páginas con mensajes que aparecen en un corto instante de tiempo (efecto flash) tratando de producir en el inconsciente de la mente la necesidad de comprar el producto anunciado como si de un mensaje subliminal se tratara.

Actualmente existen filtros que bloquean los spam en la mayoría de los servidores de correo.


Spyware

Los Spywares o Programa espía, son aplicaciones que se dedican a recopilar información del sistema en el que se encuentran instaladas para luego enviarla a través de Internet,[15] generalmente a alguna empresa de publicidad. Todas estas acciones se enmascaran tras confusas autorizaciones al instalar programas de terceros, por lo que rara vez el usuario es consciente de ello. Normalmente trabajan y contaminan sistemas como lo hacen los caballos de troya.

Ventanas emergentes/POP-UPS


Son, generalmente, ventanas muy molestas que aparecen al navegar y muestran publicidad o información que es difícil de eliminar y que aparece constantemente.

Son una forma en línea de publicidad en el World Wide Web, que aumentan el tráfico de la red o que son también usadas para capturar direcciones de e-mail. Trabaja cuando ciertos sitios abren una ventana del buscador para exhibir los anuncios.

La ventana pop-up que contiene un anuncio es generada normalmente por JavaScript, pero se puede generar por otros medios también.

Una variante en las ventanas pop-up es hacer aparecer el anuncio debajo de la ventana activa o en direcciones fuera del area visual, normalmente en la parte inferior derecha, y suelen aparecer como intentos de abrir una página nueva durante unos milisegundos, hasta cargarse y cumplir su cometido, cerrandose inmediatamente, con lo cual el usuario no se percata cuando surge, sino hasta que cierra su navegación, con lo que difícilmente puede identificar junto a que página surgió, sobre todo en aquellas sesiones en que se tienen varios documentos abiertos.

Worms o gusanos

Los gusanos informáticos son similares a los virus, pero los gusanos no dependen de archivos portadores para poder contaminar otros sistemas. Estos pueden modificar el sistema operativo con el fin de auto ejecutarse como parte del proceso de inicialización del sistema. Para contaminar otros sistemas, los gusanos explotan vulnerabilidades del objetivo o utilizan algún tipo de ingeniería social para engañar a los usuarios y poderse ejecutar.

El caso mas conocido es el del gusano Blaster que se distribuyo por internet rápidamente gracias a una vulnerabilidad de windows, que reinicia el ordenador al cabo de 1 minuto, e intenta infectar a un numero de 256 computadores cercanos a la maquina (en redes locales) y lejanos (en internet) de forma aleatoria.

Métodos de protección (todos deberian leerlo)

* Utilizar una cuenta de usuario con pocos privilegios (no administrador) en su equipo, solo utilizar la cuenta de administrador cuándo se deba cambiar una configuración o instalar un software de confianza. De todas maneras, se debe ser cauteloso con lo que se ejecuta.
* Cada vez que se transfiera un archivo desde o hacia Internet se debe tener la precaución de revisarlo contra virus, crimeware o malwares, pero lo más importante saber de dónde proviene.
* Se debe comprobar todos y cada uno de los medios magnéticos (Diskettes, ya en desuso), soportes ópticos (CDS, DVD, Blueray) o tarjetas de memoria (SD, MMC,
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, compact Flash), que se introduzcan en el ordenador.
* Comprobar los archivos comprimidos (ZIP, RAR, ACE, CAB, 7z..).
* Hacer copias de respaldo de programas y documentos importantes, pueden ser guardados en un Pendrive, CD, DVD, entre otros medios externos.
* No instalar programas de dudoso origen.
* Evitar navegar por sitios potencialmente dañinos buscando cosas como "pornografía gratis", "programas gratis", "mp3 gratis", claves, licencias o cracks para los programas comerciales (existen alternativas gratis).
* Evita descargar programas, archivos comprimidos o ejecutables, desde redes peer-to-peer ya que no se sabe el real contenido de la descarga.
* Mantener actualizado el sistema operativo. Por ejemplo si se usa Windows XP, no olvidar tener el Service Pack 2 instalado y también las posteriores actualizaciones.[16] También, tener el Windows Update activado.
* Tener un programa antivirus y un firewall (también llamados cortafuegos) instalados en el ordenador, un anti-espías como SpywareBlaster, Spybot - Search & Destroy, y PeerGuardian.[17]
* También es importante tener actualizados estos programas ya que cada día aparecen nuevas amenazas.
* Desactivar la interpretación de Visual Basic VBS y permitir JavaScript JS, ActiveX y cookies sólo en páginas web de confianza.
* Seguir las políticas de seguridad en cómputo[18]

Hacker es el neologismo utilizado para referirse a un experto (véase Gurú) en varias o alguna rama técnica relacionada con la informática: programación, redes de computadoras, sistemas operativos, hardware de red/voz, etc. Se suele llamar hackeo y hackear a las obras propias de un hacker.

El término "Hacker" trasciende a los expertos relacionados con la informática, para también referirse a cualquier profesional que está en la cúspide de la excelencia en su profesión, ya que en la descripción más pura, un hacker es aquella persona que le apasiona el conocimiento, descubrir o aprender nuevas cosas y entender el funcionamiento de éstas.

Hacker, usando la palabra inglesa, quiere decir divertirse con el ingenio [cleverness], usar la inteligencia para hacer algo difícil. No implica trabajar solo ni con otros necesariamente. Es posible en cualquier proyecto. No implica tampoco hacerlo con computadoras. Es posible ser un hacker de las bicicletas. Por ejemplo, una fiesta sorpresa tiene el espíritu del hack, usa el ingenio para sorprender al homenajeado, no para molestarle.


Orígenes

Se dice que el término de Hacker surgió de los programadores del Massachusetts Institute of Technology (MIT), que en los 60, por usar hacks, se llamaron a sí mismos hackers, para indicar que podían hacer programas mejores y aun más eficaces, o que hacían cosas que nadie había podido hacer.

También se dice[2] que la palabra deriva de "hack", "hachar" en inglés, término que se utilizaba para describir la forma en que los técnicos telefónicos arreglaban cajas defectuosas, un golpe seco. Y la persona que hacía eso era llamada hacker.

Los hackers no son piratas. Los que roban información son los crackers. En este sentido, se suele decir que el sistema GNU/Linux ha sido creado y es mantenido por hackers. GNU/Linux es el sistema operativo nacido como consecuencia de la unión de GNU y de Linux. El kernel (o núcleo) del sistema, Linux, fue creado por el hacker Linus Torvalds y dio el nombre a este sistema al mezclar su primer nombre con el del sistema operativo Unix. Si bien esta definición es bastante artificial ya que ni Linus Torvalds ni ninguno de los principales desarrolladores del kernel Linux se han referido a sí mismos como Hackers.

También se asocia el término hacker a aquellas personas que poseen elevados conocimientos de seguridad informática, en estos casos se suele distinguir entre "White Hats" (sombreros blancos, los buenos) o "Black Hats" ("sombreros negros", los malos o crackers), según una clasificación de sus acciones (según sean sólo intrusivas o además destructivas). Aunque recientemente también ha aparecido el término "Grey Hat" ("sombrero gris") para referirse a aquellos hackers que ocasionalmente traspasan los limites entre un tipo u otro, o los que realizan acciones que sin ser moralmente reprobables se pueden considerar como ilegales o viceversa.

Hacker contra Cracker

El término actualmente es algo ambiguo, ya que también se utiliza para referirse a:

* Aficionados a la informática que buscan defectos, puertas traseras y mejorar la seguridad del software, así como prevenir posibles errores en el futuro (ver: Agujeros de seguridad).
* Delincuentes informáticos, o crackers, que es su uso más extendido, y según algunos grupos de opinión sería incorrecto.

Los llamados crackers (que significa quebradores) o "Black hat" (sombreros negros) usan su conocimiento con fines maliciosos, antimorales o incluso ilegales, como intrusión de redes, acceso ilegal a sistemas gubernamentales, robo de información, distribuir material ilegal o moralmente inaceptable, piratería, fabricación de virus, herramientas de Crackeo y elementos de posible terrorismo como la distribución de manuales para fabricar elementos explosivos caseros o la clásica tortura china. El Cracker se distingue del Hacker por sus valores morales, sociales y políticos.

Dentro de la cultura de inframundo del Hacking , Hacker es toda aquella persona con elevados conocimientos informáticos independientemente de la finalidad con que los use. Mientras que Cracker es aquel individuo que se especializa en saltar las protecciones anticopia de software, de ahí el nombre crack para definir los programas que eliminan las restricciones en las versiones de demostración de software comercial.

El Activismo

Desde el año 2002-2003, se ha ido configurando una perspectiva más amplia del hacker, pero con una orientación a su integración al hacktivismo en tanto movimiento. Aparecen espacios autónomos denominados hacklab y los hackmeeting como instancias de diálogo de hackers. Desde esta perspectiva, se entiende al hacker como una persona que es parte de una conciencia colectiva que promueve la libertad del conocimiento y la justicia social.

En este caso, los roles de un hacker pueden entenderse en cuatro aspectos:

* Apoyar procesos de apropiación social o comunitaria de las tecnologías.
* Poner a disposición del dominio público el manejo técnico y destrezas alcanzadas personal o grupalmente.
* Crear nuevos sistemas, herramientas y aplicaciones técnicas y tecnológicas para ponerlas a disposición del dominio público.
* Realizar acciones de hacktivismo tecnológico con el fin de liberar espacios y defender el conocimiento del commons o procomún

Tipos de hackers o pseudo-hackers

White hats o hackers blancos

Por lo general el Hacker Blanco es una persona que busca los bug´s de los sistemas informáticos, por decir así de una manera genérica, dando a conocer a las compañías desarrolladoras de software o empresas sus vulnerabilidades, claro sin ánimo de perjudicar.

Dark hats o hackers negros

También busca los bug´s de los sistemas informáticos, pero de una manera maliciosa, buscando una satisfacción personal y/o económica. El Hacker negro muestra sus habilidades en informática rompiendo computadoras, colapsando servidores, entrando a zonas restringidas, infectando redes o apoderándose de ellas, entre otras muchas cosas utilizando sus destrezas en métodos Hacking. Disfruta del reto intelectual de superar o rodear las limitaciones de forma creativa.

Lammer o Script-Kiddes

Es un término coloquial inglés aplicado a una persona falta de madurez, sociabilidad y habilidades técnicas o inteligencia, un incompetente, por lo general pretenden hacer hacking sin tener conocimientos de informática. Solo se dedican a buscar y descargar programas de hacking para luego ejecutarlos, como resultado de la ejecución de los programas descargados estos pueden terminar colapsando sus sistemas por lo general destrozando su plataforma en la que trabajan.

Son aprendices que presumen de lo que no son, aprovechando los conocimientos del hacker y lo ponen en práctica sin saber, en palabras no saben nada de hacker.

Luser (looser + user)

Es un término utilizado por hackers para referirse a los usuarios comunes, de manera despectiva y como burla. "Luser", que generalmente se encuentra en desventaja frente a os usuarios expertos (hackers), quienes pueden controlar todos los aspectos de un sistema.

Phreaking y Foning

Son persona con conocimientos en teléfonos modulares (TM) como en teléfonos móviles, se encuentran sumergidos en entendimientos de telecomunicaciones bastante amplios. Por lo general trabajan en el mercado negro de celulares, desbloqueando, clonando o programando nuevamente los celulares robados.

Newbie

La palabra es una probable corrupción de new boy, arquetipo del "niño nuevo", que debido a la falta de interacciones socioculturales, queda vulnerable a varios tipos de abusos por parte de los otros.

Son los hacker novatos, se introducen en sistemas de fácil acceso y fracasan en muchos intentos, sólo con el objetivo de aprender las técnicas que puedan hacer de él, un hacker reconocido, se dedica a leer, escuchar, ver y probar las distintas técnicas que va aprendiendo. Sólo pregunta a otros hackers, después de dí*as de pruebas sin resultado, de manera que más que preguntar, expone su experiencia y pide opiniones o deja en el aire preguntas muy concretas.

Son más precavidos y cautelosos que los lamers, aprenden de los métodos de hacking, no se mofan con lo que hacen sino sacan provecho en todo lo que aprender, por lo general llegan tanto a apasionarse por la informática, la electrónica y las telecomunicaciones que aspiran a llegar a ser hacker.

Pirata Informático / "Delincuente informático"

Este personaje dedicado a la copia y distribución de software ilegal, tanto software comercial crackeado, como shareware registrado, etc, de una manera consciente o inconsciente uno se convierte en un pirata informático descargando programas, juegos, música, etc.

Samurai

Son lo más parecido a una amenaza pura. Sabe lo que busca, donde encontrarlo y cómo lograrlo. Hace su trabajo por encargo y a cambio de dinero, no tienen conciencia de comunidad y no forman parte de los clanes reconocidos por los hackers.

Trashing ("Basureo")

Obtienen información en cubos de basura, tal como números de tarjetas de crédito, contraseñas, directorios o recibos.

Wannaber

Desea ser hacker pero estos consideran que su coeficiente no da para tal fin. A pesar de su actitud positiva difícilmente consiga avanzar en sus propósitos.

Los programas espías o spywares son aplicaciones que recopilan información sobre una persona u organización sin su conocimiento. La función más común que tienen estos programas es la de recopilar información sobre el usuario y distribuirlo a empresas publicitarias u otras organizaciones interesadas, pero también se han empleado en círculos legales para recopilar información contra sospechosos de delitos, como en el caso de la piratería de software. Además pueden servir para enviar a los usuarios a sitios de internet que tienen la imagen corporativa de otros, con el objetivo de obtener información importante. Dado que el spyware usa normalmente la conexión de una computadora a Internet para transmitir información, consume ancho de banda, con lo cual, puede verse afectada la velocidad de transferencia de datos entre dicha computadora y otra(s) conectada(s) a Internet.

Pueden tener acceso por ejemplo a: el correo electrónico y el password; dirección IP y DNS; teléfono, país; páginas que se visitan, qué tiempos se está en ellas y con qué frecuencia se regresa; qué software está instalado en el equipo y cuál se descarga; qué compras se hacen por internet; tarjeta de crédito y cuentas de banco.

Los programas espía pueden ser instalados en un ordenador mediante un virus, un troyano que se distribuye por correo electrónico, como el programa Magic Lantern desarrollado por el FBI, o bien puede estar oculto en la instalación de un programa aparentemente inocuo.

Los programas de recolección de datos instalados con el conocimiento del usuario no son realmente programas espías si el usuario comprende plenamente qué datos están siendo recopilados y a quién se distribuyen.

Los cookies son archivos en los que almacena información sobre un usuario de internet en su propio ordenador, y se suelen emplear para asignar a los visitantes de un sitio de Internet un número de identificación individual para su reconocimiento subsiguiente. La existencia de los cookies y su uso generalmente no están ocultos al usuario, quien puede desactivar el acceso a la información de los cookies; sin embargo, dado que un sitio Web puede emplear un identificador cookie para construir un perfil de un usuario y que dicho usuario éste no conoce la información que se añade a este perfil, se puede considerar al software que transmite información de las cookies, sin que el usuario consienta la respectiva transferencia, una forma de spyware. Por ejemplo, una página con motor de búsqueda puede asignar un número de identificación individual al usuario la primera vez que visita la página, y puede almacenar todos sus términos de búsqueda en una base de datos con su número de identificación como clave en todas sus próximas visitas (hasta que el cookie expira o se borra). Estos datos pueden ser empleados para seleccionar los anuncios publicitarios que se mostrarán al usuario, o pueden ser transmitidos (legal o ilegalmente) a otros sitios u organizaciones.

Algunos ejemplos de programas espía conocidos son Gator, o Bonzi Buddy

Tipos de programas espías

Existen 3 tipos de Spywares, cabe destacar de los 3 tipos de spywares: "Buenos", son aquellas los programas spywares (espía) o virus troyanos, hijacked, gusanos, etc., se encargan por parte de las empresas reconocidas como Microsoft, Ahead (productora de Nero), Adobe (Adobe Photoshop), AVG Grisoft, etc., algunas veces de estos spywares "Buenos" vagan por las redes por internet y a veces usan las Organizaciones Anti-P2P o Antipirateria y pasan desapercibidos y reconocen en distintos programas de cortafuegos (Firewall), Firewall de Windows, Bitdefender Firewall, ZoneAlarm, etc., "Neutrales" son aquellas programas espías, en su mayoría usan Google, Yahoo, Alexa, etc., y los de tipo "Malos" son aquellas programas espias que son utilizadas por los háckers malvados, tambien llamados cráckers. Si existen programa cortafuegos (Firewall) y antiespía, en oposición de Microsoft o los aliados de éste como Norton, McAfee, excepto los neutrales, a pesar de la gran mayoría de usuarios que usan el sistema operativo Microsoft Windows XP no originales, pese por la Ventaja de Windows Original (WGA, sigla en ingles). Los Virus troyanos, gusanos, espías, hijackes (ataques), son siempren los 3 tipos de virus y programas espías.

Windows Genuine Advantage (Ventajas de Windows Original)

A pesar de esta herramienta es de carácter spyware de Microsoft, y algunos usuarios tanto originales como no originales, tachándolo "Spyware"; pese de esta herramienta verifica la legitimidad de la licencia de Windows XP. Si la clave de producto no es genuina, Windows despliega ventanas de advertencia que solicitan al usuario que adquiera una licencia de Microsoft. Además restringe el acceso a actualizaciones de seguridad y nuevas versiones de DirectX, Windows Defender, Internet Explorer y otros productos de Microsoft.

Esta herramienta es de tipo llave, se pareciera aun como un cerrojo y lo metiendolo las llaves a través de una puerta que entra el Windows Update.

Esta actualización viene marcada como "crítica", aunque no es de seguridad, por tanto se obtiene habitualmente a través del servicio de actualizaciones automáticas. Una vez instalada, WGA se conecta a Microsoft cada vez que la computadora está conectada a Internet. Este comportamiento ha sido criticado por algunos usuarios, que lo tachan de spyware, y por otros a los que, pese a tener una licencia original, se les informa de que su licencia no es legítima. Estos spywares de tipo "bueno", a la vez que los antivirus y antispywares solo detectan hasta 60000 virus y espías "Malos", y según en la página web del antivirus de codigo abierto ClamWin es muy capaz de detectar a más de unos 290000 virus y espías, incluidos los "Buenos", "Neutrales" y "Malos" gusanos, troyanos, etc., por parte de empresas como Microsoft, Ahead (productora de Nero), Adobe, AVG Grisoft, etc., algunas veces de estos spywares "Buenos" vagan por las redes por internet y a veces usan las Organizaciones Anti-P2P y pasan desapercibidos y reconocen en distintos programas de cortafuegos (Firewall) como Zone Alarm, Firewall de Windows, etc. En sentido estricto esta utilidad no es obligatoria, dado que el usuario puede modificar los ajustes del servicio de actualizaciones automáticos para ser informado previamente de su descarga o instalación.

Principales síntomas de infección son

* Cambio de la página de inicio, la de error y búsqueda del navegador.
* Aparición de ventanas "pop-ups", incluso sin estar conectados y sin tener el navegador abierto, la mayoría de temas pornográficos y comerciales (por ejemplo, la salida al mercado de un nuevo producto).
* Barras de búsquedas de sitios como la de Alexa, Hotbar, MyWebSearch, FunWeb, etc.. que no se pueden eliminar.
* Creación de carpetas tanto en el directorio raíz, como en "Archivos de programas", "Documents and Settings" y "WINDOWS".
* Modificación de valores de registro.
* La navegación por la red se hace cada día más lenta, y con más problemas.
* Es notable que tarda más en iniciar el computador debido a la carga de cantidad de software spyware que se inicia una vez alterado el registro a los fines de que el spyware se active al iniciarse la computadora.
* Al hacer click en un vínculo y el usuario retorna de nuevo a la misma página que el software espía hace aparecer.
* Botones que aparecen en la barra de herramientas del navegador y no se pueden quitar.
* Aparición de un mensaje de infección no propio del sistema, así como un enlace web para descargar un supuesto antispyware.
* Al acceder a determinados sitios sobre el escritorio se oculta o bloquea tanto el panel de control como los iconos de programas.
* Denegación de servicios de correo y mensajería instantánea.

Programas antiespías

Los antivirus más recientes son capaces de eliminar programas espía, como Norton, Kaspersky y Zone Alarm También hay programas especializados en eliminar o bloquear programas espía. Se recomienda no usar un solo programa antiespía sino una combinación de varios, dado que en muchas ocasiones uno de ellos detecta algunas cosas que no encuentran los otros, y viceversa, por lo que el uso combinado, de varios de ellos, ofrece una protección mucho más completa.

Antiespías gratuitos (para uso personal):

Anti-Espías Basados en Firmas:

* Spybot - Search & Destroy [Recomendado]
* Ad-Aware
* AVG Antispyware
* Spyware Doctor
* Spy Sweeper
* SUPERAntispyware
* Zone Alarm
* Windows Defender
* Panda Antivirus
* HijackThis
* PeerGuardian


Antimalwares sin Firmas:

* Prevx
* CiberHawk Pro 2.0
* Primary Response Safeconect

Imunizadores (impide la instalación de Malware conocido):

* SpywareBlaster

Por otro lado, existen según spyware warrior e Infospyware hasta 588 programas que se presentan como "antiespías" y en realidad no lo son. Algunos de ellos hacen lo contrario de lo que predican, instalan espías. Ver abajo, en enlaces externos, para una lista sobre estos programas sospechosos o no confiables que de ninguna manera deben instalarse en el computador.

Lamer

Lamer es un término coloquial inglés aplicado a una persona que producto de una falta de madurez, sociabilidad o habilidades técnicas,hace que sea considerado un incompetente en una materia o actividad específica, o dentro de un grupo o comunidad; a pesar de llevar un tiempo más que prudente, para aprender sobre la materia, actividad o adaptarse al grupo o comunidad que le considera un lamer.

En el idioma inglés se aplica en multitud de contextos, pero es por la proliferación de medios de comunicación por computadora como ha llegado a nuestro vocabulario, siendo utilizada principalmente dentro del ámbito de Internet, o relacionado con la informática o los videojuegos.