Download Teoria 3: Microprocesador - Memoria RAM - Disco

Herramientas Informáticas I
CARRERA: APU 2008
CURSO: Primer Año
AÑO 2011
Ing. Norma Cañizares
MICROPROCESADOR
D E F I N I C I Ó N D E M I C R O P R O C E S A D O R
V E L O C I D A D D E U N M I C R O
P A R T E S D E L M I C R O P R O C E S A D O R
E V O L U C I Ó N D E L O S M I C R O P R O C E S A D O R E S
I N T E L Y A M D
Microprocesador
 Definición: Es un conjunto de transistores conectados entre





si por conductores y ordenados de manera que forman
puertas lógicas para realizar operaciones de todo tipo.
Funciona sincronizado por un reloj.
La velocidad del procesador depende del número de
pulsaciones de ese reloj y de otros factores de diseño.
Esta velocidad del micro se mide en Mhz o Ghz.
Se encarga del control y procesamiento de datos en todo el PC.
El microprocesador se aloja en un elemento llamado zócalo.
 El trabajo del procesador produce un calor considerable, por
lo que sobre el chip del procesador llevan montado un
ventilador o cooler para su refrigeración.
Microprocesador
Los microprocesadores actuales tienen dos velocidades:
 Velocidad interna. Es la velocidad de funcionamiento y procesamiento
interno.
 Velocidad externa. También llamada Velocidad del Bus o FSB y es la
velocidad a la que se comunica el micro y la placa base. En realidad es la
velocidad de funcionamiento de la placa base.
 La relación entre estas dos velocidades es el Factor Multiplicador y es la
cifra por la que se multiplica la velocidad externa o de la placa base (FSB)
para dar la interna o del micro. Este se puede ajustar en la placa por
puentes o mediante el setup de la bios.
 Calculo: ejemplo
Velocidad interna del Micro = Veloc. Del Bus * Factor Multiplicador
Pentium III a 450 Mhz = 100 Mhz * 4,5
 Overcloking. Método para subir la velocidad del micro por encima de la
nominal de fabricación.
Partes del microprocesador
 Unidad de Control (UC).Gobierna todas las
actividades de la PC. Es el núcleo del PC, coordina y
controla todo el sistema.
 Unidad ARITMETICO-LOGICO (ALU): se
encarga de realizar cualquier tipo de cálculo ya sea
aritmético o lógico sobre la información.
 Área de almacenamiento primario. Es la caché.
Partes del microprocesador
Podemos dividir cualquier procesador en 3 grandes bloques:
 Unidad de Control (UC)
 Unidad Aritmetico-Logica(ALU)
 Memoria cache
MEMORIA CACHE
señales
ALU
unidad
Aritmético
Lógico
UC
señales
CPU
unidad de
control
Esquema de una
estructura interna
de un procesador.
El físico ingles John
Ambrose Fleming
inventa la válvula de
vacio. Se usaba como
amplificador, detector
de señales o como
interruptor de
encendido.
El transistor sustituye a la válvula de vacio en los PC. Es un
invento desarrollado en los Laboratorios Bell.
El intel 8080 de 8 bits es el primer procesador empleado en
un PC. Contiene 4500 transistores y puede ejecutar
200.000 instrucciones por segundo.
Intel lanza el Pentium de 32 bits y 60 Mhz. Contiene
3.100.000 transistores y coprocesador matematico. Un año
despues Apple, IBM y Motorola colocan el primer chip
PowerPC con tecnologi RISC en un ordenador Macintosh
Las válvulas de vacio
se emplean para
representar el código
binario en el primer
ordenador de la
historia, el ENIAC
Nace el procesador. El ingeniero
de Texas Jack Kirby demuestra
que puede imprimir varios
transistores en una pieza de
silicio recurriendo a técnicas
fotográficas.
Intel fabrica el primer
procesador.
El 4004 de 4 bits es capaz de
realizar 60.000 operaciones por
segundo y contiene el equivalente
a 2300 transistores.
Tendencia de los Microprocesadores
Mono-Nucleo
 Estos microprocesadores
tienen un solo cerebro para
ejecutar los procesos.
 Problemas: a mayor
frecuencia del procesador,
mayor generación de calor
y por lo tanto necesitan
grandes disipadores.
 Es una tecnología que ya no
se fabrica
Multi-Nucleo
 Estos procesadores tienen
dentro de sus empaque a
varios núcleos o cerebros.
 Los procesadores multinucleos se basan en el
procesamiento en paralelo,
 El procesamiento en paralelo
es la división de una
aplicación en varias partes
para que sean ejecutadas a la
vez por diferentes unidades de
ejecución.
 Por lo tanto el rendimiento
del procesador aumenta
Microprocesador
Entre las compañías que fabrican microprocesadores se
destacan: INTEL, AMD ( American Micro Device)
Estos procesadores estan trabajando actualmente a mas
de 3 Ghz.
Microprocesadores: INTEL
 Intel: la marca que más vende y la más conocida gracias a
sus procesadores Pentium.
 Tienen dos posibles sockets: 478 y 775.
 El primero de ellos está pasado de moda y
desapareciendo, así que nos centraremos en el segundo.
 Actualmente distribuye, dentro del nuevo socket 775, los
siguientes modelos:
•
•
•
•
Intel Celeron D
Intel Pentium 4
Intel Pentium D
Intel Core 2 Duo
Microprocesadores: INTEL
 HyperThreading
 Esta tecnología fue creada por Intel, para los procesadores Pentium 4 más
avanzados. El Hyperthreading hace que el procesador funcione como si fuera
dos procesadores.
 Esto fue hecho para que tenga la posibilidad de trabajar de forma multihilo
(multithread) real, es decir pueda ejecutar muchos hilos simultáneamente.
 Un procesador con la tecnología Hyperthreading tiene un 5% más de
transistores que el mismo procesador sin esa tecnología.
Microprocesadores: INTEL
 Intel Celeron D,



la gama baja y con un rendimiento muchísimo peor de lo que se espera de
los GHz que tienen, pues tienen muy poca memoria caché para poder ser tan
baratos.
Además, son sólo de 32 bits. Actualmente de 2,533 a 3,333 GHz.
Hay de dos tipos,


núcleo Prescott con 256 Kb de caché y
núcleo Cedar Mill, con 512 Kb. Los segundos son mejores.
 Intel Pentium 4,


la gama media. Actualmente todos poseen extensiones EMT 64, por lo que son
micros de 64 bits. Es importante que te des cuenta que ya no indican el nº de GHz,
sino un modelo. Por tanto, es muy importante que averigües la velocidad real del
micro.
Existen dos cores:

Prescott: de 531 / 3'0 GHz hasta 541 / 3'2 GHz, con 1024 kB de caché

Cedar Mill: de 631 / 3'0 GHz hasta 661 / 3'6 GHz, con 2048 kB de caché. Es evidente
que los segundos son mejores,
Microprocesadores: INTEL
Intel Pentium D,
 la gama alta. Similares a los anteriores pero de doble core.
 Es decir, que es como si estuvieras comprando dos micros y los colocaras en el mismo espacio,
duplicando (idealmente) el rendimiento.
 Sólo se aprovechan al 100% si el software está optimizado, pero son muy recomendables dada
la facilidad con que permiten trabajar con varios programas a la vez.
 También son micros de 64 bits. Existen dos cores:


Smithfield: 805 y 2'666 GHz. Sólo 1024 Kb de caché por core. Muy malos, dado que tienen sólo 533 MHz
de bus.
Presler, de 915 / 2'8 GHz hasta 960 / 3'6 GHz. 2048 kB de caché por core y 800 MHz de bus.
Intel Core 2 Duo,
 la gama más alta.
 También de doble core y 64 bits, pero emplean una arquitectura nueva (arquitectura core),
que es la base para los futuros micros de 4 y 8 cores en adelante. Aunque van a una velocidad de
GHz menor, su rendimiento es muchísimo más alto que los anteriores, por lo que son mucho
más rápidos que los Pentium D.
 Existen dos cores:



Allendale, E6300 / 1'866 GHz y E6400 / 2'133 GHZ, con 1024 kB de caché por core y 1066 MHz de bus.
Conroe: E6600 / 2'4 GHz y E6700 / 2'6 GHz, con 2048 kB de caché por core y 1066 MHz.
Conroe XE: X6800EE / 2'93 GHz, con 2048 kB de caché por core y 1066 MHz. La versión más
extrema de Intel. Actualmente el micro más rápido de Intel para ordenadores de sobremesa (no
servidores ni portátiles).
Microprocesadores: INTEL
Microprocesadores: AMD
 AMD: es el rival más directo que tiene Intel. Los micros son
exactamente igual de compatibles, y usando el ordenador no
notaremos en ningún momento diferencias entre tener un Intel o un
AMD.
 Al igual que ocurre con Intel, AMD también fabrica diferentes
gamas de microprocesadores: los Sempron, los Athlon64 (con 64
bits, como dice el nombre) o los Athlon 64 X2, que son los de doble
core de AMD.
 Algo importante en AMD es su denominación de velocidad teórica,
marcada con un XXXX+ que no representa su velocidad en GHz.
 Por ejemplo, un Athlon64 3200+ con 512 kB de caché, va
realmente a 2 GHz. Eso no implica que sean lentos, todo lo
contrario, se supone que ese 2 GHz equivale a un Pentium4 a 3,2
GHz (de ahí el 3200+). Normalmente suele ser un poco pretencioso,
y equivale realmente a un Pentium 4 2'8 ó 3 GHz. Por ello el valor
acabado en el sigmo + sirve para comparar los Athlon entre sí, pero
no demasiado válido para compararlos con los Pentium 4.
Microprocesadores: AMD
 Hoy en día existen hasta cuatro sockets de AMD.
 Los dos más antiguos, el socket A/462 y el socket 754, y
hoy en día no son nada recomendables, No por que no hayan
tenido sus buenos tiempos con micros rápidos, sino porque
hoy día venden micros muy lentos para ellos, así que los
descartamos.
 Así que nos quedamos con el socket 939 y el nuevo socket
AM2. La diferencia está en que el primero emplea memoria
ram DDR y el segundo DDR2, como la de los Pentium4.
 Los socket 939 son más antiguos, pero hoy día están
totalmente vigentes, igualan en rendimiento a los AM2, y
además son en algunos casos (concretamente los modelos más
rápidos) mucho más baratos. Intentaremos centrarnos en
ambos.
 Recuerda que los Sempron64, Athlon64 y Athlon 64 X2, como
dice el nombre, son todos de 64 bits.
Microprocesadores: AMD
 Athlon Sempron64 con socket AM2.
 La alternativa teóricamente más económica, muy poco recomendable, con
sólo 128 y 256 kB de caché y velocidades de 2800+ hasta 3600+.
 Son igual de caros que los Athlon64 Socket 939 Venice del siguiente
apartado y mucho peores, por lo que comprarlos es tirar el dinero.
 Athlon 64 con Socket 939: aquí tenemos hasta 4 cores:
 Venice y Manchester. En este caso recomendamos los primeros, que
son algo más baratos y similares en rendimiento que los segundos.
Dentro de los Venice tenemos desde 3000+ hasta 3800+. Los
Manchester son el modelo doble core pero con uno de ellos desactivado.
Al igual que los Venice, tienen 512 kB de caché.
 Existen otras dos variantes con núcleos San Diego y Toledo, ambos
3700+ y con 1024 kB de caché. Son los mejores Athlon 64 de socket 939
con diferencia, pues tienen más memoria caché, por lo que son los
mejores athlon64 939.
Microprocesadores: AMD
Athlon 64 con Socket AM2. En este caso tenemos sólo un núcleo, Orleans, con
velocidades entre 3200+ y 3800+, con 512 kB de caché. No existen diferencias importantes
frente al Venice del Socket 939, salvo la intrínseca al socket (como ya hemos comentado,
memoria RAM DDR para el 939, DDR2 para el AM2).
 Athlon 64 X2 con Socket 939. Al igual que en los Intel, también tenemos esta opción con
doble core de AMD, es decir, dos micros en en el mismo espacio. Tenemos dos núcleos:



Manchester, con velocidades de 3800+ hasta 4600+. Con 512 kB de caché por core. No son malos, pero
tampoco los mejores.
Toledo, con velocidades de 4400+ hasta 4800+. Con 1024 kB. Son los mejores doble core para socket
939.
Athlon 64 X2 con Socket AM2. Tenemos dos nucleos, Windsor, con velocidades desde
3600+ hasta 5200+, Ojo que tienen cachés de distintas velocidades, entre 256 y 1024 kB. Por
ejemplo, el 4200+ a 2,2 GHz y 512 kB, el 4400+ a 2,4 GHz y 1024 kB. Ambos van a la misma
velocidad real y, sólo por el aumento de caché, la velocidad "teórica" es mayor. Lo mismo pasa
con los dos modelos más exclusivos, el 5000+ a 2,6 GHz con 512 kB y el 5200+ a 2,6 GHz con
1024 kB.
 Athlon 64 FX-62 con Socket AM2. Es el más alto de gama de AMD, doble core, 2'8 GHz
de velocidad y 1024 kB de caché por core. Es muy caro (más de 800 euros) y no va mucho
más rápido que un Athlon 64 X2 5200+ que cuesta la mitad. Una de sus ventajas es que tiene
desbloqueado el multiplicador y es muy apto para técnicas de overclocking (forzar el micro a
que funcione más rápido de su velocidad teórica). Por ello, es recomendable sólo a usuarios
expertos que, además, tengan o quieran gastarse tal cifra de dinero en un micro.

Identificación de micros
Identificación
 La utilidad CPU-Z es un programa gratuito que
identifica CPUs.
 La utilidad de Intel se puede descargar de su Web
MEMORIA RAM
Q U E E S L A M E M O R I A R A M
M O D E L O S D E M E M O R I A R A M
N O M E N C L A T U R A
M E M O R I A V I R T U A L
Memoria RAM
Es la memoria de trabajo, en la que se almacenan temporalmente los datos
a procesar. Es volátil.
Tienen forma de plaquetas de 10 cm. de largo por 2 o 3 cm. de ancho, que
se insertan en unos zócalos de la placa madre.
Recibe su nombre de memoria de acceso aleatorio, debido a que el
procesador puede acceder a cualquier celda de la misma indicando su
dirección al azar.
Tiene estrecha relación con la velocidad de la computadora.
Se mide en megabytes o gigabytes.
memoria RAM
de trabajo
(volátil)
Memoria RAM
 Es el sitio donde la CPU almacena los datos e
instrucciones que se están utilizando en tiempo real.
 Todos los programas y datos antes de ser procesados
por el micro han de ser colocados en esta memoria.
 Es una Memoria de Acceso Aleatorio (Random
Access Memory) a los datos almacenados.
 Es temporal o volátil, pierde los datos al perder la
tensión.
El papel de la memoria en la PC
 Para algunos, la ecuación de la memoria es simple:
mientras más mejor; mientras menos peor.
El proceso comienza cuando
ingresa un comando desde el
teclado. El CPU interpreta el
comando y ordena a la unidad
de disco duro cargar el
comando o programa en la
memoria. Una vez que los datos
están cargados en la memoria,
el CPU puede accesarlos mucho
más rápido
Al hacer esto, mantiene todos
los archivos que necesita a la
mano y evita buscarlos en
distintos lugares cada vez que
los necesita.
El papel de la memoria en la PC: Ejemplo
Memoria RAM
 Son circuitos de acceso muy rápidos a la información




almacenada, del orden de 80 nseg a 10 nseg.
Son memorias del tipo lectura y escritura.
Se fabrican en chip agrupados en placas o tarjetas
llamadas módulos de memoria.
Estos módulos tienen 30 y 72 contactos eléctricos los
más antiguos, y 168, 184 y 240 los actuales.
A los primeros se les llama SIMM y a los segundos
DIMM.
Memoria RAM
 Según el numero de contactos:
30 contactos eléctricos
 72 contactos eléctricos
 168, contactos eléctricos
 184 , contactos eléctricos
 240 contactos eléctricos

los más antiguos
los actuales.
 Según el modelo



SIMM: Single Inline Memory Module
DIMM: Double Inline Module Memory
RIMM: Rambus Inline Memory Module
 Capacidad de manejo de Datos



16 Bits => RIMM
32 Bits => SIMM
64 Bits => DIMM
 Capacidad de almacenamiento
256 Mb
 512 Mb
 1 Gb
 2 Gb

Memoria RAM: SIMM
Tipos
 Dinámicas. También llamadas Dynamic RAM o
DRAM. Modelo antiguo, con los primeros
procesadores, soporte SIMM.
 Lentas en su búsqueda de datos.
 Tienen 30 y 72 contactos.
Memoria RAM: DIMM
Tipos
 Síncronas. Llamadas Synchronous DRAM o SDRAM.
 Sustituyen a las DRAM, utiliza el pulso de reloj para
sincronizar los datos de entrada y salida.
 Es del tipo SDR que significa Single Data Rateo (tasa de
datos simple), un solo dato por ciclo de reloj.
 Su velocidad de trabajo es la velocidad del bus frontal (FSB).
 Soporte en zócalos DIMM y rápidas en su acceso a los datos.
 Tienen 168 contactos y dos ranuras en su soporte.
Memoria RAM: DIMM
Tipos
 DDR (Double Data Rateo , tasa de datos doble). Son las
SDRAM mejoradas y dando transferencia en los dos flancos
del pulso de reloj, es decir, dos datos cada pulso.
 Soporte en zócalos DIMM y muy rápidas en su acceso a los
datos.
 Tienen 184 contactos y una ranura en su soporte.
 Doblan la frecuencia de funcionamiento y el ancho de banda.
 Se envían dos datos por cada señal de reloj.
Memoria RAM: DIMM
Tipos
 DDR2. Es la evolución de la generación de la tecnología de
memorias DDR.
 La memoria DDR2 tiene velocidades más altas, anchos de
banda de datos más grandes, menor consumo de energía y
prestaciones térmicas mejoradas.
 Trabajan con 4 bits por ciclo de reloj, dos de ida y dos de
vuelta.
 Tienen 240 contactos y una ranura en su soporte.
Memoria RAM
Nomenclatura
Las memorias se identifican según uno de los dos formatos
siguientes:
TIPO --CAPACIDAD –VELOCIDAD TRABAJO
TIPO --CAPACIDAD –TRANSFERENCIA DE DATOS
 Tipo. Indica la tecnología de fabricación.
 Capacidad. El tamaño en MB.
 Velocidad de trabajo. Indica la velocidad de comunicación
entre la memoria y la placa base, el FSB.
 Transferencia de datos. Indica la tasa de datos por
segundo.
Memoria RAM
Tipos. Memorias de portátiles
 Son los mismos tipos de memoria que se usan en equipos
de sobremesa.
 La diferencia está en el tamaño y en la denominación de los
módulos.
 En equipos portátiles se denominan SODIMM.
Memoria RAM
Instalación
 Los módulos SIMMs se insertan en ángulo en el zócalo.
 Los módulos DIMM se insertan en vertical y se fijan con unos anclajes
laterales.
 Hay que hacer coincidir las ranuras de los módulos con los resaltes de
las ranuras.
 Leer siempre el manual de la placa base para saber el tipo de memoria
recomendada y sus características.
Memoria RAM
Instalación
 Desde el sistema operativo hay formas de verificarla memoria RAM
instalada, de forma que podamos asegurarnos que ha sido reconocida
por el sistema.
Memoria virtual
 El sistema operativo puede recurrir a memoria de ‘disco’ y
tratarla como si fuese memoria ‘RAM’ en caso de necesidad.
 Esta memoria se denomina ‘virtual’ y es muchísimo más
lenta que la RAM, pero permite que el equipo pueda seguir
operando sin bloquearse.
Memoria virtual
 Se debe tener en cuenta que el tiempo de acceso a la
memoria RAM es del orden de ‘nanosegundos’ y el
de acceso a disco es del orden de ‘milisegundos’, por
lo que la diferencia de velocidad es del orden de
decenas de miles de veces más lenta.
 A este tipo de memoria, también se le llama memoria
de intercambio o ‘swap memory’.
 Se le llama ‘virtual’ porque no es ‘memorial RAM
real’.
 La cantidad de disco dedicada a este tipo de
‘memoria’ es configurable por el sistema operativo.
Memoria virtual. Configuración
Convertir Memoria Usb a Memoria RAM
 La tecnología U3 hace que puedas disponer de
aplicaciones que se ejecutan desde la memoria como
si de un disco duro más se tratara, todo ello de forma
transparente y eficaz.
 El nombre U3 refleja tres principios base del
standard: Simple, Inteligente y Móvil para el
usuario.
Convertir Memoria Usb a Memoria RAM
 U3 : Es un conjunto de herramientas de software que permiten
la ejecución automática de aplicaciones desde una memoria USB.
 Los dispositivos de memoria USB que poseen la funcionalidad
U3, son denominados USB smart drive, éstos dispositivos
difieren de las memorias USB convencionales dado que poseen
preinstalado el software U3 Launchpad, el cual brinda la
posibilidad de interacción con las funcionalidades de la
tecnología U3 mediante una interface gráfica similar a la del
Menú Inicio de Microsoft Windows.
 Los USB smart drive sólo son compatibles con las versiones más
nuevas del sistema operativo Windows (7,Vista y XP). Poseen un
formato especial, por lo que son reconocidos por este sistema
operativo como dos unidades de disco.
Memoria RAM
Que necesitamos saber para comprar una Memoria
RAM?
 Tipo de Memoria RAM soportado por la placa
madre.
 Cantidad máxima de memoria RAM que soporta la
PC.
 Cantidad de pines.
 Velocidad de la memoria.
 Voltaje.
DISCO RIGIDO
Q U E E S E L D I S C O R I G I D O
C A R A C T E R I S T I C A S D E L D I S C O R I G I D O
I N T E R F A Z D E L D I S C O D U R O
Discos magnéticos: discos rígidos
Almacenan grandes volúmenes de información (80, 120, 160, 200,
250, 500 GigaBytes, y va en aumento), y son capaces de procesarla
a gran velocidad.
Se instalan en el interior de la computadora y son siempre fijos.
Se designan con la letra C (D, F, … si el disco esta particionado):.
Pistas
Sector
Performance:
dependiente de la velocidad de rotación, tiempo de acceso,
tamaño de la cache/ buffer, tipo de conexión
Características de un disco duro.
 Capacidad de almacenamiento de un Disco Duro.
 La velocidad de rotación.(RPM): Ej. HD con una velocidad
de rotación de 5400RPM y de 7200 RPM en IDE, y en SCSI de
5400RPM, 7200RPM, 10.000RPM y de 15.000RPM
 Tasa de transferencia. Indica la cant. de datos que un disco
puede leer o escribir en un periodo de un segundo. Se mide en MB/s
 La memoria cache o buffer.
 La interfaz del Disco Duro.
Interfaz o Tipo de Conexión del Disco Duro
Es el método utilizado por el disco duro para conectarse
a la Placa Madre de la PC.
Tipos:
 IDE, ATA, O PATA:
 SCSI:
 SATA (Serial ATA):
 SAS (Serial Attached SCSI):
Interfaz o Tipo de Conexión del Disco Duro
 IDE, ATA, O PATA:
Ejemplos de cable IDE
De izquierda a derecha, Cable IDE Redondo (para
mejorar flujo de aire y espacio ocupado) , Cable
IDE incluido en una tarjeta madre Gigabyte, Cable
IDE convencional.
La transferencia de datos en discos
PATA es de 100MB/s.
Interfaz o Tipo de Conexión del Disco Duro
 SATA (Serial ATA):
Tiene dos tipos de velocidades o revisiones
SATA 1 o SATA 2.
•La primera consigue una velocidad
máxima de transferencia de 150MB/s,
•la segunda revisión de esta interfaz,
duplica la velocidad de transferencia,
es el SATA2 o SATA 300.
La interfaz SATA sólo permite un
dispositivo por cable.
Interfaz o Tipo de Conexión del Disco Duro
 SCSI:
Se pueden conectar a una controladora SCSI hasta 7 dispositivos (o 15 si es
WIDE SCSI)de tipo SCSI (ninguno IDE), pero no solo discos duros, CD-ROMS y
unidades de BACKUP, sino también grabadoras de CD-ROM, escáneres, muchas
de las unidades de BACKUP, etc.
Otra ventaja muy importante es que la controladora SCSI puede acceder a varios
dispositivos simultáneamente, sin esperar a que cada uno acabe su transferencia,
como en el caso del interfaz IDE, aumentando en general la velocidad de todos
los procesos.
Las tasas de transferencia del interfaz SCSI vienen determinados por su tipo
(SCSI-1, Fast SCSI o SCSI-2, ULTRA SCSI, ULTRA WIDE SCSI), oscilando entre
5MB/s hasta 80MB/s.