Los componentes del sistema son--
CPU(unidad central de procesamiento):
La unidad central de procesamiento o CPU o simplemente el procesador o microprocesador, es el componente de la computadora y otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. Los 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.
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 computadores que existieron mucho antes que el término "CPU" estuviera en amplio uso. Sin embargo, el término en 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 los CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros ejemplos, pero su operación fundamental ha permanecido bastante similar.
Los primeros CPU fueron diseñados 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.
Monitor:
El monitor de computadora o pantalla de ordenador, aunque también es común llamarlo «pantalla», es un dispositivo de salida que, mediante una interfaz, muestra los resultados del procesamiento de una computadora.
Teclado:
En informática un teclado es un periférico de entrada o dispositivo, en parte inspirado en el teclado de las máquinas de escribir, que utiliza una disposición de botones o teclas, para que actúen como palancas mecánicas o interruptores electrónicos que envían información a la computadora. Después de las tarjetas perforadas y las cintas de papel, la interacción a través de los teclados al estilo teletipo se convirtió en el principal medio de entrada para las computadoras. El teclado tiene entre 99 y 108 teclas aproximadamente, y está dividido en cuatro bloques:
1. Bloque de funciones: Va desde la tecla F1 a F12, en tres bloques de cuatro: de F1 a F4, de F5 a F8 y de F9 a F12. Funcionan de acuerdo al programa que esté abierto. Por ejemplo, en muchos programas al presionar la tecla F1 se accede a la ayuda asociada a ese programa.
2. Bloque alfanumérico: Está ubicado en la parte inferior del bloque de funciones, contiene los números arábigos del 1 al 0 y el alfabeto organizado como en una máquina de escribir, además de algunas teclas especiales.
3. Bloque especial: Está ubicado a la derecha del bloque alfanumérico, contiene algunas teclas especiales como Imp Pant, Bloq de desplazamiento, pausa, inicio, fin, insertar, suprimir, RePag, AvPag, y las flechas direccionales que permiten mover el punto de inserción en las cuatro direcciones.
4. Bloque numérico: Está ubicado a la derecha del bloque especial, se activa al presionar la tecla Bloq Num, contiene los números arábigos organizados como en una calculadora con el fin de facilitar la digitación de cifras. Además contiene los signos de las cuatro operaciones básicas: suma +, resta -, multiplicación * y division /; también contiene una tecla de Intro o Enter.
Mouse:
El ratón o mouse es un dispositivo apuntador usado para facilitar el manejo de un entorno gráfico en un computador. Generalmente está fabricado en plástico y se utiliza con una de las manos. Detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie plana en la que se apoya, reflejándose habitualmente a través de un puntero o flecha en el monitor.
Hoy en día es un elemento imprescindible en un equipo informático para la mayoría de las personas, y pese a la aparición de otras tecnologías con una función similar, como la pantalla táctil, la práctica ha demostrado que tendrá todavía muchos años de vida útil. No obstante, en el futuro podría ser posible mover el cursor o el puntero con los ojos o basarse en el reconocimiento de voz.
Impresora:
Una impresora es un periférico de ordenador que permite producir una copia permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel o transparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser.
Muchas impresoras son usadas como periféricos, y están permanentemente unidas al ordenador por un cable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red, tienen una interfaz de red interno (típicamente wireless o ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir en papel algún documento para cualquier usuario de la red.
Además, muchas impresoras modernas permiten la conexión directa de aparatos de multimedia electrónicos como las tarjetas CompactFlash, Secure Digital o Memory Stick, pendrives, o aparatos de captura de imagen como cámaras digitales y escáneres. También existen aparatos multifunción que constan de impresora, escáner o máquinas de fax en un solo aparato. Una impresora combinada con un escáner puede funcionar básicamente como una fotocopiadora.
Las impresoras suelen diseñarse para realizar trabajos repetitivos de poco volumen, que no requieran virtualmente un tiempo de configuración para conseguir una copia de un determinado documento. Sin embargo, las impresoras son generalmente dispositivos lentos (10 páginas por minuto es considerado rápido), y el coste por página es relativamente alto.
Para trabajos de mayor volumen existen las imprentas, que son máquinas que realizan la misma función que las impresoras pero están diseñadas y optimizadas para realizar trabajos de impresión de gran volumen como sería la impresión de periódicos. Las imprentas son capaces de imprimir cientos de páginas por minuto o más.
Las impresoras han aumentado su calidad y rendimiento, lo que ha permitido que los usuarios puedan realizar en su impresora local trabajos que solían realizarse en tiendas especializadas en impresión.
Scanner:
Un escáner de computadora
es un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas o documentos a formato digital.
Los escáneres pueden tener accesorios como un alimentador de hojas automático o un adaptador para diapositivas y transparencias.
Al obtenerse una imagen digital se puede corregir defectos, recortar un área específica de la imagen o también digitalizar texto mediante técnicas de OCR. Estas funciones las puede llevar a cabo el mismo dispositivo o aplicaciones especiales.
Hoy en día es común incluir en el mismo aparato la impresora y el escáner. Son las llamadas impresoras multifunción.
EJERCICIO 2
...Componentes internos de la CPU...
Gabinete:
En informática, las carcasas, torres, gabinetes, cajas o chasis de computadora u ordenador, son el armazón del equipo que contiene los componentes del ordenador, normalmente construidos de acero, plástico o aluminio. También podemos encontrarlas de otros materiales como madera o polimetilmetacrilato para cajas de diseño. A menudo de metal electrogalvanizado. Su función es la de proteger los componentes del computador.
Fuente:
En electricidad se entiende por fuente al elemento activo que es capaz de generar una diferencia de potencial (d. d. p.) entre sus bornes o proporcionar una corriente eléctrica.
Motherboard:
La placa base, también conocida como placa madre o tarjeta madre es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen la computadora u ordenador. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos.
Va instalada dentro de una caja o gabinete que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja.
La placa base, además, incluye un firmware llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo.
Memoria RAM:
La memoria de acceso aleatorio es la memoria desde donde el procesador recibe las instrucciones y guarda los resultados.
Disco rigido:
El disco duro es un sistema de grabación magnética digital, es donde en la mayoría de los casos reside el Sistema operativo de la computadora. En los discos duros se almacenan los datos del usuario. En él 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.
Lectora o Grabadora de CD O DVD:
Un CD-ROM (siglas del inglés Compact Disc - Read Only Memory), es un pre-prensado disco compacto que contiene los datos de acceso, pero sin permisos de escritura, un equipo de almacenamiento y reproducción de música, el CD-ROM estándar fue establecido en 1985 por Sony y Philips. Pertenece a un conjunto de libros de colores conocido como Rainbow Books que contiene las especificaciones técnicas para todos los formatos de discos compactos.
La Unidad de CD-ROM debe considerarse obligatoria en cualquier computador que se ensamble o se construya actualmente, porque la mayoría del software se distribuye en CD-ROM. Algunas de estas unidades leen CD-ROM y graban sobre los discos compactos de una sola grabada(CD-RW). Estas unidades se llaman quemadores, ya que funcionan con un láser que "quema" la superficie del disco para grabar la información.
Actualmente, aunque aún se utilizan, están empezando a caer en desuso desde que empezaron a ser sustituidos por unidades de DVD. Esto se debe principalmente a las mayores posibilidades de información, ya que un DVD-ROM supera en capacidad a un CD-ROM.
El DVD es un dispositivo de almacenamiento óptico cuyo estándar surgió en 1995. Sus siglas corresponden con Digital Versatile Disc[1] en inglés (disco versátil digital traducido al español). En sus inicios, la v intermedia hacía referencia a video (digital videodisk), debido a su desarrollo como reemplazo del formato VHS para la distribución de vídeo a los hogares.[2]
Unidad de DVD: el nombre de este dispositivo hace referencia a la multitud de maneras en las que se almacenan los datos: DVD-ROM (dispositivo de lectura únicamente), DVD-R y DVD+R (solo pueden escribirse una vez), DVD-RW y DVD+RW (permiten grabar y borrar las veces que se quiera). También difieren en la capacidad de almacenamiento de cada uno de los tipos.
Micropropesador:
El microprocesador, o simplemente procesador, es el circuito integrado central y más complejo de una computadora u ordenador; a modo de ilustración, se le suele asociar por analogía como el "cerebro" de una computadora.
El procesador es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrónicos integrados. Constituye la unidad central de procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador.
Placa de video:
Una tarjeta gráfica, tarjeta de vídeo, placa de vídeo, tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador de pantalla, es una tarjeta de expansión para una computadora u ordenador, encargada de procesar los datos provenientes de la CPU y transformarlos en información comprensible y representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor. Las tarjetas gráficas más comunes son las disponibles para las computadoras compatibles con la IBM PC, debido a la enorme popularidad de éstas, pero otras arquitecturas también hacen uso de este tipo de dispositivos.
Placa de audio:
Una tarjeta de sonido o placa de sonido es una tarjeta de expansión para computadoras que permite la entrada y salida de audio bajo el control de un programa informático llamado controlador (en inglés driver). El típico uso de las tarjetas de sonido consiste en proveer mediante un programa que actúa de mezclador, que las aplicaciones multimedia del componente de audio suenen y puedan ser gestionadas. Estas aplicaciones multimedia engloban composición y edición de video o audio, presentaciones multimedia y entretenimiento (videojuegos). Algunos equipos (como los personales) tienen la tarjeta ya integrada, mientras que otros requieren tarjetas de expansión. También hay otro tipo de equipos que por circunstancias profesionales (como por ejemplo servidores) no requieren de dicho servicio.
Placa de red:
Una tarjeta de red o adaptador de red permite la comunicación con aparatos conectados entre si y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc). A las tarjetas de red también se les llama NIC (por network interface card; en español "tarjeta de interfaz de red"). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring, etc.), pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando una interfaz o conector RJ-45.
EJERCICIO 3: Presupuesto de computadora
1º Prosupuesto:
- Gabinete thermalke v3 black v18000w2zz panel rigido fan12 $280
- Fuente ocz gamextream 850w Reales 72 amper pfc 80plus $696
- Tribuco asus M4A89TD Pro-usb3 890FX sata3 AM3 Core unlock $980
- Placa de video zorac geforce 9800gt 512mb PCI-Express $436
- Memoria RAM 4gb Kington DBR3 pc 1333MHZ 1x4096MH-MEXX $252
- Disco Rigido 2TB westerm digital 64mb buffer sata2 3gb $672
- Monitor Led Sansung bx22.50m 21,4 1920x1080 Full HDVGA $1316
- Teclado Logitech 6110 Gamer 12 teclas programables usb $460
- Mouse Genius Blue Tooth Traveler 905ht $92
- Parlantes Edifier 2.1 c2 30watts Rms Crtl Remoto Audicular $596
- Grabadora lectora dvd cd lg GH22N50 $440
- Procesador AMD Phenon 11x4 965 3.4gh2 gm am3 $835
Total: $7055
2º Presupuesto:
- Gabinete sentey arvina g6-6400 $600
- Fuente Sentey hbp-900-sm 900w Modular 80 Plus $826
- Mother Gigabyte ga-890 fxa-ud7 AMD DRD3 Phenon x6 necxus $1576
- Placa de video Ati Radeon HD 6850 1GB 6DDRS 265 bits HDMI 3D $1184
- Procesador AMD Phenon 11x4 965 3.4gh2 gm am3 $835
- Memoria RAM Drd3 Kingston 4GB pc1333 mbz 1x4096MB $252
- Disco Rigido 2TB westerm digital 64mb buffer sata2 3gb $672
- Monitor LCD 22 LG O SANSUNG FULL HD 1080 $1095
- Teclado Logitech 619 gamer lcd color backlight $1040
- Mouse Gamer Razer mambo Inalambrico Laser 3.5g 5600 DPI$732
- Parlantes Edifier R1900TIII Madera 60w rms 2.0 $1060
- Grabadora lectora blu-ray DVD CD LG MOD:WHII5530 $628
Total: $10.500
Trabajo Practico Nº 2
Ejercicio Nº2: Tabla de Indicaciones
Ejercicio Nº3: Tabla de Ejercicio
Ejercicio Nº4: Tabla de Codigos ASC II
Ejercicio Nº 5 : Escribir una frase en los 3 codigos aprendidos
4Computacion@ottokrause.com.ar
Binario:
0011 01002 0100 00112 0110 11012 0110 11012 0111 00002 011101012 011101002 0110 00012 0110 00112 0110 10012 0110 11112 0110 11102 0100 00002 0100 11112 0101 01002 0101 01002 0100 11112 0100 10112 0101 00102 0100 00012 0101 01012 0101 00112 0100 112 0010 11102 0110 00112 0110 11112 0110 11012 0010 11102 0110 00012 0111 00102
Decimal:
52 67 111 109 112 117 116 97 99 105 111 110 50 64 79 84 84 79 75 82 65 85 83 69 46 99 111 109 46 97 114
Hexadecimal:
34 43 6f 6d 70 75 62 63 69 6f 6e 32 40 4f 54 54 4f 48 52 41 55 63 45 2e 6b 6f 6d 2e 61 72
Trabajo Práctico Nº 3
Motherboard
El motherboard es un circuito impreso que consiste en un material aislante (Fibra de vidrio, pertinax, etc) cubierta con un material conductor con el cual se dibujan las pistas y contactos de los componentes que irán soldados sobre ella. Con la tecnología actual se construyen circuitos impresos que pueden tener varias capas.
Si analizamos la PC desde el punto de vista de su funcionamiento y aplicaciones, no quedarán dudas de que el elemento central es el microprocesador, pero si analizamos la computadora personal como concepto, el componente a destacar es el motherboard.
La característica que siempre tuvieron los motherboards es lo que llamamos arquitectura modular o “tecnología abierta” que posibilita incorporar o intercambiar elementos a la PC, mejorar sus características y dejar la puerta abierta para que terceros produzcan elementos que se puedan incorporar al equipo (Placas de video y sonido, módems, placas de red, sintonizadoras y capturadoras de TV, etcétera).De esta manera surgieron los llamados “Clones de PC” sin marca específica, cuyos componentes proceden desde diferentes fabricantes, algunos de ellos, especializados sólo en alguno de esos componentes (Marcas que se dedican a fabricar placas motherboard, otro que sólo producen placas de video, etcétera)
Elementos de un motherboard
1-Conectores:
Los motherboards que respetan la norma ATX (Advanced technology extended) incorporan un grupo de conectores estándar serie (RS232), paralelo, teclado y Mouse PS/2 (Personal system 2) y puertos USB (Universal serial bus). También se agrega el sonido (Entrada de micrófono, Entrada de línea, Salida de audio) y el conector de red ETHERNET (RJ45)
2-Socket (Zócalo del microprocesador):
Aquí se coloca el microprocesador. La medida y la cantidad de contactos varían según la marca y el modelo del microprocesador usado. Posee además los anclajes para el disipador y el ventilador (Cooler)
3-Conectores de memoria:
Aquí se colocan los módulos de memorias RAM dinámicas, que reciben el mismo nombre que las memorias (SIMM, DIMM, RIMM).
4-Conector de disquetera: Ya en desuso.
5-Conectores IDE:
En estos conectores se conectan los cables planos que permiten conectar hasta 4 discos duros. En las cercanías de estos conectores, en los motherboard más modernos se encuentran los conectores SATA que es la interfase que se usa actualmente para los discos duros. Velocidades de transferencia:
IDE: 130MB/s
SATA I: 150MB/s
SATA II: 300MB/s
SATA III: 600MB/s
6-Conector de alimentación:
A través de este conector tipo ATX se suministran al motherboard las diferentes tensiones de alimentación provenientes de la fuente de alimentación tipo switchng.
7-BIOS (Basic Input/Output System):
Este chip alberga el software básico del motherboard que le permite al sistema operativo comunicarse con el hardware. Entre otras cosas, el BIOS controla la forma en que el motherboard maneja la memoria, los discos duros y mantiene el reloj en hora. OIF OIF El BIOS contiene dos tipos de memoria: ROM: Una memoria ROM (Memoria de lectura solamente, actualmente tipo Flash) y una memoria RAM llamada SETUP (Que es mantenida por una pila) a la que se accede cuando la máquina arranca (Apretando F2 o Suprimir durante el arranque)
8-Chipset North Bridge:
Es el encargado de controlar el bus de datos del procesador y la memoria. También administra el bus AGP.
9-Conectores al gabinete:
Aquí se conectan los comandos e indicadores que se encuentran en el frente del gabinete: LED de encendido, el LED de acceso a datos del disco duro, el botón de encendido, el botón de reset.
10-Chipset South Bridge:
Es la parte del chipset encargada de brindar conectividad entre. Controlan los discos rígidos, el bus PCI y los puertos USB.
11-La pila (CR-2032):
Mantiene el Setupº1
12-Slot PCI:
En estas ranuras se insertan las placas de sonido, de video (PCI-Express), etcétera
Factor de forma
Atendiendo a la estructura modular o arquitectura abierta que habíamos mencionado los fabricantes de MB deben atenerse al cumplimiento de los estándares y normas de la industria del hardware. Además cuando surge un elemento nuevo como por ejemplo el puerto USB todos los fabricantes deberán cumplir con las normas y características constructivas de este puerto para no quedar fuera del negocio del hardware.
El factor de forma (Form Factor) indica las dimensiones y el tamaño de la placa lo que se vincula con el gabinete específico. También establece la posición de los anclajes y la distribución de los componentes (Slot de Expansión, Ubicación de los bancos de memorias, del zócalo del microprocesador, etc.).
Los formatos obsoletos son los AT y el BABY AT los formatos en uso son los ATX, Micro ATX y Flex ATX.
AT
Baby AT
ATX
FLEX ATX
MICRO ATX
El puente norte (North Bridge)
El puente norte se encarga de soportar al microprocesador en el manejo de los buses y la memoria. Justamente sirve de conexión entre el motherboard, el microprocesador y la memoria, por eso su nombre de puente.Generalmente las innovaciones tecnologicas como el soporte de memoria DDR y el bus FSB son soportados por este chip.
La tecnologia de fabricacion del NorthBridge es muy avanzado y es comparable a la del propio micropocesador. Por ejemplo si debe encargarse el bus frontal de alta velocidad debera manejar frecuencias de 400 hasta 800 MHz. Por eso este chip suele llevar un disipador y en algunos casos tambien un ventilador.
El puente sur (South Bridge)
El puente sur es el segundo chip de importancia y controla los buses de entrada y salida de datos para perifericos y tambien determina el tipo de soporte IDE, la cantidad de puertos USB y el bus PCI. Tambien controlan los puertos Serial ATA (SATA) y el audio de 6 canales.
La conexión entre los puentes norte y sur se realizaba a través del bus PCI, pero recientemente algunos fabricantes de motherboard han empezado a usar buses especiales dedicados que permiten una transferencia de datos directa y sin interferencia entre los dos puentes. El problema es que la vieja conexión PCI tiene un ancho de banda de solo 133 Mb/s que quedo insuficiente para la velocidad de los dispositivos actuales. Solamente teniendo en cuenta que los discos rígidos actuales rondan los 100 Mb/s y si le agregamos las transferencias de las placas que estén colocadas en los slots PCI y los puertos USB 2.0 vemos que el bus PCI se encuentra congestionado. La mejor solución entonces fue conectar los puentes con un bus dedicad. Por ejemplo el chipset i810 de Intel incorporo un pequeño bus de 8 bit (1 byte) a 266 MHz
Buses
Los buses, básicamente constituyen físicamente pistas de cobre de los circuitos impresos que intercomunican eléctricamente los dispositivos montados sobre el motherboard (microprocesador, memoria RAM, BIOS, Puertos, etc.).
Los buses de un motherboard se pueden dividir en:
Bus de datos, Bus de direcciones y Bus de sistema.
El bus de datos transporta los datos o instrucciones desde y hacia el microprocesador. Dependiendo del sistema y del microprocesador, este bus tendrá un ancho determinado. Las primeras PC tenían buses de 8 bits, y en la actualidad pueden llegar a 64. El bus de direcciones determina cuál es el origen y el destino de los datos. Cada elemento tiene una dirección que es su identificación en el sistema y las direcciones no pueden repetirse para que no haya confusiones. Lo descripto anteriormente se refiere a los elementos que efectivamente están montados sobre la placa.
Pero el sistema puede componerse además por dispositivos que se conectan a la placa mediante zócalos o ranuras de expansión (Slots) que también deben interconectarse. Entonces parte de los contactos de las placas de expansión que se conectan en estos zócalos se integran en el bus del sistema. A su vez cada tipo de ranura de expansión responde a un bus particular con características propias. Por ejemplo los slots PCI, AGP y PCI-Express se conectan mediante los buses del sistema.
En las PC modernas sólo se mantienen los: PCI y el PCI-Express.
Parámetros de los buses:
-Ancho del bus (Se mide en bits).
-Velocidad máxima de transferencia de datos (Se mide en bits/segundo)
-Frecuencia del clock (Se mide en Hertz)
-Cantidad máxima de dispositivos permitidos.
Front-side Bus
Antiguamente sólo existía un bus de datos, y el microprocesador accedía a la RAM y a la memoria caché de segundo nivel a través de él. Para optimizar el desempeño, Intel introdujo el DIB (Dual Independent Bus) donde el microprocesador accedía a la memoria caché L2 por el backside bus y a la RAM por el front side bus.
Regularmente, la velocidad del microprocesador se determina aplicando un multiplicador a la frecuencia del FSB. Por ejemplo, si aplicamos un factor de multiplicación de 5 a un FSB que está a 100 MHz, se obtiene una velocidad del microprocesador de 500 MHz, este procedimiento se conoce como overclocking.
En las viejas máquinas, se realizaba cambiando de posición un puente (Jumper) en el motherboard. Actualmente se hace desde el setup.
Bus PCI (Peripheral Component Interconnect)
Al bus PCI se lo identifica como un conector blanco de aproximadamente 8,5 centímetros de largo. El conector tiene una muezca para la correcta colocación de las placas. Este bus fue desarrollado por Intel, sometido al consenso del resto de la industria que lo adoptó como estándar. Es uno de los más utilizados en la actualidad y posee las siguientes características:-Cantidad máxima de dispositivos: 10
-Ancho de bus: 320'64 bits
-Velocidad de transferencia máxima de datos:
133 MB/Seg a 32 bits y 33 MHz
266 MB/Seg a 64 bits y 33 MHz
Frecuencia de clock: 33 MHz
Bus ISA (Industry Standart Architecture)
Este bus es obsoleto. Algunas de sus características son:
-Ancho de bus: 32 bits
-Velocidad máxima de transferencia: 16 MB/seg
-Frecuencia de clock 8 MHz
Bus AGP (Accelerated Graphics Port)
-Ancho de bus: 32 bits
-Frecuencia de clock: 66 MHz
-Velocidad de transferencia de datos:
AGP->266 MB/Seg
AGP x2->533 MB/Seg
AGP x4 >1 GB/Seg
AGP x8->2,1GB/Seg
El bus AGP se usó durante cierto tiempo para conectar las placas de video. Si bien llegó a velocidades de trasnferencia de 2 GB por segundo, fue reemplazado rápidamente por el slot PCI-Express.
Bus PCI-Express (X-Press)
El bus PCI-Express se desarrolló entre los años 1999 y 2001. Durante su desarrollo tuvo varios nombres como System I/O, Infiniband, 3GIO (Third Generation Input Output) y ARAPAHOE. Finalmente, el desarrollo terminó en manos del PCI-SIG que es una organización sin fines de lucro que tiene como asociados a empresas fabricantes de hardware. (Peripherical Connection Interconnect – Special Interest Group).
El bus PCI-Express presenta mejores característica de flexibilidad y velocidad, por ejemplo la transmisión en serie y el sistema de conexión punto a punto.
La transmisión en serie es una de las interfases más antiguas de las PC (RS232) que sigue presente en los motherboard actuales, aunque está prácticamente en desuso frente a interfases externas superiores como la USB. La transmisión de datos en el bus PCI-Express justamente se realiza en serie igual que las interfaces de disco Serial-ATA.
(Una transmisión de datos en serie quiere decir que los datos van pasando bit a bit uno detrás del otro, en las interfases en paralelo, los datos viajan por varios cables a la vez). Se privilegia el uso de interfaces serie porque utilizan menos tensión, generan menos interferencias eléctricas y permiten alcanzar mayores velocidades sin pérdida de información, además son más simples, lo que permite un diseño más compacto.
La conexión punto a punto quiere decir que la comunicación entre un dispositivo y otro es directa, lo que permite un aprovechamiento total del ancho de banda puesto que cada placa tendrá su ancho en particular y se comunicará con otra sin que nada interfiera su camino. Dijimos que el puerto PCI estándar o convencional tiene todas las ranuras conectadas en paralelo por lo que comparten el ancho de banda del bus (133MB/s).
En el sistema PCI-Express la conexión de las ranuras de expansión con el chipset se realiza mediante un módulo llamado switch (Muchas veces incluido en el puente sur del chipset).
Podemos comparar el bus PCI-Express y el PCI haciendo una analogía con los concentradores de red: Hub y Switch. En un Hub, los datos que quieren pasar de una máquina a otra deben pasar por todas las que estén entre un puerto y otro hasta que encuentren el destino correcto, mientras que un Switch tiene una “inteligencia” que le permite saber la dirección de cada máquina conectada y envía los datos directamente desde una hacia la otra sin pasar por ningún otro puerto.
Una conexión básica PCI-Express (x1) consta solamente de 4 cables, dos para la transmisión de datos en un sentido y dos para el otro. Cada uno de ellos trabaja a una frecuencia de 2.5 GHz, lo que brinda una tasa de transferencia de datos de 2Gbps (256MB/s). Debemos considerar que esos 256MB/s se transmiten en un solo sentido y que si contamos también el otro, alcanzamos los 512 MB/s, una cifra nada despreciable teniendo en cuenta los 133MB/s del puerto PCI.
Gracias a esta característica de contar simplemente con cuatro cables es que ahora los diseños del motherboard son más sencillos y compactos.
La ranura PCI-Express x1 tiene, como dijimos anteriormente, un par de conductores para enviar información en un sentido y otros dos para enviar información en el otro sentido. La ranura PCI-Express x4 tiene cuatro pares de conductores y la PCI-Express x16 tiene 16 pares de conductores siempre Full-Duplex.
La interfaz para discos duros
Actualmente se usa, preponderantemente la interfaz Serial-ATA o SATA, que está reemplazando a la interfaz IDE (Integrated Drive Electronics).
La interfaz IDE se reconoce porque no es un conector tipo ranura sino que es un conector con una doble hilera de pines donde va el conector hembra asociado a un cable plano.
Puerto IDE
Regularmente hay dos conectores sobre el motherboard juntos, bajo los nombres de IDE-0 e IDE-1. La interfaz IDE está basada en el estándar creado por IBM en los años ochenta, llamado ATA (Advanced Technology Attachment). Por eso, esta interfaz se conoce también como IDE/ATA. Esta interfase se mejoró con el tiempo y fué capaz de soportar discos cada vez más rápidos. (ATA 1,2,3,4,5 y Fast ATA). En principio esta interfaz soportaba sólamente discos rígidos, pero más tarde, la interfaz ATA se convierte en ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y es capaz de soportar unidades de CD-ROM. Es por eso que en el inicio de una PC con lectora de CD se lee el mensaje "ATAPI CD ROM". La evolución de la norma ATA está directamente relacionada con los modos de transferencia de datos: PIO y DMA.
El modo más antiguo se llamaba PIO (Programmable Input-Output) en donde el microprocesador controlaba la transferencia de datos. Dentro del modo PIO se sucedieron varias evoluciones.
PIO 0- 3,3 MB/Seg
PIO 1- 5,2 MB/Seg
PIO 2- 8,3 MB/Seg
PIO 3- 11,1 MB/Seg
PIO 4- 16 MB/Seg
Debido al bajo rendimiento de la interfase ATA debido al uso que hacía del microprocesador se introduce la tecnología DMA (Direct Memory Access-Acceso directo a memoria), de esta forma, los discos rígidos pudieron acceder directamente a la memoria sin pasar por el microprocesador. Para ello fue necesario un chip DMA. Esta norma fue mejorando hasta llegar a la norma que se conoce como UDMA (Ultra DMA) que llega hasta los 133 MB/s con la siguiente evolución:
ATA 3
UDMA 0-16,67 MB/Seg
UDMA 1-25 MB/Seg
UDMA 2-33 MB/Seg
ATA 66
UDMA 3-44,44 MB/Seg
UDMA 4-66,66 MB/Seg
ATA 100
UDMA 5-100 MB/Seg
ATA 133
UDMA 6-133 MB/Seg
Interfaz Serial ATA (SATA)
La interfaz ATA (Paralelo) fue superada en el año 2003 cuando se introdujo la variante serie SATA.
La interfase Serial-ATA proporciona mayores velocidades de transferencia, permite mayor longitud del cable y permite conectar unidades al instante sin tener que apagar la computadora. Actualmente es estándar en todos los motherboard. Así como existe un grupo de interés para el bus PCI-Express, también existe un grupo internacional SATA-IO que es responsable de desarrollar las especificaciones estandarizadas SATA. Hasta el momento se han desarrollado tres protocolos SATA con las siguientes velocidades:
SATA 1= 150MB/Seg
SATA 2= 300MB/Seg
SATA 3= 600MB/Seg
Pines SATA
1)GND (MASA+)
2)Transmisión (+)
3)Transmisión (-)
4)GND
5)Recepción (+)
6)Recepción (-)
7)GND
Interfaz SCSI (Small Computer System Interface)
Es una interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos de la computadora. Para montar un dispositivo SCSI es necesario que tanto el dispositivo como la placa principal dispongan de un controlador SCSI. Se utiliza habitualmente en los discos rígidos, pero también interconecta una amplia gama de dispositivos incluyendo escáneres, unidades de CD-ROM, unidades de DVD y hasta impresoras.
En el pasado, era común en toda clase de computadoras, pero actualmente se utiliza casi con exclusividad en estaciones de trabajo de alto rendimiento, servidores y periféricos de alta gama. Las computadoras de sobremesa (Desktops) y las portátiles (Laptop) utilizan normalmente interfases más lentas como la IDE/SATA y USB (El USB emplea un conjunto de comandos SCSI para algunas operaciones) a causa de la diferencia de costo con estos dispositivos. Se está preparando un sistema SCSI serie (Serial Attached SCSI), es la continuación en nuestros días de la interfase SCSI. La primera versión apareció a finales de 2003 (SAS300) que aumentaba a 3GB/Seg la velocidad de su predecesor, el SCSI-Ultra con 320MB/s y la siguiente evolución, el SAS600 llega a 6 GB/s.
Esta última tecnología se encuentra presente en motherboards para servidores como el S5520HC de Intel, que soporta hasta 2 microprocesadores Intel Xeon 5500 con 12 ranuras para memoria DDR3, 6 puertos PCI-Express, 6 puertos SATA, un puerto SAS, etc.
(El bios y arranque del sistema)
El Bios es un programa que se encuentra almacenado en un chip de una placa madre y se ejecuta cuando se inicia la pc, para verificar y habilitar todos sus componentes principales de tal manera que, luegose pueda dar pie al inicio del sistema operativo. Todo este procesose conoce como arranque del sistema.
Si ponemos arriba de una mesa con todos sus elementos (microprocesador, memoria, placa de video y fuente)y le conectamos el monitor, el teclado y el mouse al encender la fuente de alimetacion ''algo pasa'' y estos dispositivos funcionan ¿ como ocurre esto si no tiene disco rigido ni sistema operativo?. Evidentementehay algo mucho mas basico permanente y previo al sistema opertivo que por ende no esta en el disco rigido y hace que apenas encendemos la fuente alla un reconocimiento del equipo y luego cargue el sistema operativo. Eso es el Bios.
El bios es un programa al que no tiene acceso el usuario, no se puede modificar (aunque si actualizar) y simpre que se lo necesite debe estar disponible. Debido a que es una funcion basica e inicial no puede estar alojado como los otros programas de la PC en el disco duro u otra unidad porque justamente es el que habilita a estos componentes para que funcionen.
Una parte del bios nos permite modificar siertos parametros como la ubicacion de los puertos serie y paralelos, la presencia y configuracion de los discos rigidos y su tamaño y la fecha y la hora del equipo. Para que el usuario pueda configurar estos valores se utiliza una pequeña memoria RAM de 256 bits de tegnologia CMOS (Complementary metal oxide semiconductor) que consume muy poca energia y puede ser alimentada por una simpre bateria de 3 volts tipo CR2032 que se puede cambiar sin necesidad de soldar o desoldar (antiguamente estas filas venian soldadas sobre el motherboard). Esta memoria tiene en su informacion tiene un dato denominado CHECKSUM (Verificacion de suma) que incluye la suma de todos los bits de informacion que contiene. Cada vez que se inicie el equipo el bios realiza esta suma y la compara con el resultado guardado en el checksum a fin de verificar si no se han corronpido datos de la memoria (algo no muy comun pero que puede ocurrir en ciertas ocaciones en las que se realiza modificaciones de hardware). Esta memoria CMOS RAM se ubica fisicamente en el puente sur (south bridge) o en el SUPER I/O.
El inicio del sistema.Para inicial el sistema de la PC el bios cumple una serie de tareas principales y consecutivas es decir que solo pasa a la siguiente si la anterior esta bien. Al encender la PC el primer dispositivo que funciona es el microprocesador que busca la primera instruccion para ejecutar, como el disco rigido todavia no arranco no hay sistema operativo cargado en donde leerla y lo hace de la direccion de memoria 0000 h de bus de direcciones que se encuentra en el bios. En este momento comienza el inicio de la PC.
Una vez que el ejecutador da la orden de ejecutar el prgrama del bios, este hace lo siguiente:
1_ Revisa el setup del Bios para cargar las indicaciones del hardware asociado (Fecha, hora, parametros del disco rigido, etc.). El setup es el unico lugar del bios donde el usuario donde el usuario puede entrar y modificarlo o seleccionar opciones de configuracion basicas.
2_ Carga las interrupciones y los controladores de los elementos basicos (teclado, mouse, etc.)
3_ Busca y habilita la placa de video. Muchas placas cuentan con su propio bios que se habilita en ese instante y cuya informacion aparece en la pantalla.
4_ A continuacion el bios hace algo bastante importante: si este proceso de inicio se produce desde 0 (arranque en frio) o si se trata de un reinicio o reboot (generalmente este proceso ocurre despues de instalar un programa entonces la maquina debe reiniciarce). Para esto verifica el valor de memoria en la direccion 00000472H, si ese valor en la que encuentran en la direccion de memoria 1234H indica que se trata de un reinicio y pasa por alto el resto de la rutina POST (Power On Self Test)
Trabajo Practico Nº 4 !
1) Para las compuertas: AND, OR y XOR. De 2, 3 y 4 entradas, escribir: símbolo, función, tabla de verdad
2) Definir: BIT y byte
3) Inversor: 2, 3 y 4 entradas, poner símbolo, función, tabla de verdad
4) Para el siguiente circuito indicar el valor de la variable para cada uno de los puntos indicados:
5) Para las compuertas: NAND, NOR, XNOR. símbolo y tabla de verdad
6) Para los siguientes circuitos dar la función en la tabla de verdad
7) Para las siguientes funciones dar el circuito y la tabla de verdad
8) En un puente angosto circulan 3 líneas ferroviarias. Por razones de seguridad se quiere impedir que circulen 2 formaciones adyacentes. Para ello será colocado una señal de detención en el carril central. Diseñar un circuito digital que encienda la señal cuando la situación lo requiera.
9) Construir un circuito digital capaz de comprar 2 números binarios de un BIT. El circuito debe tener 3 salidas correspondientes a las condiciones: A>B A=B A
10) Construir un circuito que sea capaz de sumar 2 números de un BIT que de cómo resultado la suma y el acarreo (Circuito semisumador o Half adder).
11) Construir un circuito digital capaz de sumar 2 números de un BIT teniendo en cuenta un acarreo de entrada y que se de cómo resultado la suma y el acarreo de salida ( Sumador Completo o Full Adder).
12) Mediante bloques de circuito semisumadores y sumadores construir un circuito capaz de sumar 2 números de 4 BIT.
13) Construir un circuito capaz de restar 2 números binarios de 4 BIT usando la técnica de complemento A2 en todas los casos el minuendo será mayor que el sustraendo.
14) Construir circuito capaz de sumar o restar 2 números de 4 BIT de a cuerdo a la posición de una llave. Nota: En el caso de la resta el minuendo siempre será mayor que el sustraendo.
Todos los ejercicios resueltos en un archivo WORD:http://www.megaupload.com/?d=X150UF7R
Trabajo practico Nº5.
Microprocesadores
La historia de la electrónica digital arranca a principios del siglo XIX cuando George Boole desarrolla un sistema lógico basado en variables binarias (Podían tomar solamente dos valores). Posteriormente hubo varios intentos de fabricar dispositivos capaces de efectuar las operaciones desarrolladas por Boole con el fin de realizar mecánicamente operaciones matemáticas.
Con el desarrollo de la electricidad fue posible implementar las operaciones del álgebra de Boole con circuitos eléctricos utilizando interruptores que justamente pueden estar únicamente en dos estados: abierto y cerrado. Con el desarrollo tecnológico, los interruptores mecanicos fueron reemplazados por relés, válvulas de vacío y finalmente con transistores.
Gracias al pequeño consumo y disipación del calor de estos últimos, fue posible colocar muchos sobre una única base (Sustrato) creandose entonces los primeros circuitos integrados en plena década de los ’60. Estos circuitos integrados digitales incluían compuertas lógicas, inversores, codificadores, multiplexores, flip-flop y contadores.
Con estos elementos se construyeron circuitos digitales complejos que permitieron controlar, tornos, alarmas, máquinas automáticas, electrodomésticos, etc.
En ese momento, cada circuito que se desarrollaba servía solamente para el fin al que había sido diseñado. Las ventajas características de los circuitos integrados (Como bajo consumo, facilidad de reemplazo, etc.) hicieron que muchas empresas intentaran el desarrollo de circuitos integrados para funciones específicas (Por ejemplo, el control de un horno microondas). Esto resultaba particularmente caro dado que su diseño y producción exigían importantes inversiones que podían ser recuperadas en base a grandes producciones.
La solución a este problema llegó a principios de la década del ‘70 cuando se crearon circuitos electrónicos digitales programables. Es decir, que se comenzaron a fabricar circuitos integrados capaces de cumplir las más variadas funciones de acuerdo a distintos programas.
Esto constituyó la verdadera revolución en el campo de la electrónica digital ya que los denominados microprocesadores podían usarse cumpliendo diferentes funciones. Es decir, el mismo procesador se puede usar para controlar un sistema de alarma, un monitor de parámetros fiseológicos, y un horno de microondas siguiendo distintos programas. La historia de la informática está signada por el desarrollo de los microprocesadores.
Los microprocesadores se clasifucan y se denominan en función del ancho de su bus de datos, medido en bits que corresponde con la cantidad de información que el microprocesador puede trabajar en paralelo. También se especifica la cantidad de operaciones básicas que puede realizar, medida en ciclos por segundo, o Hertz. En la práctica sólo se fabrican microprocesadores cuyo bus de datos tenga un ancho igual a los valores de las sucesivas potencias de dos. Existen entonces microprocesadores de 2, 4, 8, 16, 32 y 64 bits. El primer microprocesador comercial conocido fue fabricado por la firma intel en 1971, era el 4004. Posee baja capacidad de operación aritmética y lógica y un reducido conjunto de instrucciones. Prácticamente en desuso hoy en día, se utilizó en pequeños automatismos y en juguetes. Contenía 2300 transistores, podía realizar hasta 60.000 operaciones por segundo trabajando a una frecuencia de reloj de 700 KHz.
El primer microprocesador de 8bit fue el Intel 8008, desarrollado a mediados de 1972, contaba con 3300 transistores y podía procesar a frecuencias de 800 KHz.
Un poco más tarde Intel saca a la venta en 1974 el 8080 de 8bits que contenía 4500 transistores y podía ejecutar 200.000 instrucciones por segundo trabajando a 2MHz. Para esa misma época, Motorola sacaba el 6800 y la empresa Zilog sacaba el Z80.
Estas tres empresas (Intel, Motorola y Zilog) iniciaron una serie de computadoras personales que adoptaron sus microprocesadores. IBM adoptó la línea Intel para su línea de computadoras personales (Personal Computer) hoy conocidas como PC. Apple usó los microprocesadores de Motorola, inicialmente para la línea Macintosh y el microprocesador Zilog se utilizó en las computadoras hogareñas como la Commodore 64 y la Sinclair.
Los primeros microprocesadores de 16bit fueron el 8086 y el 8088 de Intel. Fueron el inicio de los primeros miembros de lo que se conoce como arquitectura x86, estos microprocesadores llegaban a operar a frecuencias de 4MHz. Motorola sacó para esta época el Motorola 68000.
A principios de la década del ‘80, se lanza al mercado el 80286 que equipaba las IBM PC AT. Es un microprocesador de 16bits que contaba con 134000 transistores y llegaba a velocidades de hasta 25MHz. Uno de los primeros procesadores de arquitectura de 32bit fue el 80386, fabricado a fines de la década del ’80, en sus diferentes versiones, llegó a trabajar a frecuencias del orden de los 40MHz. Los microprocesadores más modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores trabajando en una arquitectura de 64 bits, integran más de 700 millones de transistores, como en el caso del Core i7 y pueden operar a frecuencias normales superiores a los 4GHz.
1971-Intel 4004
1972-Intel 8008
1974-SC/MP
1974-Intel 8080 1975-Motorola 6800 1976-Zilog Z80 1978-Intel 8086 y 8088 1982-Intel 80286 1985-Intel 80386 y VAX 78032 1989-Intel 80486 1991-AMD AMx86 1993-PowerPC 601 e Intel Pentium 1994-PowerPC 620 1995-Intel Pentium Pro 1996-AMD K5, K6 y K6 2 1997-Intel Pentium 2 1998-Intel Pentium 2 Xeon 1999-Intel Celeron, AMD Athlon K7 2000-Intel Pentium 3 Xeon 2001-Intel Pentium 4, AMD Athlon XP 2004-Intel Pentium 4 (Prescott), AMD Athlon 64 2006-Intel Core Duo 2007-AMD Phenom 2008-Intel Core Nehalem (i7), AMD Phenom 2 y AMD Athlon 2 2011-Intel Core Sandy Bridge y el AMD Fusion Proceso de fabricación El proceso de fabricación de un microprocesador es muy complejo. Comienza con una buena cantidad de arena (Compuesta por silicio) que se funde a altas temperaturas (1370ºC) con la que se fabrica un monocristal de forma cilíndrica de 20cm de diámetro y 1,5m de largo. Este proceso es muy lento con aproximadamente 10mm a 40mm por hora.
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