Sistemas InformáticosUnidad 1. Explotación de Sistemas Microinfomáticos (Primera parte) Francisco Javier Cabrerizo Unidad 1. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 1. INTRODUCCIÓN 3 2. HISTORIA DE LOS ORDENADORES 4 2.1. La era mecánica de los ordenadores ........................................................................................................................ 4 2.2. La era electrónica de los ordenadores ...................................................................................................................... 5 2.3. Generaciones de ordenadores ................................................................................................................................. 6 3. ARQUITECTURA VON NEUMANN 7 3.1. Unidad central de proceso (CPU) .............................................................................................................................. 7 3.2. Los registros internos del microprocesador .............................................................................................................. 8 3.3. Buses de comunicación .......................................................................................................................................... 10 3.4. La unidad de control .............................................................................................................................................. 10 3.5. Unidad aritmético-lógica (UAL). ............................................................................................................................. 11 3.6. Memoria principal, la RAM ..................................................................................................................................... 12 3.7. Unidades de entrada y de salida: los periféricos ..................................................................................................... 13 4. LA PLACA BASE 14 4.1. Factores de forma de la placa base ........................................................................................................................ 14 5. COMPONENTES DE LA PLACA BASE 16 5.1. Zócalo (socket) del microprocesador ...................................................................................................................... 17 5.2. Ranuras de memoria .............................................................................................................................................. 18 5.3. El chipset ................................................................................................................................................................ 19 5.4. Componentes integrados ....................................................................................................................................... 21 5.5. La BIOS ................................................................................................................................................................... 21 5.6. Ranuras de expansión ............................................................................................................................................ 23 5.7. Conectores internos ............................................................................................................................................... 25 5.8. Conectores externos .............................................................................................................................................. 26 6. LA CAJA DEL ORDENADOR 31 6.1. El chasis.................................................................................................................................................................. 31 6.2. La cubierta ............................................................................................................................................................. 31 6.3. El panel frontal y cableado LED/SW ........................................................................................................................ 32 6.4. La fuente de alimentación ...................................................................................................................................... 32 7. EL PROCESADOR 33 7.1. Arquitectura interna............................................................................................................................................... 33 7.2. Características ........................................................................................................................................................ 35 7.3. Arquitecturas de 32 y 64 bits .................................................................................................................................. 37 8. MICROPROCESADORES INTEL Y AMD 38 8.1. Modelos de procesadores para equipos de sobremesa .......................................................................................... 38 8.2. Modelos de procesadores para portátiles .............................................................................................................. 39 8.3. Modelos de procesadores para servidores y estaciones de trabajo ........................................................................ 40 9. LA MEMORIA DEL ORDENADOR 41 9.1. Memorias ROM. ..................................................................................................................................................... 41 10. LA MEMORIA RAM 42 10.1. Tipos de RAM ....................................................................................................................................................... 43 10.2. Módulos de memoria ........................................................................................................................................... 45 2 Unidad 1. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 1. INTRODUCCIÓN La informática es la ciencia tecnológica que estudia el tratamiento automático y racional de la información, con el fin de obtener de ella la máxima utilidad. La informática usa las computadoras u ordenadores para el tratamiento y el proceso de la información. La Informática trata de la adquisición, representación, tratamiento y transmisión de la información. En estos procesos se representa la información en magnitudes físicas. Cuando las magnitudes físicas pueden tomar un valor cualquiera dentro de un rango prefijado se dice que el sistema correspondiente es un sistema analógico. Frente a los sistemas analógicos se encuentran los sistemas digitales en los que las magnitudes físicas que se utilizan para representar la información sólo toman valores discretos dentro de un intervalo dado. Por ejemplo, un sistema que utiliza señales de tensión para representar la información en el que estas señales toman sólo los valores – 5 V., 0 V. y 5 V. es un sistema digital. Un sistema digital restringido a sólo dos valores discretos se dice que es un sistema digital binario. Concretamente, las computadoras son sistemas digitales binarios, pues utilizan sólo las dos cifras binarias o bits1 (0 y 1) para representar la información. Las computadoras son máquinas de propósito general capaces de aceptar unos datos de entrada, efectuar con ellos operaciones lógicas (comparar, seleccionar, copiar ...) y aritméticas (sumar, restar, etc.) y proporcionar unos datos de salida, todo ello bajo el control de un conjunto de instrucciones (programa) previamente almacenado en la propia computadora. Por tanto, puede considerarse una computadora u ordenador como un sistema de información en el que las salidas o resultados son función (dependen) de sus entradas, constituidas éstas por datos e instrucciones. La palabra hardware define el soporte físico, la maquinaria capaz de procesar o mantener información, en otras palabras, la parte tangible de la informática. Hay que tener en cuenta que no hace referencia a la tecnología empleada ya que el concepto es independiente de su implementación que podrá ser mecánica, electromecánica, electrónica o de cualquier otra tecnología. Refiriéndonos a una computadora, hardware es el conjunto de circuitos electrónicos, cables, armarios, dispositivos electromecánicos y todos los elementos físicos que la componen. Por otra parte, el término software de una computadora define el soporte lógico de la misma, es decir al conjunto de instrucciones que llevan a cabo una tarea determinada y los datos que utilizan estas instrucciones. Es la parte no tangible de los ordenadores. Las instrucciones se hallan agrupadas en conjuntos lógicos que tienen un fin común y que se denominan programas. Para que una computadora funcione es necesario utilizar estos programas (pues una computadora con tan sólo soporte físico no funciona). 3 Unidad 1. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 2. HISTORIA DE LOS ORDENADORES Un ordenador es una máquina electrónica capaz de procesar datos, que puede aceptar datos de una entrada, manipularlos aritmética o lógicamente y obtener y presentar el resultado en una salida; es decir, un ordenador es una máquina destinada a procesar información, que transforma una información de entrada en una información de salida para resolver un problema determinado. Sin embargo, fue largo el camino recorrido hasta llegar a los ordenadores actuales. Desde hace muchos siglos, el hombre ha intentado liberarse de trabajos manuales y repetitivos empleando máquinas y herramientas que faciliten su tarea, sobre todo en operaciones de cálculo. La primera máquina de calcular data de miles de años (3500 y 2600 a.C. las más antiguas), el ábaco chino, que servía para representar números en el sistema decimal y realizar operaciones con ellos. En la actualidad se sigue utilizando en algunos países asiáticos. 2.1. LA ERA MECÁNICA DE LOS ORDENADORES Inicialmente, en lo que se podría llamar la generación 0, estaban las máquinas mecánicas de calcular. Una evolución de estas son las máquinas registradoras mecánicas que aún existen en la actualidad. Las primeras máquinas de este estilo fueron obra de Pascal y perfeccionadas por Leibniz. Las máquinas de Pascal y Leibniz podrían considerarse las precursoras de las actuales calculadoras de mesa. Ya en el siglo XIX el matemático Charles Babbage dio un gran impulso al diseño de máquinas matemáticas. Ideó en 1822 la máquina de diferencias o diferencial, con la que podrían obtenerse, automáticamente, tablas de valores de una variable y en función de una variable x, sin necesidad de ordenar operaciones elementales intermedias, tales como sumas, restas o multiplicaciones. Esta máquina no llegó a construirse nunca por las enormes dificultades que presentaba su fabricación. Máquina de Pascal Máquina diferencial de Babbage En 1833, Charles Babbage ideó una nueva máquina, la máquina analítica, en la que establece los principios de funcionamiento de los ordenadores electrónicos; esta máquina incorporaba los conceptos de: Dispositivos de entrada, por los que se facilitan a la máquina las instrucciones necesarias para las operaciones, así como los datos objeto de ellas. Memoria, para almacenar los datos introducidos y los resultados de las operaciones intermedias. Unidad de control, para vigilar la ejecución de las operaciones según la secuencia adecuada. Unidad aritmético-lógica, encargada de efectuar las operaciones para las que ha sido programada la máquina. Dispositivos de salida, para transmitir al exterior los resultados de los cálculos realizados. Al igual que su máquina diferencial, la máquina analítica no llegó a construirse nunca debido a la gran complejidad del sistema. Babbage fue un genio demasiado adelantado para la época en que vivió; sin embargo, hoy está considerado el padre de la informática moderna, y estaría orgulloso al comprobar cómo su lógica ha sido adoptada en los modernos ordenadores electrónicos. 4 cuyo nombre pasó a ser IBM en 1924. que posteriormente pasó a formar parte de la Calculating-Tabulating-Recording (C-T-R). desarrolló la idea de programa interno o almacenado y describió el fundamento teórico de construcción de un ordenador electrónico denominado modelo Von Neumann. constaba de más de 15000 válvulas electrónicas de vacío. La velocidad de trabajo del ENIAC era muy superior al MARK 1. El primer elemento electrónico usado para calcular fue la válvula de vacío. Hermán Hollerith.Unidad 1. que se introducían estableciendo manualmente las conexiones entre las distintas unidades.2. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Alrededor de 1885. los multiplicaba en menos de seis y trabajaba con 23 dígitos decimales. John von Neumann participó en el proyecto ENIAC como asesor para solucionar los problemas de diseño lógico y emitió un informe decisivo en el posterior desarrollo del ordenador. 2. en el año 1944. Electronic Numérical Integrator Calculator. Estaba constituida por 700000 piezas móviles. los ordenadores existentes hasta entonces trabajaban con programas cableados.) es poco fiable y difícilmente manejable. Fundó la compañía Hollerith Tabulating Company. relés. sumaba dos números en menos de un segundo. Howard H. desarrolló la idea de Babbage y fabricó la primera computadora empleando componentes electromecánicos (ruedas de contador. que es el que siguen los ordenadores actuales. y el primer ordenador electrónico de uso general fue el ENIAC. 70000 resistencias y 7500 interruptores. Era una máquina de 17 metros de largo por 2 de alto y cerca de 70 toneladas de peso. Aiken. En 1944. Tarjeta perforada Ya en el siglo XX. embragues electromecánicos). La transmisión de la información por medios mecánicos (engranajes. el doctor John von Neumann. ingeniero y matemático húngaro nacionalizado norteamericano. Esta máquina puede considerarse como el primer ordenador que llegó a construirse y a funcionar perfectamente. utilizó las tarjetas perforadas para llevar a cabo el censo de Estados Unidos. de la Universidad de Harvard. LA ERA ELECTRÓNICA DE LOS ORDENADORES Los ordenadores basados en elementos mecánicos planteaban ciertos problemas: La velocidad de trabajo está limitada a la velocidad de los componentes móviles. palancas. denominada Calculadora Automática de Secuencia Controlada (Automatic Sequence Controlled Calculator ASCC) y que se llamó MARK 1. capaz de leer y tabular dicha información. etc. su peso era de unas 30 toneladas y su consumo era tal que en el momento de conectarse las luces de la ciudad de Filadelfia sufrían un brusco descenso. ideó las tarjetas perforadas para contener la información de las personas censadas y construyó una máquina censadora o tabuladora. 50000 conmutadores. funcionario de la Oficina del Censo de Estados Unidos. Utilizaba como medio de entrada para los datos las tarjetas perforadas. construido en la Universidad de Pennsylvania (1943-1946) por Eckert y Mauchly. pues este efectuaba una multiplicación de diez cifras en seis segundos y el ENIAC empleaba tres milésimas de segundo. 5 . Su primera utilización fue para la construcción de tablas para el cálculo de trayectorias de proyectiles. Comenzaron a utilizarse memorias de semiconductores. En la primera generación. Utilizaban como lenguaje de programación el lenguaje máquina. Mauchly construyó el primer ordenador comercial. MANIAC-II y el UNIVAC-II.Unidad 1. Comenzaron a emplearse lenguajes de alto nivel: Cobol. En 1951. el sistema operativo solo permitía trabajar de forma estrictamente secuencial (IBM 704). diodos y condensadores) interconectados entre sí. memorias de núcleos de ferrita. con una base de algunas décimas de milímetro y una altura de alrededor de 150 micras. que revolucionaron el mundo de la informática. 1945-1951). sobre todo en los sistemas operativos. Los transistores estaban compuestos de silicio. estableciendo diferencias entre las denominadas generaciones de ordenadores. rapidez y fiabilidad. Algol y Fortran. en 1952 se construyeron ordenadores como MANIAC-I. fue una modificación del ENIAC basado en la idea de que el programa debe almacenarse en la misma memoria que los datos con los que trabaja. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM El primer ordenador que fue capaz de trabajar con programa almacenado fue el EDVAC (Electronic Discreto Variable Computer. Cada nueva generación se caracteriza por una mayor velocidad. GENERACIONES DE ORDENADORES Desde que en la década de 1950 se empezaron a utilizar los ordenadores con fines comerciales. cintas y tambores magnéticos para almacenar la información. transistores. fabricado para la Oficina del Censo de Estados Unidos. No disponían de sistema operativo y empleaban la tarjeta perforada para almacenar la información. con estas máquinas acaba lo que se ha llamado la prehistoria de la informática. los ordenadores pueden clasificarse de acuerdo con estos avances de la electrónica. En esta época evolucionó el software de forma considerable. 6 . Así pues. También. Ordenadores basados en circuitos integrados. Finalmente. uno principal que se ocupaba del cálculo y otro auxiliar para la entrada y salida de datos (IBM 1401). Esta innovación supuso una reducción considerable del tamaño de los ordenadores. este utilizaba ya las cintas magnéticas como dispositivo de almacenamiento externo. menor consumo y menor tamaño que la generación anterior.3. Ejemplo de estos son el ENIAC y el UNIVAC1. este ya incluía memorias de núcleos de ferrita. se basan en el encapsulamiento de gran cantidad de componentes elementales (resistencias. Se destinaban a aplicaciones para el campo científico y militar. Esto supuso la minimización de los ordenadores. También evolucionaron apreciablemente las unidades de almacenamiento. Podemos hablar de las generaciones siguientes: Primera generación (1946-1955). y aparecieron los discos magnéticos. El primer circuito integrado apareció en 1958. y los programas más grandes a veces tardaban días en ejecutarse. 2. el UNIVAC-1. Se sustituye la válvula de vacío por el transistor. en los que se incluyó la multiprogramación y el tiempo real. Ordenadores basados en válvulas electrónicas de vacío. Transitores Tercera generación (1964-1974). Válvula de vacío Segunda generación (1955-1964). que además ganaron en potencia. así como el aumento notable de la velocidad. y su divulgación comercial empezó en 1961. En la segunda generación se repartía la actividad entre dos ordenadores. Tenían un tamaño muy grande y su mantenimiento resultaba muy complicado. han ido evolucionando hasta nuestros días. mayor capacidad de memoria. La causa de su vertiginosa evolución son los continuos avances y descubrimientos ocurridos durante estos años en el campo de la electrónica. Los circuitos integrados son circuitos en los que sus componentes electrónicos están integrados en una sola pieza. Von Neumann describió el fundamento teórico de construcción de un ordenador electrónico con programa almacenado. 3. 3. Quinta generación. Comenzaron a proliferar las redes de ordenadores para la transmisión de datos. que sí se utilizarían en computación.1. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM En la tercera generación se integran todas las tareas en un sistema único. como suele llamarse incluso en español. o CPU (Central Processing Unit). En 1983. La potencia de un sistema informático se mide principalmente por la de su CPU. Los protagonistas de esta etapa fueron los ordenadores personales. que optimiza el empleo de la memoria principal (IBM 370). También se perfeccionaron las unidades de almacenamiento y se empezó a utilizar el disquete o disco flexible floppy disk). aunque con pequeños cambios. Es decir.Unidad 1. la que emplean la mayoría de los fabricantes de ordenadores. Aunque no tenía una finalidad informática. Surge el concepto de memoria virtual. Estructura general de un ordenador con arquitectura Von Neumann. se puede trabajar con multiprogramación. los procesa y los envía a las unidades o periféricos de salida. En Estados Unidos ya estaban desarrollando un programa que perseguía objetivos semejantes: Procesamiento en paralelo mediante arquitecturas y diseños especiales y circuitos de gran velocidad. sentó precedente para el desarrollo de futuros micros. El primer micro (el 4004) lo desarrolló Intel en 1971. 7 . de manera que su funcionamiento estuviera coordinado bajo un control central. Cuarta generación (1974-1983). Japón lanzó el llamado Programa de la Quinta Generación de Computadoras. desde 1983. ARQUITECTURA VON NEUMANN Como ya se dijo en el apartado anterior. Manejo de lenguaje natural y sistemas de inteligencia artificial. se trata del componente del ordenador que se ocupa del control y el proceso de datos. Esta arquitectura es todavía. La idea era conectar permanentemente las unidades del ordenador. La componen los ordenadores que presentan toda la CPU en un solo circuito integrado: son los llamados microprocesadores. UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU) Es el auténtico cerebro del ordenador: controla y gobierna todo el sistema. consiste en un circuito integrado que interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas almacenados en memoria y que además toma los datos de las unidades de entrada. con los objetivos explícitos de producir máquinas capaces de comunicarse en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados. La UCP. o de máquina. Con una arquitectura de 64 bits se puede direccionar memoria casi infinita (2 elevado a 64). solo podían ejecutar software de 16 bits. como DOS y Windows 3. Los registros de la CPU se pueden dividir en dos tipos: visibles al usuario y de control y estado. toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole) y devuelve luego el resultado. La UC. 3. Están formados por un conjunto de bits que se manipulan en bloque. mientras que en la arquitectura de 32 bits el máximo de RAM se limita a 4 Gb (2 elevado a 32). Los buses son los caminos a través de los cuales las instrucciones y los datos circulan entre las distintas unidades del ordenador. o ALU). donde se almacena información temporal. El 80386 de Intel fue el primer modelo de CPU que incluyó registros de 32 bits. que interpreta y ejecuta las instrucciones máquina almacenadas en la memoria principal y genera las señales de control necesarias para ejecutarlas. AMD) con estos componentes de la UCP. podemos hacer una similitud entre el microprocesador (Intel. con el fin de optimizar el uso de los recursos. LOS REGISTROS INTERNOS DEL MICROPROCESADOR En el interior del procesador existen unas celdas de memoria de alta velocidad que permiten a la CPU almacenar datos temporalmente mientras se efectúa alguna operación. Con 32 bits se puede utilizar mayor cantidad de memoria.2.) y resultan imprescindibles para su funcionamiento. encargado del control y la ejecución de todas las operaciones del sistema. cuanto mayor sea más potente será el micro. porque con frecuencia se deja en uno de estos registros y no es necesario acceder a la memoria. l6.Unidad 1. la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. que constituyen la memoria interna del procesador. que recibe los datos sobre los que efectúa operaciones de cálculo y comparaciones. La unidad aritmético-lógica (UAL. Esto hace que aumente la velocidad de proceso.1. Se distinguen tres categorías: 8 Registros de dirección. un disco duro). Está formada por: La unidad de control (UC). Contienen las direcciones de memoria donde se encuentran los datos. por lo que era capaz de ejecutar software de esa cantidad de bits. Este número varía dependiendo de la CPU. los dispositivos de entrada (como el teclado o el ratón) y los dispositivos de salida (un monitor o una impresora.2.. Para aceptar órdenes del usuario. pues podrá trabajar con más cantidad de información a la vez. El tamaño del registro indica el número de bits que puede manipular a la vez el procesador. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM A la CPU también le podemos llamar procesador o microprocesador. todo ello bajo la supervisión de la unidad de control. Algunos de los más utilizados son los registros índices y los punteros de pila. Son los llamados registros internos. en los micros de 16 bits estas instrucciones las realizaban chips (circuitos integrados) suplementarios. REGISTROS VISIBLES AL USUARIO Son aquellos que pueden ser referenciados por lenguaje ensamblador. Las primeras CPU tenían 8 bits. Los registros de trabajo o de propósito general. sobre todo cuando un dato es solicitado. la UAL y los registros van a constituir el procesador central del sistema. pues con este software solo se pueden utilizar números de 16 bits para direccionar la memoria.x. y el conjunto de instrucciones de 32 bits incluye algunas adicionales para la gestión de la memoria. que constituyen el almacenamiento interno de la CPU. . lo que limita al procesador. Registros de datos. Las CPU de los primeros PC disponían de registros de 16 bits. Se usan para contener datos. El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo. 3. pero siempre son múltiplos de 8 (8. acceder a los datos y presentar los resultados. por ejemplo). 32.. Estos cuatro registros funcionan de la manera siguiente: 1. negativo o nulo. Recibe o envía (dependiendo de si es una operación de lectura o escritura) la información o el dato contenido en la posición apuntada por el RDM. el descodificador de instrucciones interpreta el contenido del RI. Seguidamente. para apuntar a la siguiente instrucción a ejecutar. Distinguimos los siguientes tipos: Contador de programa (CP) (en inglés PC. el contenido de esa posición es pasado al registro de dirección de memoria (RDM). La instrucción apuntada por el RDM se carga en el registro de intercambio de memoria (RIM). también llamado contador de instrucciones. su valor es actualizado por la CPU después de capturar una instrucción. Memory Buffer Register). etcétera. Registro de dirección de memoria (RDM) (en inglés MAR. Instruction Register). 3. 2. para buscarla. y desde aquí pasa al registro de instrucción (RI). Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Registros de condición. . 9 El registro contador de programa (CP) tiene la dirección de memoria de la próxima instrucción a ejecutar. y se generan las órdenes oportunas para su ejecución. Memory Address Register).2. 3. que indican. Registro de instrucción (RI) (en inglés IR. si una operación devuelve un resultado positivo. este intercambio se realiza a través del bus de direcciones.2. Específicamente. Aquí se analiza el código de operación. Contiene la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar. son bits fijados mediante el hardware. Contiene el código de la instrucción actual. REGISTROS DE CONTROL Y DE ESTADO Son los que intervienen en la ejecución de las instrucciones. Contiene la dirección de una posición de memoria. por ejemplo. Program Counter). el intercambio de datos con la memoria se realiza a través del bus de datos. Registro de intercambio de memoria (RIM) (en inglés MBR. El contador de programa (CP) se incrementa en 1.Unidad 1. también llamados flags. donde se encuentra o va a ser almacenada la información. si hay overflow (desbordamiento). 3. mayor es el rango de memoria direccionable. con lo que pueden transferir en un ciclo de reloj hasta 8 bytes. Ejecuta las operaciones siguientes: Extrae de la memoria principal la instrucción a ejecutar. el registro acumulador. Ordena a la UAL que efectúe las operaciones necesarias. 10 . Las CPU de los primeros PC tenían un bus de 8 bits y solo podían transferir un byte por cada ciclo de reloj. en el que deposita el código de la instrucción a ejecutar. Una vez conocido el código de operación. Los actuales micros tienen un bus de datos de 64 bits. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 3. la UC establece las conexiones con los circuitos de la UAL. y el registro de instrucción (RI). hay que tener en cuenta el número de líneas o bits que forman el bus de direcciones. Otra de las características de la CPU es el número de bits que transfiere simultáneamente a través de este bus. El bus de direcciones es necesario para conocer las direcciones de los datos que se envían a (o que se reciben desde) la CPU por el bus de datos. y se transmiten todos a la vez de forma paralela. donde se encuentra el operando. Para determinar el volumen de memoria directamente accesible o direccionable por la CPU. que deberán intervenir en la operación. Finalmente. Es el empleado por la CPU para seleccionar la dirección de memoria o el dispositivo de entrada/salida con el cual va a intercambiar información. El bus de direcciones funciona sincronizado con el de datos. El resultado de este tratamiento se deposita en un registro especial de la UAL. Los buses son cables por los que circula la información en forma de bits. es decir. Extrae de la memoria principal los datos necesarios para ejecutar la instrucción. es decir.4. Está dividido en dos zonas: código de operación y dirección de memoria. una por cada bit.Unidad 1. son las líneas eléctricas u ópticas a través de las cuales se comunican las distintas unidades de un ordenador. Cuanto mayor sea el número de bits. Para ello dispone de dos registros: el contador de programa o de instrucciones (CP). El intercambio de datos se realiza a través de un conjunto de líneas eléctricas. BUSES DE COMUNICACIÓN Las unidades que integran el ordenador se comunican a través de los buses. El tamaño del bus se mide en bits. Permite establecer el intercambio de datos entre la CPU y el resto de unidades. se podrá acceder a 210 posiciones de memoria. si el bus de direcciones tiene 10 bits. La velocidad del bus de datos se mide en megahercios (MHz) o gigahercios (GHz). Por ejemplo. Si tiene 16 accederá a 2 16 posiciones. LA UNIDAD DE CON TROL La unidad de control se encarga de interpretar y ejecutar las instrucciones máquina que conforman los programas y de generar las señales de control necesarias para llevarlas a cabo. ordena la lectura de la celda cuya dirección se encuentra en el IR (es la dirección del operando). se incrementa en 1 el contenido del contador de programa. Bus de direcciones. Distinguimos tres tipos de buses: Bus de datos. de manera que coincida con la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar. En la actualidad se utiliza un bus de 36 bits. 3. Transmite direcciones entre la CPU y la memoria. en el que almacena la dirección de la celda que contiene la próxima instrucción a ejecutar. o sea. Cada instrucción de un programa y cada byte de datos viaja por este bus. 65536. 1024 celdas. si queremos realizar una suma. Los modernos ordenadores poseen velocidades superiores a 3 Ghz. Se conoce también con otros nombres: unidad de punto flotante. Se realizan tanto operaciones aritméticas como operaciones basadas en la lógica booleana.5. además del contador de programa y el registro de instrucción. unidad de procesamiento numérico (NPU) y procesador de datos numérico (NDP). UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA (UAL). La velocidad del reloj interno del procesador establece la rapidez con que el procesador puede procesar los datos. Antes de la aparición y la introducción de la FPU. están diseñadas y operan en función de una señal de sincronización. Por ejemplo. hay que indicar el código de la suma.4. Este dispositivo genera órdenes o microórdenes elementales. la velocidad de reloj se mide en gigahercios(GHz). compensando los retardos de los diferentes módulos. La mayoría de las CPU son de naturaleza sincrónica. así. el micro efectuaría mil millones de instrucciones por segundo. Reloj. sincronizadas con los impulsos de reloj. Estas operaciones involucran aritmética con números fraccionarios. Otro factor fundamental para comparar la velocidad de dos micros es el número de microinstrucciones en cada ciclo. los procesadores AMD trabajan a una frecuencia más baja que los Intel. cuenta con los componentes siguientes: Descodificador de instrucción (DI). a esta señal se le conoce como señal de reloj. dato que marca la velocidad de proceso del ordenador. La UAL necesita para llevar a cabo una operación aritmética el código de operación que indique la operación a efectuar. coprocesador matemático. Secuenciador. la UC. Es la encargada de manejar todas las operaciones en coma flotante. y lo que la FPU hace en un ciclo de reloj la ALU lo hacía en cien. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 3. Una parte importante de la UAL es la unidad de coma flotante (FPU. y genera las señales de control necesarias para ejecutar correctamente la instrucción. que.Unidad 1. 11 . operaciones matemáticas trigonométricas y logarítmicas. 3. hacen que se ejecute paso a paso y de manera ordenada la instrucción cargada en él. las direcciones de las celdas de memoria en las que se encuentran almacenados el primero y el segundo operandos y la celda en que se almacenará el resultado de la suma. Además. se encarga de sincronizar todo el sistema. mil millones de ciclos por segundo: si una instrucción se ejecutase en un ciclo de reloj. Para realizar sus funciones. es decir. Floating-Point Unit). Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes. Se encarga de extraer y analizar el código de operación de la instrucción en curso contenida en el RI. pero era muy lenta. En los procesadores con doble núcleo. que normalmente toma la forma de una onda cuadrada periódica. COMPONENTES DE LA UNIDAD DE CONTROL (UC).1. la UAL efectuaba las operaciones en coma flotante. Va marcando los tiempos de ejecución de los pasos a realizar para cada instrucción y marca el ritmo de funcionamiento del descodificador de instrucción. pero realizan más microinstrucciones en cada ciclo. el fabricante suele indicar también la frecuencia de reloj. Su función es operar con los datos que recibe siguiendo las órdenes de la UC. Generalmente. el contenido de la RAM desaparece. La manipulación de los programas y los datos está dirigida por la CPU. podrá almacenar 220 bytes. Su finalidad es que la unidad de control pueda diferenciar unas casillas de otras. un byte. MEMORIA PRINCIPAL. la velocidad en el acceso y el coste.6.6. En la memoria RAM es donde se almacenan los datos y los programas que se están ejecutando en ese momento en el ordenador. es decir. 3. de manera que si la RAM es de 1 kb (210 = 1 024 bytes). es lo que se conoce como dirección de memoria. Cada casilla contiene 8 bits. Si la memoria es de 1 Mb. por eso se dice que esta memoria es volátil. cuando se apaga el ordenador. o lo que es lo mismo. una suma o una resta. estos están formados por un conjunto de instrucciones que a la hora de ejecutar una se distinguen dos fases: Fase de búsqueda.1. Cuanto 12 . Consiste en localizar la instrucción a ejecutar dentro de la memoria principal y llevarla a la UC para procesarla. dispondrá de 1 024 celdas de memoria y podrá almacenar 1024 caracteres. El nivel superior estará constituido por memorias muy rápidas. 3. Fase de ejecución. LA RAM En la memoria principal o memoria RAM (Ramdon Access Memory. Cada una de las casillas que forman la memoria se identifica con un número.6. Memoria de acceso aleatorio) se almacenan dos tipos de información: el programa o secuencia de instrucciones a ejecutar y los datos que manejan dichas instrucciones. EJECUCIÓN DE UNA INSTRUCCIÓN La CPU ejecuta los programas que se encuentran cargados en la memoria principal. de menor capacidad y tiempo de acceso mínimo con el coste alto.2. 1048576 caracteres. JERARQUÍA DE LAS MEMORIAS La memoria se organiza en niveles dependiendo de la capacidad. Es la realización de las acciones que llevan asociadas las instrucciones.Unidad 1. La RAM está formada por un conjunto de casillas o posiciones de memoria capaces de almacenar un dato o una instrucción. Por ejemplo. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 3. y más concretamente por la unidad de control. Unidad 1. El tiempo de acceso se mide en milisegundos (10-6 s). Nivel Dispositivo Capacidad Tiempo de acceso 0 Registros CPU 8-128 bits Menor que 1 nanosegundo 1 Caché 10 kb a 512 Mb Menor que 5 nanosegundos 2 Principal (RAM) De 10 Mb a 10 Gb Menor o igual a 15 nanosegundos 3 Secundario disco De Gb a Tb Menor que 10 milisegundos 4 Auxiliar De 1.2.1. de baja capacidad. micrófono.7. utiliza espacio de los discos duros como apoyo. logrando que el tiempo de acceso medio al dato sea menor. que permiten guardar y acceder a valores muy usados.7. los accesos posteriores se realizan a dicha copia. fax. tanto internos como externos. se hace una copia en la caché. La memoria caché permite acelerar el acceso a los datos. ratón. Memoria caché o tampón. PERIFÉRICOS DE ENTRADA Son los que introducen datos externos a la computadora para su posterior tratamiento por parte de la CPU. con tiempos de acceso inferiores a los 5 nanosegundos. son memorias de baja capacidad pero de alta velocidad.44 Mb a Tb De 100 milisegundos a minutos Niveles de jerarquía de las memorias • Registros de la CPU. Cuando se accede por primera vez a un dato. Por ejemplo: monitor. En el caso de que la memoria principal sea insuficiente. PERIFÉRICOS DE SALIDA Son los que reciben información que es procesada por la CPU y la reproducen para que sea perceptible para el usuario. este será más rápido y más caro. salida. auriculares. altavoces. trasladándolos a un medio más rápido cuando se supone que van a leerse o a modificarse pronto. pantalla táctil. escáner de código de barras. impresora. Memoria principal (RAM). estas son de alta capacidad y oscilan entre varios GB o TB. joystick. El tiempo de acceso es inferior al nanosegundo (10-9 s). Teclado. Lo forman los discos duros del ordenador. Se pueden clasificar en: entrada. Memoria secundaria o de disco. cualquier componente que nos muestre el resultado del procesamiento en el ordenador. UNIDADES DE ENTRADA Y DE SALIDA: LOS PERIFÉRICOS Los periféricos son dispositivos que se conectan al ordenador y permiten almacenar información y comunicar al ordenador con el mundo exterior. generalmente en operaciones matemáticas. es más lenta y de mayor capacidad que la caché. Los periféricos de entrada más habituales son: teclado. más caro y más rápido que el siguiente. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM más pequeño sea el hardware. almacenamiento y comunicación 3. cámara web. donde se almacenan todos los programas y archivos para un uso posterior. 13 . Se interponen entre el procesador y la memoria principal. muy rápidas. 3. a esta memoria se le denomina memoria virtual. plotter … Es decir. • • • 3. integradas en el procesador. Impresora.7. escáner. Cada nivel es más pequeño. de forma que permanezca para usos posteriores. los zócalos de memoria. 4. Pueden ser internos. Entre ellos se encuentran los siguientes: fax-módem. De ella dependerán los componentes que podremos instalar y las posibilidades de ampliación del ordenador. en la que se hallan un conjunto de chips. controladores de puertos (serie. tarjeta de red. Una de sus ventajas es su mejor precio con respecto a las ATX. el zócalo del microprocesador. los conectores IDE. Disco duro. AT Y BABY AT AT está basada en el PC AT de IBM. y hace que todos estos componentes funcionen en equipo.1. Se llama así porque se monta en cajas AT. FACTORES DE FORMA DE LA PLACA BASE Hay una gran variedad de formas. tarjeta bluetooth. HD-DVD. La mayoría de las cajas fabricadas entre 1984 y 1996 fueron Baby AT. el tipo de fuente de alimentación necesaria y dicta los periféricos que pueden integrarse en la placa. 3. 4. Su tamaño es de 12x13. memoria flash. Blu-Ray. son las típicas de los ordenadores clónicos desde el 286 a los primeros Pentium. debido a la mayor integración en los componentes. 14 . Las placas base Baby AT son más pequeñas que la AT. el chipset. paralelo). etcétera. como pueden ser el disco duro. Físicamente es una placa de material sintético formada por circuitos electrónicos. la BIOS. PERIFÉRICOS DE COMUNICACIÓN Facilitan la interacción entre dos o más ordenadores o entre un ordenador y otro periférico externo.7. tamaños y tipos de placas base. fue el primer estándar de factor de forma de la placa base. 4. PERIFÉRICOS DE ALMACENAMIENTO Se encargan de guardar los datos. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 3. Todos los puertos de E/S están cableados desde la placa base a la parte posterior de la caja o están instalados como tarjetas adoptadoras. grabadora/lectora de CD/DVD. lectora/grabadora de cintas magnéticas/ lector/grabador de disquetes.1.1. En este tipo de placas es habitual el conector «gordo» para el teclado. Los más comunes son: disco duro.7. discos portátiles. la memoria o el microprocesador. Los más populares se exponen a continuación. como un CD. El factor de forma de la placa base determina el tamaño y orientación de la placa con respecto a la caja. a ella se conectan todos los demás dispositivos. tarjeta wireless. o externos. los puertos paralelo y serie. los puertos del ratón y del teclado. LA PLACA BASE La placa base (mainboard) o placa madre (motherboard) es el elemento principal del ordenador.Unidad 1. El único periférico integrado en una placa base AT es el conector de teclado. como un disco duro. Tarjeta de red wireless.3.4.8 pulgadas. La mayoría de las placas tienen integrados más periféricos de los usuales. BTX El factor de forma BTX fue introducido por Intel a finales de 2004 para intentar solventar los problemas de refrigeración que tenían algunos procesadores. y supone una nueva reducción para el tamaño de las placas-base. la tarjeta de red. sino en un conector especial en el que están pinchadas llamado riser card. El factor de forma NLX es similar al LPX.2 y 13. la tarjeta de vídeo o la tarjeta de sonido. son actualmente las más populares. 4. El principal problema de estos formatos es su reducida capacidad de expansión y la dificultad de refrigerar adecuadamente microprocesadores potentes. con el fin de mejorar el flujo de aire. Los slots para las tarjetas de expansión no se encuentran sobre la placa base. Estas dos placas son compatibles con ATX. Los componentes se colocan de forma diferente que en las ATX. Mejor colocación de la CPU y de la memoria.4.1. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Entre sus inconvenientes. 11. La necesidad de este nuevo formato viene provocada por los altos niveles de calor que llegan a alcanzar las cajas y placas base ATX. reduciendo la longitud de los cables. El objetivo de este factor de forma es facilitar la retirada y la sustitución de la placa base sin herramientas. Los conectores para los dispositivos IDE y las disqueteras se sitúan más cerca. MINI-ATX Y MICROATX Las placas ATX fueron introducidas por Intel en 1995. Los conectores de la fuente de alimentación tienen una sola pieza y un único conector. El tamaño de estas placas pueden oscilar entre 4 y 5. lejos de las tarjetas de expansión y cerca del ventilador de la fuente de alimentación para recibir aire fresco procedente de este. ya que las CPU actuales y las tarjetas gráficas consumen cada vez más y más vatios. pero tuvo muy poca aceptación por parte de los fabricantes de placas base y de los usuarios. que además no se pueden conectar incorrectamente. Mini-ATX es una versión reducida de ATX que mantiene la misma disposición de sus elementos. El factor de forma microATX fue publicado por Intel en 1997. 4. El tamaño típico de estas placas es de 9 x 13 pulgadas. ya que ofrecen mayores ventajas: Mejor disposición de sus componentes. 4.1. cabe destacar que la actualización de determinados componentes obliga a desmontar gran parte del ordenador para llegar a ellos con holgura.1 pulgadas de ancho y 10.3.Unidad 1. LPX/NLX Este factor de forma lo utilizan muchos equipos de marca para ordenadores de sobremesa.1.2 ATX. Esto es 15 . de forma que podemos sustituir una placa ATX por una de estas sin problemas de ubicación o fijación. consiguiendo de esta forma el aire más fresco. La nueva disposición de los componentes permite a la CPU estar justo delante del ventilador de toma de aire.6 pulgadas de largo. como por ejemplo el módem. etcétera. pero provoca que todo el resto de la caja se caliente más al recibir el calor del micro. Conectores internos: son los conectores para los dispositivos internos. Ranuras de memoria: son los conectores donde se instala la memoria principal del ordenador. la unidad de DVD. WTX Este factor de forma fue creado por Intel en 1998 para servidores y estaciones de trabajo con múltiples CPU y discos duros. Conectores externos: permiten que los dispositivos externos se comuniquen con la CPU. 5. Ranuras de expansión o slots: son las ranuras donde se introducen las tarjetas de expansión. la memoria RAM. como por ejemplo la transferencia de datos entre la memoria.56 x 42. que limitan las posibilidades de elección de la refrigeración para el microprocesador.5. COMPONENTES DE LA PLACA BASE Los principales componentes de una placa base se muestran en la imagen. como por ejemplo el teclado o el ratón.1.54 cm. la hora. como el disco duro. . es un pequeño conjunto de programas almacenados en una memoria EPROM que permiten que el sistema se comunique con los dispositivos durante el proceso de arranque. ello hace que se puedan instalar numerosos componentes. 4.Unidad 1. La batería: gracias a ella se puede almacenar la configuración del sistema usada durante la secuencia de arranque del ordenador. Este formato no ha triunfado mucho debido a las restricciones de espacio. Pueden tener un tamaño de 35. muchas de las funciones que se llevan a cabo en el ordenador. etcétera. la CPU y los dispositivos periféricos. es donde se conectan los cables de la fuente de alimentación para que la placa base y otros componentes reciban la electricidad. La tarjeta gráfica también se colocará de forma que aproveche mejor el flujo de aire. la fecha. Conectores de energía. De esta imagen podemos destacar los puntos siguientes: 16 Zócalo del microprocesador: es el conector donde se inserta el microprocesador o CPU. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM interesante. La BIOS: Sistema básico de Entrada/Salida (Basic Input/Output System). Conjunto de chips o CHIPSET: que se encargan de controlar. También se les llama Bancos de memoria. la password y los parámetros de la BIOS. mientras que el micro tiene contactos planos en su parte inferior. los procesadores Pentium II y primeros Pentium III y los procesadores Xeon de Intel dedicados a servidores de red. La palanca que hay al lado del zócalo permite introducirlo sin hacer presión. Sin embargo. como estas placas suelen ser más baratas que el micro. de red o de sonido. el micro se inserta y se retira sin necesidad de hacer presión. Entre 1997 y 2000 surgieron los micros de slot (Slot A. si se dobla alguno es difícil enderezarlo. Este ha evolucionado desde la aparición de los primeros microprocesadores para PC. los tipos más comunes de zócalo son: ZIF (Zero Insertion Force). los pines están en la placa base en lugar de estar en el micro. La lista de zócalos y slots más populares se muestra en la tabla siguiente: 17 Zócalos Pines Socket 1 169 486 SX/DX PGA Socket 2 238 486 SX/DX/DX2 PGA Socket 3 237 486 SX/DX/DX2/DX4 PGA/ZIF Socket 4 273 Pentium 60/66 MHz PGA/ZIF Socket 5 320 Pentium >75 MHz. Una vez colocado. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 5. En este tipo de zócalo. Actualmente. El modo de insertarlos en la placa base es similar a como se colocan las tarjetas gráficas. al levantar la palanca el micro se liberará sin ningún problema.Unidad 1. Esto permitirá un mejor sistema de distribución de energía y mayores velocidades de bus. AMD K5 486 DX4 ZIF Socket 6 235 AMD K6.1. En este tipo hay que tener en cuenta la fragilidad de los pines. Slot 1 y Slot 2) para Athlon de AMD. ZÓCALO (SOCKET) DEL MICROPROCESADOR Es el conector donde se inserta el microprocesador. Pentium ZIF Socket 7 321 75/90/100 MHz ZIF Socket 8 387 Pentium Pro ZIF Slot l 242 Pentium II/III/Celeron Ranura Slot 2 330 Pentium II/III/Xeon Ranura Socket 370 370 Pentium III/Celeron ZIF Socket 423 423 Pentium 4 ZIF CPU Encapsulado . donde el micro se soldaba a la placa base o se insertaba en el zócalo y no se podía sacar. evitando que se puedan doblar las patillas. En este tipo de zócalo. el problema sería menos grave al tener que comprar una nueva placa en vez de un nuevo micro. hasta los conectores actuales. en los que es fácil cambiar el micro. Cyrix 6x86. LGA (Land Grid Array). ayudándonos mediante unas pestañas de sujeción laterales. DDRII2.Unidad 1. AMD Athlon 64 FX/64X2/64 ZIF AM2+ 940 AMD Phenom. Dual-core(65nm) Core 2 Quad Extreme (64/45 nm). la memoria RAM (Random Access Memory).Core2Duo(65/45 nm). como las de los antiguos Pentium. Pentium D (65 nm). Intel Xeon (E5 series) LGA Socket FM1 905 A-series APUs Socket LGA 775 PGA-ZIF 5. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Slot A 242 AMD Athlon Ranura Slot A (462) 462 AMD Athlon/Duron Ranura Socket 478 478 Pentium 4 (130 nm) Celeron ZIF 775 Pentium 4 (90 nm). existiendo: DIMM de 184 pines. Los módulos SIMM se introducen en ángulos de 45° y se levantan hasta que quedan sujetos por las presillas laterales. capacidad y forma de conectarse a la placa base. DDRII4.3 cm de largo. 18 . Actualmente. Core2 Quad (65/45 nm) LGA Socket 1366 1366 Intel Core i7 LGA Socket 1156 1156 Core i3. DDRII3. como DDRII1. sobre todo en placas con micro AMD. para memorias DDR2 o DDR3. los módulos más comunes son los módulos DIMM de 13. Core i7.2. ZIF AM3 y AM3+ 940 AMD Atlhon II . Estas ranuras se agrupan en bancos de uno. dos o cuatro zócalos numerados. son las ranuras SIMM. en los micros más recientes. Xeon LGA Socket BGA 559 559 Intel Dual-core Atom BGA AM2 940 Sempron. para memorias DDR. DIMM de 240 pines.AMD Phenom II PGA Socket R (2011) 2011 Core i7 (3xxx series). RANURAS DE MEMORIA Estas ranuras constituyen los conectores para la memoria principal del ordenador. Estos módulos han ido evolucionando en tamaño. Módulos SIMM Módulos DIMM En placas base más antiguas. Core i5. La memoria RAM está formada por varios chips soldados a una placa que recibe el nombre de módulo de memoria. podemos encontrar ranuras más cortas (de unos 10 cm) que las ranuras DIMM. SIS e ITE. El northbridge suele ser más grande que el southbridge y podemos encontrarlo en las placas base con un disipador o incluso un ventilador. el situado más abajo es el southbridge. El nombre de los chips del chipset se debe a su posición física en las placas que se montan verticalmente.3. cuyos circuitos independientes se acabarían integrando en un circuito único que cumpliera todas las funciones estándar del ordenador. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 5. las instrucciones y las señales de control que fluyen entre la CPU y el resto de elementos del sistema. AMD. 19 . En la siguiente figura muestra el chipset de una placa base. VIA. El chipset es un conjunto (set) de circuitos lógicos (chips) que ayudan a que el procesador y los componentes del PC se comuniquen con los dispositivos conectados a la placa base y los controlen. la memoria y los dispositivos periféricos.Unidad 1. Maxwell. Nvidia. denominados northbridge y southbridge. Los fabricantes de chipsets actuales son Intel. Maneja la transferencia de datos entre la CPU. EL CHIPSET Los avances tecnológicos permitieron replantear el diseño de las placas base. el situado en la parte superior. reduciendo su tamaño. con todo. más «al norte». Actualmente se les puede identificar porque llevan disipador o incluso el nombre de su fabricante impreso. El chipset realiza las funciones siguientes: Controla la transmisión de datos. el coste de producción y el consumo de energía. El chipset suele constar de dos chips. De esta manera se disminuía el número de chips de una placa base. también aumentaba la fiabilidad. es el northbridge. ya que trabaja a velocidades muy elevadas. es decir. Ofrece soporte para el bus de expansión (más conocido como ranuras de entrada/salida). Unidad 1. Acceso directo a memoria). red y USB integrados (solo algunos southbridge).3. como son la memoria RAM y el bus AGP o PCI Express. Controladora gráfica integrada (solo algunos northbridge). El chip southbridge en una placa base moderna ofrece las siguientes características: 20 Soporte para buses de expansión. SOUTHBRIDGE (PUENTE SUR) Es el responsable de la conexión de la CPU con los componentes más lentos del sistema. Controladoras de dispositivos: IDE. . de interrupciones. disquetera.3. Controlador de memoria. CPU Memoria RAM Northbridge Bus AGP o PCI Express Southbridge Componentes del chip Nortbridge 5. Tipo y cantidad máxima de memoria RAM soportada. de red Ethernet y de sonido. Algunos de estos componentes son los dispositivos periféricos. como los PCI o el antiguo ISA. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 5. Controla las funciones de acceso desde y hacia el microprocesador. La velocidad del bus frontal FSB. la memoria RAM y el puerto AGP o PCI Express (para las tarjetas gráficas) y las comunicaciones con el southbridge. El chip northbridge controla las siguientes características del sistema: Tipo de microprocesador que soporta la placa. SATA. El siguiente diagrama. Controladora de sonido. Velocidad del microprocesador. Control de puertos para periféricos: USB o FireWire. representa las conexiones del chip northbridge a los componentes de una placa base. Funciones de administración de energía. El southbridge no está conectado a la CPU y se comunica con ella indirectamente a través del northbridge. controlador DMA (Direct Memory Access.1 NORTHBRIDGE (PUENTE NORTE) Es el responsable de la conexión del bus frontal (FSB) de la CPU con los componentes de alta velocidad del sistema. Controlador del teclado. Número de microprocesadores que soporta la placa (para el caso de placas que puedan soportar múltiples micros).2. módem y red. SATA. Controlador de la disquetera. Actualmente. Las imágenes siguientes. el controlador PCI se inserta directamente en el southbridge. tarjeta de red. DVD y otros dispositivos. Sistema básico de entrada-salida) es un conjunto de programas muy elementales grabados en un chip de la placa base denominado ROM BIOS. FireWare Conexiones del chip southbridge a los componentes de una placa base. este es el caso de los Athlon 64.Unidad 1. Puertos de comunicación serie y paralelo. y en algunas arquitecturas más nuevas el controlador de memoria se encuentra integrado en el procesador. Y la ventaja está en que hay una conexión eléctrica menos a la placa base (la de la tarjeta de expansión a la ranura de la placa base). Antiguamente. el northbridge estaba compuesto por tres controladores principales: memoria RAM. 21 .5. LA BIOS La BIOS (Basic Input-Output System. Se utiliza para conectar discos duros. 5. COMPONENTES INTEG RADOS Las conexiones típicas de la interfaz de entrada/salida integradas en la placa base de los ordenadores actuales son las siguientes: Puertos del teclado y del ratón. El inconveniente de que estos dispositivos se encuentren integrados es que el fallo de un componente puede obligar a cambiar la placa base. que se encarga de realizar las funciones necesarias para que el ordenador arranque. unidades de CD. vídeo. 5.4. Southbridge Otros dispositivos FJCM Bus AGP o PCI Express Bus AGP o PCI Express USB. sonido. Explotación de Sistemas Microinformáticos Northbridge IDE / SATA Disquetera. bus AGP o PCI Express y bus PCI. muestran chips BIOS de diferentes fabricantes. Controlador IDE. Puertos USB. Conectores de audio. Mensajes de otros dispositivos. La BIOS de la tarjeta gráfica está diseñada para soportar todos los componentes de la tarjeta gráfica. Un mensaje indicando cómo acceder a la BIOS.1. PROCESO DE ARRANQUE Los pasos que realiza la BIOS en el proceso de arranque son los siguientes: 22 Lo primero que hace la BIOS es un chequeo de todos los componentes de hardware.5. Este chequeo o test se llama POST (Power On Self Test. 5. que proporciona al ordenador las instrucciones necesarias para usar la pantalla en el proceso de arranque. Si encuentra algún fallo. Se trata de la BIOS de la tarjeta gráfica. El nombre de fabricante de la BIOS y el número de El tipo de microprocesador y su velocidad. Mensajes de la BIOS de la tarjeta gráfica. Cuando encendemos el ordenador se puede ver brevemente un indicador en la parte superior del monitor que identifica la tarjeta gráfica. como el disco duro. . avisa mediante un mensaje en la pantalla o mediante pitidos de alarma. Autocomprobación al conectar).Unidad 1. La BIOS es la responsable de la mayoría de los mensajes que surgen tan rápido al encender el ordenador. Casi no da tiempo a verla. El test de memoria y su tamaño. Es totalmente independiente de la BIOS del sistema. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM BIOS de una placa base. La secuencia típica de mensajes es la siguiente: versión. Las placas base más modernas incorporan indicadores luminosos que permiten diagnosticar cuándo se produce el error. 5. si es un PnP BIOS. es decir. la BIOS que arranca el ordenador busca la BIOS del adaptador de vídeo y la inicia. a esta utilidad se le conoce con el nombre CMOS Setup Utility o Programa de Ayuda de Configuración CMOS. como son el teclado. La BIOS también almacena datos acerca de la configuración en un chip de memoria BIOS llamado NVRAM. como por ejemplo las tarjetas gráfica. la BIOS presenta una pantalla de resumen de datos. Para borrar el CMOS puede emplearse un reseteador de CMOS (CMOS-Reset-Jumper) o puede retirarse la pila durante unos segundos (una vez apagado el ordenador). Ejemplos son el bus PCI o el bus AGP. de edición de vídeo. la placa base disponía de una ranura AGP (de color marrón normalmente) que se utilizaba para conectar la tarjeta gráfica y ranuras PCI para el resto de tarjetas. La información sobre la tarjeta de vídeo se muestra en la pantalla del monitor (apenas da tiempo a verla). por ejemplo. SOPORTE PARA DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA Otra de las funciones principales de la BIOS es el soporte para manejar ciertos dispositivos de entrada/salida. todos los dispositivos detectados se configuran. etc. que es el canal a través del cual se comunican los distintos dispositivos del ordenador. a estas instrucciones se accede a través de las direcciones contenidas en la tabla de vectores de interrupción. Los mensajes de error que surjan ahora se presentarán en la pantalla. la BIOS comprueba los dispositivos que están presentes con sus características. de sonido. ya que los parámetros de configuración básica se escriben en una memoria CMOS. En una placa base actual podemos encontrar ranuras PCI y ranuras PCI Express de distintas velocidades.5. Para ello. A continuación. Al final de la secuencia. que se la conocía como ROM BIOS. cualquier programa que se cargue en el ordenador puede saber en qué dirección buscar para encontrar los servicios deseados. En los actuales sí se puede modificar entrando en el llamado Setup de la BIOS. no se podía modificar. el módem.6. Las primeras tienden a desaparecer y ser sustituidas por las PCI Express. CD-ROM. unidades de disco. La CMOS se alimenta permanentemente mediante una batería que suele tener forma de botón. que se carga en memoria durante el proceso de inicio del sistema. la BIOS. dentro de la BIOS se encuentran las instrucciones necesarias para acceder a estos dispositivos. Si la BIOS soporta la tecnología Plug and Play. De esta forma. En ordenadores de la época del Pentium III y IV. En los ordenadores más antiguos. la pantalla. la BIOS debe encontrarlo. Después de esto viene la información de la propia BIOS.2. Para hacer que el sistema operativo comience a ejecutarse. de este modo. el proceso de arranque continúa. La BIOS inicia una serie de pruebas del sistema. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Si el proceso POST no encuentra problemas. de red. los valores almacenados se mantienen incluso si se apaga el ordenador. Pila para CMOS 5. que se refiere al fabricante y a la versión. los puertos serie y los controladores de disco. RANURAS DE EXPAN SIÓN Son unas ranuras de plástico o slots con conectores eléctricos en las que se insertan las tarjetas de expansión. En este momento. incluida la cantidad de memoria RAM detectada en el sistema. Dentro de los datos de la CMOS se encuentra un parámetro que indica las unidades de disco y el orden en que se tiene que tener acceso a ellas para encontrar el sistema operativo. Estas ranuras forman parte de un bus. 23 .Unidad 1. Durante diez años tuvieron bastante éxito. x16. desarrollado por Intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI.3. que hace que su instalación y configuración sea más sencilla. Una ranura PCI Express con un único lañe es una ranura x1. Las tarjetas y las ranuras PCI Express se definen por el número de lanes que forman el enlace. que ofrecen mejores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda. La ranura AGP se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas. del orden de 2. AGP (ACCELERATED GRAPHICS PORT ) Puerto de gráficos acelerado. esto permitirá enviar pocos bits por cada pulso de reloj pero a una velocidad muy alta. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 5. que funcionan a 133 MHz. 1 Gb/s. de red. La PCI-X 2. A diferencia de PCI. Pronto aparecieron otras versiones más rápidas.1.0. y debido a su arquitectura. x2. 5. Actualmente han quedado obsoletas. PCI (PERIPHERAL COMPONENT I NTERCONNECT) Las ranuras PCI (siglas inglesas de Interconexión de componentes periféricos) aparecieron en los ordenadores personales a comienzos de la década de 1990.0 ofrece 266 o 533 MHz. ocho o dieciséis lanes. Usan un bus local (el bus PCI) con una capacidad de transferencia de datos de 133 Mb/s.3 Gb/s. identificables generalmente por su color blanco estándar. dos cada sentido de la transmisión. Dentro de este grupo tenemos las PCI-X 1.6. PCI Express transmite datos en serie. La figura siguiente muestra una ranura PCI-E. En las ranuras PCI se conectan dispositivos: la tarjeta de vídeo. Hay que señalar. las placas base cuentan con al menos dos o tres ranuras PCI. Una PCI Express x4 ofrece una tasa de transferencia de datos de 250 x 4 = 1000 Mb. solo puede aparecer una en la placa base.6. cuatro. Otras versiones.Unidad 1.2. hasta que en 2006 dieron paso a las PCI Express. normalmente uno. Las primeras versiones de PCI ofrecían tasas de transferencia de datos de 133 Mb/s con 32 bits a 33 MHz. módem. formado por cuatro cables. 24 . etc. es decir.1 8 muestra una ranura AGP de una placa base. o lo que es lo mismo. La Figura 3.5 o 5 Gbits/s. o plug-and-play. que un lan es un enlace punto a punto bidireccional. la tarjeta de sonido. con una tasa de transferencia máxima de 4. como las PCI de 64 bits que funcionaban a 66 MHz y la tasa de transferencia de datos era de unos 533 Mb/s. PCI EXPRESS (PCI-E O PCIE) Esta tecnología fue desarrollada por Intel en 2004 e inicialmente se le conocía como 3GIO (E/S de tercera generación). mejoran el protocolo y aumentan la transferencia de datos. 5. Ofrecen la capacidad de configuración automática. Generalmente. x8 x12. con una tasa de transferencia de datos de 1067 Mb/s. x4. como las PCI-X. un bit detrás de otro. ¿Cuál sería la tasa de transferencia para una PCI Express x16? Otra característica de PCI Express es que los dispositivos se pueden conectar a la ranura de la placa base sin necesidad de apagar el ordenador. ofrece una tasa de transferencia de datos de 250 Mb/s por cada sentido. dando lugar a configuraciones llamadas x1.6. Los conectores para salida digital de sonido SPDIF. El conector CD-IN. se trata de los jumpers SLI. Conector IDE Conector FDD Conector SATA Conector USB Otros conectores internos son: Los conectores para puertos USB adicionales. NORTHBRIDGE-FAN. tres o más tarjetas de vídeo en los conectores PCI Express x1ó. Conectores para el frontal de la caja Conector CD-IN Conector para ventiladores Conector S/PDIF Los conectores para ventiladores (fan). para conectar el cable de audio al DVD o al CD. Para los indicadores del panel frontal de la caja. Los puertos USB del panel frontal de la caja se acoplan en estos conectores. SYSTEM-FAN. Algunos son: Puerto IDE (o ATA paralelo) para disco duro. Puerto FDD para disquetera. siendo de extrema importancia consultar el manual de la placa base en el caso que queramos conectar más tarjetas. como la disquetera. 25 . aunque lo normal es encontrar tres o más: CPU-FAN. al poder conectar dos tarjetas gráficas para que produzcan una sola señal sumando la potencia de ambas. etc. Por defecto. las luces que indican la actividad del disco duro o la alimentación del ordenador. discos duros. los altavoces internos. están configurados para una tarjeta de vídeo. También podemos encontrarnos en las placas base más modernas una serie de jumpers que nos permitirán configurarlas para que puedan admitir dos.Unidad 1. lectores y grabadores de CD y DVD. SLI (Scalable Link Inferface) Es una tecnología que permite aumentar el rendimiento gráfico de nuestro PC. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 5. como mínimo debe haber uno para la CPU. el botón de reset. Estos conectores suelen estar rodeados por un marco de plástico y a menudo de diferentes colores. POWER-FAN. CONECTORES INTERNOS En este grupo se incluyen los conectores para dispositivos internos. Puertos SATA (Serial ATA o ATA serie).7. como son el botón de encendido. S/PDIF (Sony/Philips Digital Interface). puerto de juegos y conectores para el altavoz y micrófono y conector de red. que se suele nombrar en las placas base como ATX_12V (Power Connector) y el conector ATX de 24 pines (Main Power Connector). como el microprocesador. Otros además incluyen puerto de vídeo.7. Es un formato estándar para archivos de transferencia de audio.8. los ventiladores. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Jumpers SLI. puerto FireWire. un puerto serie. de esta manera. conectores de salida S/PDIF. etcétera. Permite transmitir sonido de forma digital de un dispositivo a otro. que se utilizan para conectar dispositivos periféricos al ordenador: dos puertos PS/2 para conectar el ratón y el teclado. sin las posibles pérdidas de calidad asociadas a la transmisión analógica. el puerto hace que el dispositivo periférico esté disponible para el usuario. Se inserta dentro del puerto para hacer la conexión entre el ordenador y el dispositivo periférico. Algunos de ellos son el conector ATX de 12 voltios de 4 pines. Conector ATX 12V. La mayoría de los ordenadores actuales de estilo ATX incluyen los siguientes puertos de entrada/salida.1. 26 . El conector está en el extremo del cable adjunto al dispositivo periférico. 5. CONECTORES EXTERNOS Para conectar los dispositivos periféricos al ordenador se utilizan conectores. la placa base suministrará la corriente a los componentes que se conectan a ella. Conector ATX. CONECTORES DE ENERGÍA Estos conectores sirven para conectar los cables de la fuente de alimentación a la placa base.Unidad 1. un puerto paralelo y dos o más puertos USB. 5. la memoria. las tarjetas de expansión. Hembra) para conectores tipo hembra o M (Male/ Macho) para conectores de tipo macho. La mayoría de los ordenadores fabricados actualmente incluyen dos puertos PS/2 idénticos. 5. que responde al número de puerto serie de que se trata. Muchas placas base actuales no disponen de puerto serie. se utiliza para conectar el teclado y el ratón. Conector DB-25M Conector DB-9M El sistema operativo identifica los puertos serie como puertos COM seguido de un número. vagamente parece una D. sin embargo. si nos fijamos.8.8. debido a la forma del conector. todos estos conectores pasaron a denominarse con el prefijo DB. A los puertos serie se les llama conectores Tipo D. relegándolos a tareas con pocas necesidades de transferencia de información. Después.Unidad 1. el teclado y el ratón se tienen que colocar en su conector correcto. el puerto de color verde es el del ratón y el de color lila es el del teclado. El conector PS/2 o Mini-DIN de 6 pines utiliza seis pines distribuidos en una circunferencia alrededor de una llave rectangular que asegura la correcta alineación del conector en el puerto. PUERTOS SERIE Su nombre proviene de la forma en que se envían los datos. ya que se suele utilizar el puerto USB.1. aunque también se utilizaban para conectar dispositivos lentos. 27 . Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Puertos en un ordenador. que proporciona más velocidad en la transferencia de datos. Son fáciles de reconocer en la parte posterior del ordenador. La mayoría de las denominaciones de estos conectores empiezan por DB seguido de un número que indica el número de contactos (o pines) del conector y una letra F (Female. de lo contrario no funcionarían. porque tienen un conector macho Tipo D de 9 o 25 pines. PUERTOS PS2 PARA TECLADO Y RATÓN El puerto PS/2.2. llamado así porque fue IBM el primero que lo introdujo en su ordenador PS/2. transmitiendo un bit tras otro en una serie y de forma asíncrona. 5. como los módems. Es fácil identificarlos por los colores. El dispositivo periférico más utilizado para el puerto serie era el ratón. Esto le limita por lo que respecta a su potencia de transmisión. como por ejemplo las unidades Zip. ratones. y dispositivos de una velocidad mayor. webcams. discos removibles. Amplia variedad de dispositivos disponibles: teclados. en este caso hemos de bajar de Internet los controladores de la página web del fabricante si al dispositivo no le acompaña un disquete o CD de instalación. Actualmente. ya que se envían más datos simultáneamente.0. 5.4. hoy en día solo se utilizan en equipos antiguos.8. mientras que los dispositivos se acoplarán al concentrador. módems. los reconoce automáticamente e instala los controladores. pero los transmite más rápidamente que el puerto serie. los puertos serie y paralelo están prácticamente obsoletos. USB 2. aunque en los últimos años empezó a utilizarse para dispositivos de almacenamiento externo. o bien el sistema operativo solicita al usuario los controladores correspondientes. CD-ROM y DVD-ROM externos. soporta velocidades de transferencia de datos de 480 Mb/s (60 megabytes/s). transmite los datos de bit en bit. reciben su nombre debido a la forma en que envían y reciben la información. USB 1. Las características que ofrece un puerto USB son las siguientes: 28 Proporciona al ordenador capacidades Plug and Play para los dispositivos externos.1. En su versión inicial. impresoras. La versión más reciente. Esto hace que el puerto paralelo sea más rápido que el puerto serie. como Windows 98. Un HUB es un dispositivo que contiene puertos USB para la conexión de dispositivos adicionales. sintonizadores de TV. . para la impresora o para aplicaciones especiales. El puerto paralelo está asociado con la conexión de la impresora. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 5. Se espera que en un futuro termine reemplazando a los puertos serie y paralelo de los ordenadores personales. teclados) que se conectan al puerto USB del ordenador y disponen de puertos USB que pueden utilizarse para conectar más dispositivos. Se pueden conectar dispositivos USB al ordenador sin necesidad de reiniciarlo (conectar «en caliente»). PUERTOS USB El Bus Serie Universal o USB es un tipo de interfaz que soporta dispositivos periféricos de baja velocidad.8. Los puertos paralelo en un ordenador son conectores hembra DB-25.Unidad 1. y al igual que el puerto serie. Al igual que los puertos serie. Esta es compatible con los dispositivos USB 1. de tal forma que será el concentrador lo que se conecte al puerto USB del ordenador. plotters o escáneres. escáneres. ya que su arquitectura y modo de funcionamiento es diferente. El USB es un puerto serie. El sistema operativo. etc. ya que suelen llevar dos o cuatro conectores USB. unidades Zip. discos duros externos. También hay dispositivos (monitores. adaptadores de red. PUERTOS PARALELO También se les conoce con el nombre LPT o puertos de impresora. por ejemplo Windows XP o Vista.1 alcanzaba velocidades de transferencia de datos de 12 Mb/s (megabits por segundo). apodado USB de alta velocidad. como las cámaras digitales. En este caso. Sería necesario un concentrador o HUB. como teclados o ratones. impresoras de inyección de tinta. la información se envía mediante 8 bits en lugar de utilizar un bit. aunque no todos se pueden conectar directamente al ordenador.3. La interfaz USB permite conectar hasta 127 dispositivos. cámaras digitales. Poco a poco este puerto está siendo desplazado por el puerto USB. denominada RJ-45. o más conocido como FireWire.Unidad 1. aunque actualmente muchos ordenadores traen también conectores Tipo A en la parte frontal.8. como las cámaras de vídeo digitales o las cámaras fotográficas digitales. 5. micrófono. Las versiones más recientes de IEEE 1394 que se están desarrollando ofrecerán velocidades de 800 Mb/s (megabits por segundo) a 1. De color rosa. salida central/subwoofer.5 mm. La interfaz IEEE 1394 comparte características con la interfaz USB. De color gris. A este puerto se conecta un conector macho de Tipo A. ambos son buses de alta velocidad. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM etcétera. se trata de los conectores 1394a-2000. que suelen estar codificados por colores: 29 De color naranja. El número máximo de dispositivos que soporta es 63. es una clavija similar a la utilizada para el teléfono pero más ancha. altavoces delanteros. De color negro. y 1394a-1995. 5.5. Los conectores más utilizados por IEEE 1394 se muestran en la siguiente figura. Los más habituales son los de altavoces. altavoces laterales. El nombre genérico del estándar es Bus serie de alto rendimiento.6 Gb/s (gigabits por segundo). A este puerto se conecta un conector macho de Tipo B. con un ancho de seis pines.6 CONECTOR DE RED Muchas placas base actuales llevan integrado el conector para conectar el ordenador a una red Ethernet. Puerto Tipo B: Se encuentra en los dispositivos USB. De color verde.7. entrada de línea y entrada de micrófono. Plug and Play e intercambiables en caliente. FireWire es una marca registrada de Apple Computer. son más cuadrados y de tipo hembra. son de tipo hembra y tienen una típica forma rectangular. PUERTOS FIREWIRE El estándar IEEE 1394. De color azul claro. define las especificaciones para un bus serie de alta velocidad para dispositivos que realmente funcionan a alta velocidad. . otros fabricantes como Sony utilizan el nombre i. CONECTORES DE AUDIO Son conectores mini-jack de 3. La interfaz USB utiliza solamente un tipo de cable con un conector macho tipo A en un extremo y un conector macho Tipo B en el otro extremo. 5. altavoces traseros.Link. Los puertos y conectores USB son de dos tipos: Puerto Tipo A: Suele estar situado en la parte posterior del ordenador. entrada de línea.8. ya que se utilizan en cámaras de vídeo digital. denominados mini-DV.8. como se aprecia en la siguiente figura.Unidad 1. a los puertos SATA de la placa base. vemos una ranura de expansión. 5. debido a la utilización de los puertos USB para esta conexión. Durante años se ha usado el conector analógico o VGA de 15 pines mini sub DB 15. sin necesidad de abrir el ordenador y conectarlo a la placa base.8. En la figura que observamos a la derecha. pensada para estos monitores. 5. 5. Los monitores CRT suelen utilizar el conector DB-15H de tipo analógico.9. incluso frontales multifunción externos. La conexión del monitor al ordenador se realiza por medio del puerto de vídeo DB-15F. Este puerto viene a veces integrado en la placa base. PUERTO PARA JOYSTICK/MIDI Se trata de un conector de 15 pines DB15 hembra que permite acoplar un joystick para juegos. PUERTOS VGA. Por este motivo apareció un tipo de interfaz visual digital DVI (Digital Visual Interface). Actualmente ya casi no se usa. el conector DVI ha sido sustituido por el conector HDMI. DVI Y HDMI Se utilizan para conectar el monitor al PC. Puerto VGA Conector VGA Conector HDMI Puerto DVI Conector DVI Conector HDMI Sin embargo. los monitores LCD pueden aceptar directamente la información en formato digital. al ser digitales. 30 . Como se aprecia. Este conector. Se utilizan para conectar el PC a un sistema externo de audio. PUERTO ESATA (SATA EXTERNO) Muchas placas base actuales. permite la transmisión de vídeo y audio en alta definición.8. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM En placas base más modernas.8.10. incluyen la conexión SATA externa. que nos permitirá conectar discos duros SATA de forma externa. cableamos los puertos externos.8. también se encuentran los conectores S/PDIF redondos para cable coaxial (RCA) o cuadrados para cable óptico (conector TOSLINK). Actualmente. que me añade dos puertos e-Sata al ordenador. cubierta.). que en 31 . El chasis. hay multitud de tipos de cubiertas. que dependerán del escenario donde se vaya a utilizar el ordenador. en la imagen se muestra una caja que posee tres bahías exteriores para unidades de 51/4 pulgadas (CD-ROM. la estructura metálica que sirve de soporte para montar las otras partes. las herramientas que serán necesarias. LA CUBIERTA Constituye la parte exterior de la caja y se adhiere al chasis. Debe ser una estructura rígida y resistente. y que hace de soporte y protege los dispositivos instalados dentro de ella. En la actualidad. DVD. discos duros. Los bordes y las esquinas del chasis deben estar redondeados para evitar posibles cortes o heridas al insertar otros componentes. Como se puede observar. los componentes a utilizar. Existen cajas de diferentes formas. suele incluir los conectores frontales de los led y de los interruptores. Por ejemplo. con diferentes materiales y colores. se puede apreciar el chasis vacio de un ordenador. cableado LED/SW y fuente de alimentación. EL CHASIS En la imagen de la izquierda. por eso es necesario que se adapte al factor de forma de la placa base y que disponga de las suficientes bahías para las unidades de disco que queramos instalar (CD-ROM. etc. La caja es el componente sobre el que se montará el resto de los dispositivos del ordenador. ya que los dispositivos que se montan en ella no pueden ser flexionados. La mayoría de las cajas tienen una serie de componentes y partes comunes: chasis.1. estilos y colores. DVD. 6. etc. el orden de instalación. LA CAJA DEL ORDENADOR Vamos a estudiar los pasos esenciales para el montaje del hardware de un ordenador. 6. etcétera. La mayoría de los ordenadores utilizan varios tornillos para asegurar la cubierta al chasis.Unidad 1. El factor de forma de la caja define además la organización interna y los componentes que son compatibles.2. es el “esqueleto” del ordenador.) y una exterior de 31/2 pulgadas para discos flexibles o unidades lectoras de tarjetas. tamaños. aunque también existen sistemas sin tornillos. panel frontal. que no pueda doblarse ni torcerse fácilmente. Para ello se utilizarán las fotografías del montaje de un equipo informático como base de las explicaciones teóricas. las medidas de seguridad que se deben adoptar. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 6. que emplean agujeros para sujeción o cierres por deslizamiento. unidades de tarjeta (SD. Hay dos tipos: las bahías para unidades internas. Se utilizan para montar unidades de discos flexibles. Existen diferentes factores de forma. CD-ROM. Normalmente. El botón de reinicio se suele usar cuando el ordenador se detiene o bloquea y no responde a las órdenes del usuario.). por lo que no todas las fuentes de alimentación sirven para todas las cajas. Si queremos una de mayor calidad o potencia. etc.Unidad 1. Ordenadores transparentes. Las bahías para unidades. las fuentes que se vende de forma conjunta con una caja suelen ser de una potencia media-baja. 6. etcétera. que realmente están situadas dentro del chasis. miniSD. El botón de encendido está conectado a la placa base mediante un cable de dos hilos etiquetado como Power SW. se deben comprar ambas por separado. Estos conectores disponen de unos cables diferenciados que será necesario conectar a la placa base siguiendo sus especificaciones. con luces de neón.). Memory Stick. DVD y similares. contiene los botones o interruptores de encendido y de reinicio (o reset). Es necesario elegir cuidadosamente el modelo de la fuente de alimentación a fin de que encaje con el formato de la caja y además con el tipo de conexiones de alimentación 32 . uso del disco duro. discos duros.4. pero permiten el acceso a ellas desde el exterior. y las bahías para unidades externas o exteriores. VD en el ordenador. Además. EL PANEL FRONTAL Y CABLEADO LED/SW El panel frontal cubre la parte delantera de la cubierta y muestra información al usuario acerca del estado del ordenador mediante luces LED (encendido. que permitirá encender o apagar el ordenador según la intensidad y la duración con la que presionemos el botón. A la hora de elegir la caja de un ordenador. Se utilizan normalmente para las unidades de discos CD-ROM. que están situadas completamente en el interior de la caja sin salida al exterior y que se emplean para montar unidades como discos duros (que no necesitan un acceso desde fuera del equipo).3. con formas. LA FUENTE DE ALIMENTACIÓN La fuente de alimentación tiene la función de proporcionar electricidad a los componentes internos del ordenador. Otra de las características de este panel será el número de conectores USB y si dispone de conectores de audio (salida y micrófono) en el frontal de la caja. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM combinación con el chasis permiten modificar el aspecto del ordenador a gusto del usuario. etc. una de las características que se deben tener en cuenta es si dispone de una fuente de alimentación ya insertada o es necesario añadirle una propia. Está conectado también a la placa base mediante un cable de dos hilos etiquetado como Reset SW. 6. en la actualidad suelen tener forma de cuadrado o rectángulo negro y se conectan a un zócalo especial de la placa base que se denomina socket a una ranura especial o slot. esto es justificable por lo siguiente: 33 Los nuevos sistemas operativos utilizan muchos recursos de la máquina. En la actualidad. ARQUITECTURA INTERNA A medida que evoluciona la electrónica también lo hacen los microprocesadores y se van integrando dentro del micro más componentes que hacen que sean cada vez más potentes y rápidos. EL PROCESADOR Es el componente principal del ordenador. Los nuevos formatos de audio o vídeo comprimido (DivX. como compresiones de archivos.Unidad 1. Procesador de socket Procesador de slot 7. normalmente medida en vatios.1. consolas de videojuegos. Otro punto importante es el de la potencia de la fuente de alimentación. etcétera. se encarga de llevar a cabo las operaciones matemáticas y lógicas en un corto periodo de tiempo y además decodifica y ejecuta las instrucciones de los programas cargados en la memoria RAM. Hasta la fecha no existía ningún problema. no se necesitan los mismos recursos para trabajar con herramientas ofimáticas que para trabajar con complejas aplicaciones multimedia. teléfonos móviles. y la mayoría de las fuentes presentes en el mercado servían para casi cualquier configuración. etcétera. tarea llevada a cabo por el micro. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM de nuestra placa base. y realizan más trabajo en menos tiempo. Tiene que ser lo suficientemente potente para suministrar energía a todos los componentes del equipo. H264). se descomprimen en tiempo real. En el mercado también se otorga una importancia cada vez mayor al nivel de ruido que emiten estos dispositivos. . Para elegir un microprocesador hay que tener en cuenta para qué vamos a utilizar el ordenador. Dirige y controla todos los componentes. a diferencia de videos y archivos de sonido normales. el procesador venía soldado y no podía cambiarse por otro más moderno. En los ordenadores antiguos. allá por la década de 1980. 7. por ejemplo. Físicamente es un circuito integrado o chip formado por millones de minúsculos elementos electrónicos (casi todos transistores) integrados en una misma placa de silicio. con el uso de tarjetas gráficas de última generación y alto consumo energético. Puede tener varios tamaños. electrodomésticos. y se intenta instalar fuentes. de alimentación silenciosas. dependiendo del tipo de máquina donde se va a colocar: ordenadores. renderizado de dibujos en 3D. es conveniente elegir una fuente de alimentación que permita el uso de estos dispositivos sin apuros. PDA. Los últimos micros sobrepasan la barrera del GHz. L1 Bus posterior Caché de nivel 2. El procesador de doble núcleo es una CPU con dos núcleos diferentes en una sola base cada uno con su propio caché. la unidad aritmético-lógica y los registros). como edición de imágenes.1. L2 FSB (Bus frontal) Bus de control Bus de direcciones Bus de datos Diagrama de bloques de las arquitecturas anteriores. como videojuegos o pesados programa de números. Con ella se consigue mejorar el rendimiento del sistema eliminando los cuellos de botella que se podrían llegar a producir en las arquitecturas tradicionales. Las nuevas prestaciones que aporta la tecnología de doble núcleo permitirán ejecuta aplicaciones multimedia y de seguridad con un desempeño excepcional. sin que el rendimiento de uno se vea afectado por el 34 . DIAGRAMA DE BLOQUES DE LAS CPU ACTUALES Los primeros micros constaban de los componentes básicos que se vieron en el tema 2 (la unidad de control.1. vídeo o mezclas de audio. Actualmente se trabaja con arquitecturas de doble núcleo. tanto en el mismo trabajo como en tareas completamente diferentes.Unidad 1. a la vez que se descarga música o se activa un programa de antivirus. Cada vez que aparecía un modelo nuevo en el mercado. se podrán ejecutar varias aplicaciones simultáneamente. este incorporaba alguna funcionalidad nueva que le hacía más rápido y potente. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 7. es como si se tuvieran dos cerebros que pudieran trabajar de manera simultánea. Unidad de control Unidad de decodificación de instrucción ALU FPU Caché interna de nivel 1. se crea contenido digital. 533 MHz. FPU (Floating Point Unit). BSB (Back Side Bus). Se conoce con varios nombres: coprocesador matemático. La tecnología de doble núcleo. CARACTERÍSTICAS 7. 1000 MHz.Unidad 1. por ejemplo. 800 MHz. La caché es una “minimemoria” más rápida. el núcleo del procesador y la caché de nivel 2. 7. Bus posterior. 1333 MHz o 1600 MHz. moderando así el consumo energético. de nivel 1 y de nivel 2.2. Con ello se consigue elevar la velocidad de ejecución de las aplicaciones informáticas. Controladores de memoria integrada Caché L2 CPU 2 Caché L1 Instruc. FSB (Front Side Bus). 35 . Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM rendimiento del otro.1. Es la interfaz entre la caché de nivel 2 del procesador y la placa base. Todos los micros modernos tienen dos velocidades: Velocidad interna: es la velocidad a la que funciona el micro internamente. Bus que conecta la CPU con la placa base. LA VELOCIDAD La velocidad de un micro se mide en megahercios o gigahercios (1 GHz= 1OOOMHz).2. de baja latencia y gran ancho de banda. 550 MHz. En la CPU de doble núcleo se añaden los siguientes elementos: Unidad de punto flotante. es la velocidad a la que el micro se comunica con la placa base. Velocidad externa o del bus de sistema: también llamada Velocidad FSB. que hace que sea más rápido el acceso a la RAM.20 GHz. El ancho de este bus es de 256 bits. 2 GHz o 3. El ancho de este bus es de 64 bits. Bus Frontal. por ejemplo. Un bus de transporte con mayor ancho de banda para lograr unas comunicaciones de E/S de alta velocidad. sin que por ello la temperatura del equipo informático se eleve en demasía. CPU1 CPU 2 CPU 1 Caché L1 Datos CPU2 Caché L1 Datos CPU1 Caché L2 CPU 1 Bus de transporte (de alta velocidad) Diagrama de bloques de las arquitecturas de doble núcleo. L2 CPU2 Caché L1 Instruc. además de contener dos CPU con sus caches L1 y L2 incorpora: Un controlador de memoria DDR integrado. La caché del procesador. que guarda copias de los datos que son usados con mayor frecuencia. unidad de procesamiento numérico (NPU) y el procesador de datos numérico (NDP). La memoria caché es usada por el procesador para reducir el tiempo necesario en acceder a los datos de la memoria principal. Es la interfaz entre la caché de nivel 1. o L2. lo cual significa que puede disipar (por diversas vías: disipador. Estas características las podemos encontrar en los manuales de la placa base o del procesador. El disipador se conecta a la placa base mediante un conector CPU-FAN. LA ALIMENTACIÓN Los microprocesadores reciben la electricidad de la placa base. una CPU de un ordenador portátil puede estar designado para 20 W TDP. Por ejemplo: Un Pentium D a 3. Para evitar el calentamiento se utilizan disipadores de calor que suelen incluir un ventilador. como. muy rápida y de pequeño tamaño.3.5). Normalmente se coloca entre el procesador y el disipador una pasta térmica para ayudar en la transferencia de calor..3 voltios.5.5).6 GHz utiliza un bus (FSB) de 800 MHz. que guarda copias de los datos que son usados con mayor frecuencia.4 voltios. Existen dos voltajes distintos: Voltaje externo o voltaje de E/S: permite al procesador comunicarse con la placa base. y una segunda caché. Puede ocurrir que se caliente demasiado y se produzcan serios problemas.5 da 3600. Disipador con su ventilador. suele ser de 3. Voltaje interno o voltaje de núcleo: es menor que el anterior (2. 7. 1. La caché es una «minimemoria» más rápida. reinicios espontáneos del sistema.2.2. ventilador. 36 . de la forma siguiente: Pentium D 3. este último dispone de un multiplicador que indica la diferencia de velocidad entre la velocidad FSB y el propio micro. Por ejemplo. para que controle su velocidad y funcionamiento. El disipador extrae el calor de la CPU y el ventilador enfría al disipador. J La memoria caché es usada por el procesador para reducir el tiempo promedio necesario en acceder a los datos de la memoria principal.2. o L1. el multiplicador será 4.. en la actualidad se utiliza el Thermal Design Power (TDP) (algunas veces denominado Thermal Design Point) para representar la máxima cantidad de calor que necesita disipar el sistema de refrigeración de un ordenador. por ejemplo.Unidad 1. Los más modernos incluyen también en su interior un tercer nivel llamado L3. LA MEMORIA CACHÉ Una de las características de los microprocesadores es la memoria caché. ya que 800 x 4.6 GHz (800 x 4.) 20 W de calor sin exceder la máxima temperatura de funcionamiento para la cual está diseñado el chip. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Dado que la placa base funciona a una velocidad y el micro a otra. que es más grande que la L1 aunque menos rápida. ¿Cuánto valdrá el multiplicador para un AMD Athlon a 750 MHz que utiliza un bus de 100 MHz? La respuesta es 7. El consumo de energía de la CPU está ligado a su velocidad de proceso y a la actividad interna.5: AMD Athlon a 750 MHz (100 x 7. la caché de nivel 2. Todos los procesadores actuales tienen una caché de nivel 1. 7. Además de estos voltajes.8 voltios) y le permite funcionar con una temperatura interna menor. Algunas de estas 70 nuevas instrucciones optimizan el rendimiento en apartados multimedia. Con la aparición del Pentium MMX. Fueron agregadas 32 nuevas instrucciones con el fin de mejorar la velocidad de ejecución. que permite soportar datos de 64 bits. Para . 7. con lo que tiene una serie de limitaciones: 37 Números en rango 232. tareas típicas en una pequeña o mediana empresa. ARQUITECTURAS DE 32 Y 64 BITS Cuando se habla de arquitecturas de 32. Instrucción única. donde con una sola instrucción puede llevar a cabo varias operaciones. fue presentada en los procesadores Intel Core 2 Duo y Xeon. llamado Prescott.4. Los nuevos procesadores Intel Wolfdale de 45 nm ya disponen de estas instrucciones. con el fin de establecer esta extensión como un estándar en la industria del software. o al ancho de los buses de datos o de direcciones. ocurre lo que es conocido como un overflow o underflow.3. brindando nuevas instrucciones matemáticas y manejo de procesos (threads). datos múltiples). 64 o 128 bits se hace referencia al ancho de los registros con los que trabaja la ALU. SSE4 es una mejora importante del conjunto de instrucciones SSE.Unidad 1. respectivamente. SSSE3 (Supplemental SSE3) es una mejora menor de esta extensión. El Pentium IV añade las instrucciones SSE2 (Streaming SIMD Extensions 2). pudiendo hacer hasta cuatro operaciones en coma flotante por cada ciclo de reloj. lo cual se incrementa notablemente comparado con un procesador de 32 bits. mientras que otras aceleran el acceso a la memoria. La extensión SSE3 fue introducida con el núcleo del Pentium 4 5xx. 144 nuevas instrucciones. Con la llegada del Pentium III en 1998 se incorporaron al micro 70 nuevas instrucciones. Las instrucciones SSE pueden emplearse simultáneamente con la FPU o con instrucciones MMX. como la reproducción de vídeo MPEG-2 o el reconocimiento de voz.3. Sus ventajas son: Las instrucciones SSE permiten efectuar cálculos matemáticos con números con coma flotante. Fue presentada en 2007. algunas de ellas capaces de manejar cálculos de doble precisión de 128 bits en coma flotante. Intel ha trabajado con fabricantes de aplicaciones y de sistemas operativos.1. este rango dinámico se hace 264 (puede representar números desde 0 hasta 18446744073709551615). Paralelamente. Extensiones SIMD de flujo de datos). INSTRUCCIONES ESPECIALES Estas tecnologías intentan aumentar el rendimiento de las aplicaciones multimedia y en 3D. también conocidas como MMX-2. En los procesadores AMD se incorporó en el núcleo llamado Venice. con su especificación 3DNow! MMX permite que la FPU (Unidad de Coma Flotante) actúe con varios datos simultáneamente a través de un proceso llamado SIMD (Single Instruction. en caso de que una operación dé como resultado un número superior o inferior a este rango. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 7. DIFERENCIAS ENTRE 32 Y 64 BITS Las arquitecturas de 32 bits estaban enfocadas para ejecutar aplicaciones de cargo pequeña o media. Este límite implica que toda operación realizada se encuentra limitada a números en un rango de 232 (puede representar números desde 0 hasta 4294967295). GIF y MPEG) y presentaciones gráficas en 3D. La arquitectura de los ordenadores de 64 bits tiene integrados registros que son de 64 bits. La idea es reducir el número de operaciones necesarias para realizar las tareas. al contrario que las MMX. que solo los realizan con números enteros. Al utilizar un procesador de 64 bits. Múltiple Data. Lo forman un conjunto de instrucciones incorporadas en el procesador que utilizan la matemática matricial para soportar los algoritmos de compresión y descompresión de gráficos (como JPEG. llamadas SSE (Streaming SIMD Extensions. la empresa AMD saca el K6.2. 7. surge la tecnología MMX (MultiMedia eXtension). en cambio. NEC. Es precisamente ese afán de superación el que ha hecho progresar tanto y tan rápido la tecnología.Unidad 1. Hewlett-Packard. IIT. 8. Cada nueva generación de procesadores incorporan no solo algunas mejoras con respecto a la velocidad de procesado. etcétera. Harris. Intel Core 2 Duo (letra E y L en su número de procesador). ya que son las empresas que han soportado el peso del desarrollo de estos.1. con dos núcleos de ejecución. Cada tipo de microprocesador es un mundo y cada uno tiene una serie de características y propiedades que lo hacen mejor o peor que otros modelos. ya que el traslado continuo de información de un medio (disco duro u óptico) puede hacer que una aplicación se torne sumamente lenta. nuevas tecnologías. Chips & Technologies. Nexgen. entre otras cosas.1 MHz y con un ancho de bits de 4 bits. No obstante. en 2003 empezaron a ser introducidos masivamente en los ordenadores personales (previamente de 32 bits) con las arquitecturas x86-64 y los procesadores PowerPC G5. Hitachi. presentado en 1971. Los microprocesadores de 64 bits han existido en los superordenadores desde 1960. transmisión de datos. Texas Instruments. a menos que esta radique directamente en memoria RAM. formando cuatro núcleos. Apple. Esta limitación puede ser grave para aplicaciones que manejan volúmenes elevados de información como bases de datos en niveles de tera-byte. Límite memoria 4 Gb. este tipo de comentarios es erróneo. no todo el software (sea sistema operativo o aplicación) está diseñado para explotar los recursos ofrecidos por un procesador de 64 bits. los Core Duo acceden a ella un núcleo por vez. La arquitectura de 32 bits se encuentra en la incapacidad de mapear/controlar la asignación sobre más de 4 Gb de memoria RAM. MODELOS DE PROCESADORES PARA EQUIPOS DE SOBREMESA Los fabricantes de procesadores desarrollan sus productos en función del tipo de ordenador sobre el cual se van a montar. que en algunos casos han superado en prestaciones a los de Intel o AMD. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM aplicaciones matemáticas y científicas que requieren de gran precisión. su ejecución en eficiencia y velocidad será idéntica a la de utilizar un procesador de 32 bits. ya en su fase de desarrollos independientes. IBM. DEC o Renaissance Microsystems también han desarrollado microprocesadores. . Siemens. sino también saltos técnicos que hacen referencia a la eficacia de procesado. Con frecuencia podemos oír comentarios del estilo de AMD (o Intel) es el mejor o mejor que el otro. Son dos procesadores Core 2 Duo encapsulados en un mismo zócalo. El primer microprocesador comercial fue el Intel 4004. ya sea colaborando ambas empresas. para facilitar el diseño de una calculadora. sobre todo. el uso de esta tecnología puede ser imprescindible. velocidad. Los Core 2 Duo se diferencian de los Core Duo. es necesario recordar que fabricantes tan conocidos como Zilog. sin embargo. en que los dos núcleos pueden acceder a la caché al mismo tiempo. Intel Core 2 Quad o Intel Quad Core (letra Q). 8. Actualmente. Este procesador tenía 2250 transistores y trabajaba a 0. Motorola. Sin embargo. destacando entre sus líneas de trabajo los procesadores siguientes: 38 Intel Core Duo. hablar de Intel y de AMD. mejoras de diseño. MICROPROCESADORES INTEL Y AMD Hablar de procesadores es. No podemos afirmar que uno u otro sea mejor sin más. los procesadores de 64 bits se imponen. El hecho de que los dos núcleos puedan acceder a la caché al mismo tiempo hace al micro más rápido. Cyrix. con un rendimiento y una eficiencia energética mayores. 8. Cada núcleo cuenta con una unidad de caché independiente. Diseñado actualmente para el socket AM2 (en 90 nm y 65 nm SOI). MODELOS DE PROCESADORES PARA PORTÁTILES Son procesadores que buscan bajo consumo energético y generar menos calor. con una nueva versión basada en la vanguardista tecnología de 45 nm. de cuádruple núcleo (letra X). Monta 6 núcleos y 12 hilos de proceso con tecnología HyperThreading. Monta 8 multihilos con tecnología Intel HT. Intel Core i7 Extreme Edition.2. Los i4 montan 4 subproceos. AMD Phenom II. Incorpora la tecnología Intel HyperThreading. Este procesador incluye el acelerador para medios gráficos HD. Es un procesador optimizado para la multimedia. microprocesador de 64 bits multinúcleo. Actualmente. gráficos Intel HD y 2 canales de memoria DDR3 a 1333 Mhz. Mejora el rendimiento del i3 y del i5. ofreciendo excelentes prestaciones para videojuegos. videos. dependiendo del tamaño de la caché. Intel Core i3. hasta 8 MB de memoria caché.66 Ghz. que utiliza un sistema de circuitos infundido por hafnio. Montan tres niveles de caché (L1. teniendo la caché L3 8 MB. Tiene 8 MB de memoria caché y 3 canales de memoria DDR3 a 1066 Mhz. 2. AMD Phenom es el nombre dado por AMD a la primera generación de procesadores de tres y cuatro núcleos. Las velocidades del núcleo oscilan entre 30. mayores velocidades de reloj y unas tecnologías de microarquitectura mejorada. con tecnologías específicas para dar mayor autonomía y recursos a los equipos portátiles: 39 Intel Centrino Core 2 Duo (letra T en su número de procesador). llegando hasta los 25 W TDP en algunos modelos (muy cercanos a los procesadores ULV. 4 MB de caché y 2 canales de memoria DDR3 a 1333 Mhz. videojuegos). L2 y L3).33 GHz a 3. Intel Centrino 2 Core 2 Duo incorpora un bus de sistema más rápido (de hasta 1066 MHz).6 MHz y con una caché L3 de 2048. los procesadores que monta intel para los portátiles son el Core i3. así como avanzadas prestaciones 3D. Tiene compatibilidad con memorias DDR3 y en la pequeña disminución en el consumo energético. Esto se .4 GHz.6 GHz. Es el modelo alto de gama. Al igual que sus competidores de Intel.93 y 2. reproducción de películas y edición de imágenes y vídeo de alta definición (HD).2 millones de transistores. que permite a cada núcleo del procesador trabajar en dos tareas al mismo tiempo.06. Mejora las prestaciones de i5. es decir. que proporciona una reproducción de vídeo fluida y de alta calidad. siendo excelente en el tratamiento de la multitarea y en la edición de gráficos (imágenes. con una velocidad entre 1. Core i5 y Core i7.8 y 2.5 GHz a los 3. Mejora todo lo anterior. AMD Athlon 64 x2. Trabaja con memoria DDR3 a 1333 Mhz. con un bus HyperTransport HT de 2000 MHz y soporte de memoria DDR2 y conjunto de instrucciones SSE3. Ultra-Low Voltaje). Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Intel Core 2 Extreme. En los Quad Extreme con la letra QX podemos hablar de una auténtica CPU de cuatro núcleos que aprovecha todas las ventajas de la tecnología Core2. esta familia de procesadores tienen un uso eficiente de la energía. Tiene 4 subprocesos.93 Ghz. mejorando la respuesta a tareas como editar fotos y jugar a videojuegos. Tienen La velocidad de la CPU oscila entre los 2. Intel Core i7. La caché es de 12 MB y monta 3 canales de memoria DDR3 a 1066 MHz. y tiene entre 154 a 233. La velocidad del núcleo es de 3. Las velocidades a las que trabaja oscilan entre 3. lo que permite maximizar el rendimiento y el ahorro energético.Unidad 1. Intel Core i5. ya no fabrica procesadores específicos para portátiles.6 Ghz y 2. AMD Opteron. una virtualización optimizada. a que la nueva tecnología de procesadores de Intel. esta serie. ML. que se ha diseñado para posibilitar implementaciones de servidores más seguras. potencia y rendimiento mejorados para robustos entornos de procesamiento múltiple: Intel Xeon. 40 . el procesador Intel Xeon serie 5600 brinda protección contra ataques de software malicioso. AMD ofrece desde el AMD Athlon™ II Dual-Core Mobile Processors for Notebook PC’s. que ofrece mejor rendimiento. AMD Turion™ II Dual-Core Mobile Processors hasta el AMD Phenom™ II Black Edition Quad-Core Mobile Processors. El procesador Intel® Xeon® serie 5600 regula de forma automática el consumo de energía y ajusta de forma inteligente el desempeño de servidores en respuesta a sus necesidades. para que obtengas superior valor y eficiencia energética. Se estima que para 2010-2011 tendrán integrados hasta 80 núcleos en un microprocesador (los llamados procesadores multicore). Al igual que ocurre con Intel. pero que su característica más importante es que están diseñados para formar sistemas multiprocesadores con hasta 18 CPU en la misma placa base. optimizan el consumo eléctrico. dado que las nuevas tecnologías de procesadores implementan la eficiencia energética. la animación. con un consumo de 25 W. en tanto que la Intel® Turbo Boost Technology ajusta de manera inteligente el desempeño para responder a sus necesidades. MODELOS DE PROCESADORES PARA SERVIDORES Y ESTACIONES DE TRABAJO Son procesadores que ofrecen escalabilidad.3. con diseño Quad-Core con la arquitectura de conexión directa. 8. Además. en grandes servidores y para supercomputación. AMD Turion x2 Ultra. Se presenta en dos series. en cualquier nivel de precio. Su reloj ira a una velocidad de 10 GHz (10000 MHz). los servidores basados en la tecnología AMD te ofrecen una plataforma compatible con las exigencias de primera línea de tu empresa con una ventaja tan grande en el precio que te lleva de nuevo a lo básico. y MT. habilitados por la Intel® Intelligent Power Technology. Estos procesadores. como procesadores para portales. Intel® AES New Instructions (Intel® AES-NI). Los servidores basados en procesadores AMD Opteron™ de Seis Núcleos te ofrecen la eficiencia de rendimiento para manejar cargas de trabajo reales. por lo que proporciona aceleración basada en hardware para servidores de transacciones seguras. Ahora. con modelos que disponen de caché L3. Se suelen utilizar en el mundo del cine.Unidad 1. con un consumo máximo de 35 W. AMD Turion 64. más potencia y un coste menor. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM debe. cambian al mínimo estado de energía disponible. sin renunciar a la potencia del procesador. A diferencia de otros productos de la competencia enfocados únicamente en el rendimiento. contendrá mil millones de transistores y será capaz de procesar cerca de cien mil millones de instrucciones por segundo. aparte de su gran potencia. Con una arquitectura de conexión directa para mejorar el rendimiento y eliminar las demoras que se producen cuando varios componentes compiten por el acceso al bus del procesador. con Intel® Trusted Execution Technology (Intel® TXT)¹ basada en hardware. lo que nos va a permitir disfrutar de una duración de batería ampliada. los portátiles pueden montar los mismo procesadores que los ordenadores de sobremesa. LA MEMORIA DEL ORD ENADOR En informática el término memoria hace referencia a cualquier componente electrónico capaz de almacenar datos de forma temporal. El proceso de grabación se basa en almacenar una carga electroestática en transistores MOS-FET.1. pero es muy rápida aunque también muy cara. Se usan para aumentar el rendimiento global del sistema. la EPROM está dispuesta para ser reescrita nuevamente. Las memorias FLASH (Z-Flash y VFlash) se comportan como EPROM que presentan la particularidad de que no es necesario borrar la información como paso previo para grabar una nueva. Memorias RAM: Constituyen la memoria principal o interna. Basic input-ouput system). Son de velocidad intermedia pero muy baratas. Este proceso provoca una degradación en el chip de forma que solo puede regrabarse un número limitado de veces (entre 10 y 100). 9. También se utilizan en controladores de periféricos. EPROM. es decir. Memoria caché: También es una memoria volátil. videojuegos y otros sistemas. Las memorias ROM1 han evolucionado gradualmente desde memorias fijas de sólo lectura hasta convertirse en memorias que pueden programarse y reprogramarse. fueron desarrolladas a fines de la década del 70 por Texas Instruments. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 9. El chip EPROM posee una “ventana” en su zona superior por donde entra la luz ultravioleta. Existen varios tipos de memoria ROM: PROM. Las memorias ROM (Read Only Memory) son memorias que mantienen su contenido sin necesidad de suministro eléctrico. 41 . el dispositivo programador de la PROM sólo crea ceros “quemando” los unos). Por tanto sólo se pueden escribir una sola vez ya que el proceso de escritura lleva asociado una tarea destructiva que impide la nueva escritura del chip (en un chip PROM virgen están todos los bits puestos a uno. sino que la nueva se sobrescribe en la existente. la luz ultravioleta provoca una alteración en todo el sustrato haciéndolo conductor y provocando la descarga de la electricidad estática almacenada.1 TIPOS DE MEMORIAS ROM. o Memoria Programable de Sólo Lectura). Una vez aplicada dicha luz con una longitud de onda e intervalo de tiempo determinados. Son memorias PROM que pueden ser borradas por medio de máquinas especiales que utilizan diversos mecanismos para tal fin como los rayos ultravioleta. 9. Usualmente son chips de memoria que contienen los microprogramas que permiten que el ordenador arranque (bootstrap) y los programas de diagnóstico y configuración (ROM-BIOS). Las memorias PROM (Programmable Read Only Memory. Son circuitos que necesitan suministro eléctrico para mantener la información.1. Dichas memorias consisten en chips que comprimen miles de fusibles o diodos) capaces de "quemarse" mediante un dispositivo denominado "programador ROM". EPROM y EEPROM. MEMORIAS ROM. Se usan normalmente para BIOS (Sistema Básico de Entrada/Salida. Las memorias se construyen empleando semiconductores.Unidad 1. PROM. Existen tres tipos de tecnología de memoria en una computadora: Memorias ROM: Son memorias no volátiles. pero son muy lentas. no pierden su información cuando desaparece la alimentación eléctrica. es imprescindible rellenar los bancos de memoria con dos módulos de idéntica. que nos permitirá actualizarla. Puede ser borrado tanto dentro de la computadora como externamente y usualmente requiere más voltaje para el borrado que los comunes +3. se expresa en megabytes por segundo (Mb/s) o en gigabytes por segundo (Gb/s). características. Aunque es de solo lectura. un programa de autotesteo. Es más rápida que la memoria RAM y se usa para acelerar la transferencia de datos. El sistema de memoria de los ordenadores modernos consta de varias secciones con diferentes tareas: La memoria de trabajo o RAM (Random Access Memory). Funciona como RAM no volátil. En ella se almacenan datos de la memoria principal a los que accederá el microprocesador próximamente. Para ello.3 V o +5 V usados en los circuitos lógicos. La memoria gráfica o de vídeo. Es la interfase que actúa entre el hardware y el Sistema Operativo y está implementada a bajo nivel. se seleccionan y se colocan en dicha memoria. que almacena datos de configuración física del equipo. y el BIOS Setup que se encarga de configurar la máquina para que esta pueda arrancar. diseñado para ser el primer código gestionado por el ordenador cuando éste se enciende. Se trata de un chip de memoria que retiene su contenido sin potencia. Al ejecutar el programa Setup se pueden cambiar los datos almacenados allí. Es la máxima cantidad de memoria que puede transferir por segundo. sí se puede modificar una o más veces dependiendo del tipo de ROM. Dedicada a satisfacer las necesidades de la tarjeta gráfica.Unidad 1. La memoria CMOS. La ROM o memoria de solo lectura (Read Only Memory). es decir. El ancho de banda o tasa de transferencia de datos. Es la memoria principal del ordenador que se puede leer y escribir con rapidez. El tamaño de la memoria RAM en los ordenadores actuales se mide en megabytes o gigabytes. La BIOS de los ordenadores actuales está grabada en una ROM (EEPROM). un terminal punto de venta que está apagado por la noche) o comúnmente como soporte donde se almacena la BIOS en placas base y otros dispositivos electrónicos. la memoria del sistema se encarga de almacenar los datos de forma que esta esté accesible para la CPU. pero grabar en EEPROM es mucho más lento que hacerlo en RAM por lo que son usados en dispositivos que deben mantener datos al día sin potencia (por ejemplo. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM EEPROM. Es volátil. Por ejemplo. Permite a la CPU trabajar con dos canales independientes y simultáneos para acceder a los datos. si la velocidad de una memoria es de 800 MHz. L2 y L3. Muchas tarjetas gráficas la llevan integrada. La ROM BIOS (Basic Input-Output System) es un chip2 de memoria EEPROM donde se encuentra el Sistema Básico de Entrada-Salida del ordenador. significa que con ella se pueden realizar 800 millones de operaciones (lecturas y escrituras) en un segundo. De esta manera se duplica el ancho de banda. La memoria caché.1. Justo antes de necesitar esos datos.2 LA ROM BIOS. es decir. 9. pierde sus datos al apagar el ordenador. Dual Channel. más conocida como Flash-ROM. 10. pero otras de gama baja emplean parte de la memoria RAM para aplicaciones tales como los juegos 3D. . En el apartado anterior ya se vieron los tipos de caches L1. LA MEMORIA RAM En general. Se mide en megahercios (MHz). Básicamente estos programas son el POST (Power onself test). La BIOS es un firmware de arranque. una serie de programas y datos con especificaciones estándar del funcionamiento de los principales dispositivos de Entrada/Salida de un ordenador. Algunos parámetros a tener en cuenta en la memoria son: 42 La velocidad. Es la comúnmente conocida como Flash-BIOS. ello es debido a que está construida mediante condensadores y estos necesitan refrescarse cada cierto tiempo. Las memorias ECC son capaces de detectar y corregir algunos de estos errores. a la memoria RAM. Calculamos los bytes que se envían por segundo a 100 y 133 MHz.1. etc. A veces se abrevia como CL (Cas Latency o CAS. Latencia. Cuanto menor sea/ más rápida será la memoria.1. mantiene la información siempre que no se interrumpa la alimentación. es decir. Es el tiempo que tarda la CPU en acceder a la memoria. Las memorias SRAM ocupan más tamaño. Ambas almacenan datos e instrucciones. la tasa de transferencia de datos: 43 .1. Si no hubiese memoria RAM. TIPOS DE RAM Cuando ejecutamos un programa en el ordenador se pasa una copia de este desde el almacenamiento secundario. La memoria SDRAM tiene un ancho de bus de datos igual a 64 bits. lo que significa que en cada hercio (Hz) (o ciclo de reloj) envía ó4 bits. 8 bytes. Esta memoria. las instrucciones que componen el programa pasan a la CPU para su ejecución. 10. Al ser la memoria principal. ECC (Error Checking and Correction). al ser estática. Se le llama dinámica porque su contenido se reescribe continuamente. Es el sistema más común actualmente. 10. Es la memoria principal de los ordenadores personales. SRAM RAM estática (Static Random Access Memory).Unidad 1. con lo que se reduciría la velocidad de proceso del ordenador. 10. todas las instrucciones y los datos se leerían de la unidad de disco.1. SDRAM DRAM sincrónica (Synchronous DRAM). Se mide en nanosegundos (un nanosegundo = 10-9 segundos). componentes defectuosos. Algunas de las tecnologías más comunes las veremos a continuación. No se suelen utilizar como memoria principal. Se sincroniza con el reloj del sistema para leer y escribir en modo ráfaga. interferencias. suelen utilizarse para las memorias caches del microprocesador y de la placa base. pero son bastante diferentes y cada una tiene un propósito. Latencias CAS o CL. Todas las memorias RAM experimentan errores debido a factores tales como fluctuaciones de energía. DRAM RAM dinámica (Dynamic Random Access Memory]. que normalmente es el disco duro. ¿Por qué se utiliza la memoria RAM en un ordenador? Porque puede transferir datos desde y hacia la CPU mucho más rápido que los dispositivos de almacenamiento secundario. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Tiempo de acceso.2. la DRAM ha tenido que adaptarse para seguir el ritmo de evolución de los microprocesadores y demás conjuntos de chips. Puede soportar velocidades de la placa base de hasta 100 MHz y 133 MHz (más conocidas como PC100/PC133 SDRAM). 10. Los dos tipos básicos de memoria RAM utilizados en un ordenador personal son la DRAM (memoria RAM dinámica) y la SRAM (memoria RAM estática). Una vez en la memoria. tienen menos capacidad y son más caras y rápidas que las DRAM.3. Indica el tiempo (en número de ciclos de reloj) que transcurre desde que el controlador de memoria envía una petición para leer una posición de memoria hasta que los datos son enviados a los pines de salida del módulo. o sea. Es el retardo producido al acceder a los distintos componentes de la memoria RAM.1. Unidad 1. DDR2 SDRAM Supone una mejora con respecto a la DDR SDRAM. También tiene sus inconvenientes. 10. 10. ya que funciona a bastante más velocidad y necesita menos voltaje. hasta 8 gigas.4. Para la PC133: 8 bytes/Hz x 133 MHz = 1066 Mb/s. Normalmente son suministradas en módulos DIMM con 168 pines con dos ranuras. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM Para la PC100: 8 bytes/Hz x 100 MHz = 800 Mb/s. La tasa de transferencia de datos va de 400 hasta 1024 Mb/s y permite capacidades de hasta 2 Gb (por módulo). DDR SDRAM SDRAM de doble velocidad de datos (Double Data Rate SDRAM o SDRAM II). Normalmente son suministradas en módulos DIMM con 240 pines y una sola ranura. con lo que se reduce el consumo de energía y la generación de calor. que son más altas que en las DDR. VRAM (VIDEO RANDOM ACCESS MEMORY) Es un tipo de memoria RAM utilizada por la tarjeta gráfica para poder manejar la información visual que le envía la CPU. 10.1.1. Normalmente son suministradas en módulos DIMM con 184 pines con una sola ranura. Es una memoria de doble tasa de transferencia de datos que permite la transferencia de datos por dos canales distintos simultáneamente en un mismo ciclo de reloj. menor consumo debido a su tecnología de fabricación y permite módulos de mayor capacidad.6.1.1. DDR3 SDRAM Esta supone una mejora con respecto a la DDR2 SDRAM: mayor tasa de transferencia de datos. ya que consigue duplicar la velocidad de operación hasta los 200 MHz o 266 MHz. las latencias son más altas que en las DDR2. Supone una mejora con respecto a la SDRAM.7. También son suministradas en módulos DIMM con 240 pines. 10. Tiene el inconveniente de las latencias.5. Se le conoce más como DDR. 44 . Este tipo de memoria permite a la CPU almacenar información en ella mientras se leen los datos que serán visualizados en el monitor. 1. Los módulos DIMM DDR3 tienen el mismo número de pines que los DIMM DDR2. pero son física y eléctricamente incompatibles. También las ranuras donde se insertarán los módulos de memoria son diferentes. 256 y 512 Mb y de 1. ya que la muesca se sitúa en diferente posición.2. 2 o más gigabytes. pero los DIMM DDR tienen una única muesca en la fila de contactos. El formato DIMM es similar al SIMM. 64. Módulo DIMM DDR. Los módulos DIMM DDR2 tienen 240 pines y una muesca en una posición diferente a los DIMM DDR. Se monta en los zócalos de forma distinta a los SIMM.2. Módulo DIMM. 45 . 128. MÓDULOS DE MEMORIA Los módulos de memoria son pequeñas placas de circuito impreso donde van integrados los diversos chips de memoria. Existen módulos DIMM de 32. pero físicamente es más grande y tiene 168 contactos. Se distingue por tener una muesca en los dos lados y otras dos en la fila de contactos. Estos vienen con 184 contactos en lugar de los 168 utilizados por los DIMM SDRAM.Unidad 1. 10.2. DIMM DDR Los módulos DIMM DDR han ido poco a poco sustituyendo a los módulos DIMM estándar. Módulo DIMM DDR2. 10.2. DIMM (DUAL IN -LINE MEMORY MODULE) Módulo de memoria en línea doble. Los módulos de memoria parecen iguales. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 10. Los SO-DIMM para memorias DDR y DDR2 se diferencian porque tienen la muesca en distinta posición. son más rápidos que los anteriores pero su precio es elevado. el calor generado debido al aumento de velocidad y el incremento de la latencia. controladas por el procesador de la tarjeta gráfica. 10. esto proporciona grandes mejoras en cuanto a la velocidad y a la capacidad de la memoria. FB-DIMM (FULLY BUFFERED DIMM) Los módulos de memoria FB-DIMM se suelen utilizar en servidores. Los datos entre el módulo y el controlador de memoria se transmiten en serie.2. pero la posición de sus muescas es distinta. Los módulos Registered se distinguen de los Unregistered por tener varios chips de pequeño tamaño.Unidad 1.2. MÓDULOS BUFFERED Y UNBUFFERED Los módulos Buffered o Registered tienen registros incorporados (circuitos que aseguran la estabilidad a costa de perder rendimiento) que actúan como almacenamiento intermedio entre la CPU y la memoria. Explotación de Sistemas Microinformáticos FJCM 10. Son memorias muy rápidas. Se suelen usar sobre todo en servidores.6. Tiene las desventajas de su elevado coste. el segundo tiene un formato más pequeño que el primero. Inicialmente aparecieron con 1ó8 contactos y actualmente utilizan 232 contactos.5.2. Este tipo de memoria aumenta la Habilidad del sistema.7. GDDR Son chips de memoria insertados en algunas tarjetas gráficas o en placas base donde la tarjeta gráfica está integrada. Los módulos FB-DIMM tienen 240 pines. RIMM También llamados Módulos de memoria Rambus directos.2. También se les conoce como RAM DDR para gráficos.2. 10.4. son parecidos a los módulos DIMM pero ligeramente mayores y están cubiertos por un disipador de calor.3. pero también retarda los tiempos de transferencia de datos entre esta y el sistema. Consolas de videojuegos como la Xbox 360 o la PlayStation 3 utilizan este tipo de memoria RAM. Incluyen detección y corrección de errores (ECC). Los módulos Unbuffered o Unregistered se comunican directamente con el northbridge de la placa 46 . Se usan en las memorias RDRAM. donde es mucho más importante la integridad de los datos Que la velocidad. como los DDR2. 10. 10. con lo que el número de líneas de conexión es inferior. SO-DIM Y MICRO-DIMM Son módulos DIMM de memoria para portátiles.
Report "Unidad 1. Explotación de Sistemas Microinformáticos (Primera Parte)"