¿Qué son los periféricos de un ordenador y cómo funcionan?

Un ordenador no es otra cosa que un sistema pensado para gestionar grandes cantidades de datos, ya sea para almacenarlos, trabajar con ellos e incluso manipularlos. Pero sea cual sea el tipo de sistema informático que estemos utilizando si no existe una comunicación entre quien el sistema y quien lo usa entonces la cosa no puede funcionar. Es ahí donde entran los periféricos.

¿Qué son los periféricos de un ordenador?

Se ha de aclarar para empezar que ni la memoria RAM y tampoco el procesador son periféricos.

Llamamos periférico a aquellos componentes que se conectan a los buses de entrada y salida del ordenador a través de interfaces de comunicación que se han diseñado para dicha tarea como pueden ser USB, PCI Express, SATA. Su nombre se debe a que si cogemos la organización de un ordenador en forma de diagrama entonces estos se encontrarían en la periferia. Su trabajo principal tiene que ver con la comunicación entre el sistema y el usuario.

¿Qué tipos de periféricos hay?

Así pues tenemos tres categorías distintas de periféricos de un ordenador, según el uso que se les dé.

• En primer lugar, tenemos los de entrada como son el teclado y el ratón que nos permiten interactuar con el PC y enviarle cosas a hacer, ya sea a través de gestos y clics con el puntero o con comandos con el teclado.
• Luego tenemos los de salida, siendo la pantalla el más lógico de todos, ya que nos da la información a tiempo real de lo que está ocurriendo, pero también nos podemos referir a una impresora o unos altavoces.
• Ya para terminar tenemos aquellos que requieren ambos sentidos para funcionar como lo son las unidades de almacenamiento como discos duros, sticks USB, unidades SSD o de estado sólido. También se incluyen en este caso las tarjetas de expansión con coprocesadores que liberan al procesador central de ciertas tareas. En este caso se incluirían también las tarjetas gráficas, las de sonido, controladores de red, etc

Tened en cuenta que un ordenador puede funcionar sin necesidad de periféricos, un ejemplo sería el microcontrolador de un electrodoméstico, el cual ejecuta un programa de manera recursiva sin necesidad de que un usuario externo introduzca los datos.

¿Qué relación tienen con el chipset de la placa base?

La gran mayoría de ellos, aunque hay excepciones, se conectan al PC a través de lo que solemos llamar chipset de la placa base, aunque a día de hoy puede estar integrado dentro de la CPU. En especial en sistemas de bajo consumo. Esta pieza concentra todas las interfaces en un punto común y se comunica con la CPU. Su nombre tradicional es el de Southbridge o Puente Sur, ya que en los diagramas se solía dibujar debajo del controlador de memoria o Northbridge. Aparte de que suele ser la posición tradicional donde suele estar el chipset en una placa base.

Curiosamente, aunque solemos utilizar APU como sinónimo de SoC, realmente estos últimos corresponden a aquellas APU que además integran el controlador de periféricos y las interfaces de comunicación con los diferentes puertos de entrada y salida para periféricos. No obstante cuando hay una gran capacidad de expansión cómo ocurre en un PC de sobremesa debido a las interfaces con los periféricos de un ordenador se encuentran en la periferia del procesador, para evitar un encarecimiento de la CPU o APU la mayoría de estos se colocan en un chip aparte con tal de reducir costes.

¿Cómo se comunica la CPU de un ordenador con los periféricos?

Depende de la arquitectura, ya que tenemos dos formas básicas en las que esto se hace. La primera de ellas consiste en que la RAM y los periféricos están separados y, por tanto, existen una serie de pines de entrada y salida en la CPU con su propio controlador que permiten la comunicación entre ambas partes. No obstante, esto ya no se usa, ya que supone sacrificar pines para datos.

En la actualidad se utiliza la memoria RAM para que la CPU se comunique con los periféricos. Para ello el chipset tiene una unidad llamada IOMMU que gestiona el acceso a la RAM junto a una serie de unidades de acceso directo a la memoria DMA. Dado que la RAM está organizada por direcciones de memoria se pueden asignar ciertas partes en concreto de la misma para tareas concretas. Así pues solo hace falta escribir en esas partes reservadas por el sistema para los periféricos de un ordenador para que el procesador del sistema o el periférico reciba la información.

Interrupciones

Algunos periféricos tienen la capacidad de realizar lo que llamamos una interrupción, esta consiste en que la CPU deja el programa que se encuentra ejecutando en ese momento de lado de manera temporal para responder a una petición urgente de dicho periférico.

Esto es lo que permite que cuando movemos el cursor y hay miles de procesos siendo ejecutados veamos de manera inmediata el puntero moviéndose en la pantalla o cuando pulsamos una tecla que aparezca el texto en la ventana sobre la que escribimos en ese momento o que nuestro personaje reaccione en un videojuego al pulsar el mando de control.

Periféricos de un ordenador y sus drivers

Todo periférico viene con unos drivers o un controlador, el cual es el que le permite al sistema comunicarse con ellos de manera directa. Cuando una aplicación efectúa una petición de acceso a un periférico durante su ejecución esta no tiene el permiso para acceder, sino que es el sistema operativo el que realiza esta tarea. Por eso hay drivers distintos para Linux, Mac OS y Windows. Incluso tu consola de videojuegos o tu móvil tiene drivers, con la diferencia que estos ya se encuentran en el sistema y, por tanto, no hace falta una instalación de los mismos.

Los drivers de los diferentes periféricos de un ordenador no se ejecutan como un programa más, sino en el espacio privado y protegido que tiene el sistema operativo, para evitar que no se inyecte un programa con malas intenciones que pueda poner en peligro la salud de nuestro PC y nuestros datos confidenciales. Por otro lado, muchos periféricos vienen acompañados de aplicaciones de configuración que se suelen confundir con los controladores para el hardware.