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Informática
Seminario 1
Estructura del PC actual
1
Contenidos
Arquitectura de un
ordenador
 
 
 
 
 
Arquitectura Von Neuman
Arquitectura de un PC
 
 
Elementos del
microprocesador
Historia de los
microprocesadores
La memoria
 
 
 
 
Memoria Principal
Direccionamiento
Medidas de Memoria
 
 
 
 
 
Teclado
Ratón
Escáner
Periféricos de salida
 
Monitores
Impresoras
Dispositivos de memoria
masiva
 
 
 
 
2
Periféricos de entrada
 
Microprocesador
 
Periféricos
Cinta magnética
Disco magnético
Disco Óptico
Memorias flash
Arquitectura de un ordenador
  La
arquitectura de los ordenadores actuales
está basada en la arquitectura de Von
Neumann.
  Los datos e instrucciones se almacenan en la
misma memoria.
  Se usa aritmética binaria en lugar de decimal.
  Von Neumann propone el concepto de
programa almacenado.
3
Arquitectura Von Neumann
 
En la arquitectura de Von Neumann tenemos:
• 
• 
• 
• 
• 
4
Unidad de control (UC): Ejecuta las instrucciones. Gestiona
el resto de dispositivos mediante señales de control.
Unidad Aritmético-Lógica (UAL): Realiza operaciones
aritméticas y lógicas.
Memoria principal: Donde se almacenan datos y programas.
Dispositivos de E/S: Componentes con los que el ordenador
se comunica con el exterior.
Buses: Líneas de comunicación entre los distintos
dispositivos. Hay buses de control y de datos.
Arquitectura de un PC
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Arquitectura de un PC
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Arquitectura de un PC
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Arquitectura de un PC
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Arquitectura de un PC
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Arquitectura de un PC
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Microprocesador
 
La UC y la UAL se encuentran integrados dentro de un
módulo llamado microprocesador (también procesador
o CPU).
11
Elementos del microprocesador
Unidad de control.
  Unidad aritmético lógica.
  Reloj: Tiempo que tardan las señales eléctricas que se
mueven por la CPU, marca el ritmo de funcionamiento
del sistema. Pulsos por segundo (Hertzios, Hz).
  Palabra: Conjunto de bits que puede manejar a la vez u
procesador. 32 ó 64.
  Registros: Pequeñas memoria del tamaño de una
palabra.
  Memoria Caché: Memoria interna del procesador de
gran velocidad.
  Núcleos: Número de procesadores en un mismo chip.
 
12
Elementos del microprocesador
 
LA UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA
(UAL).
 
 
 
Realiza operaciones Aritméticas y Lógicas que
le indica la Unidad de Control.
Acumulador: Registro para almacén temporal
de datos. Se puede leer y escribir en él, y hacer
operaciones de desplazamiento de bits.
LA UNIDAD DE CONTROL (UC).
 
 
 
13
Detecta señales eléctricas (de control) del estado del resto
de componentes y controla sus acciones.
Está sincronizada por una señal de reloj (ciclo), medida en
hertzios (HZ).
Cada instrucción se ejecuta en un número entero de ciclos.
Unidad de Control
 
Capta de la memoria la instrucción (las cuenta con un
registro contador), la interpreta y controla su ejecución.
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
f) 
g) 
h) 
 
Introduce en la memoria datos del exterior (por U.E.)
Trasmite al exterior alguna información (Por la U.S.)
Pasa un dato de la memoria al Acumulador (UAL).
Ejecuta alguna operación en la UAL.
Guarda en la memoria un resultado desde la UAL.
Rompe la secuencia normal de ejecución.
Detiene la acción temporal o definitivamente.
Capta una nueva instrucción y empieza de nuevo.
Después mira si continúa con la siguiente o se detiene.
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Historia de los microprocesadores
1971: Intel 4004:
1972: Intel 8008, Zilog Z-80
1978: Intel 8086, Motorola 68000
1979: Intel 8088
1982: Intel 80286, Motorola 68020
1985: Intel 80386, Motorola 68030, AMD80386
1989: Intel 80486, Motorola 68040, AMD80486
1993: Intel Pentium, Motorola 68060, AMD K5, MIPS R10000
1995: Intel Pentium Pro
1997: Intel Pentium II,AMD K6, PowerPC (versiones G3 y G4), MIPS R120007
1999: Intel Pentium III, AMD K6-2, AMD K6-3
2000: Intel Pentium 4, Intel Itanium, AMD Athlon XP, AMD Duron, PowerPC G4, MIPS R14000, AMD Opteron
2005: Intel Pentium D, Intel Extreme Edition, Intel Core Duo, AMD Athlon 64, AMD Athlon X2, AMD Athlon FX,
PowerPC G5
2006: Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Solo, IBM Cell, Intel Core 2 Extreme
2007: Intel Core 2 Quad, AMD Quad Core, AMD Quad FX
2008: Intel Atom, Intel core i7, AMD Phenom
2009: Intel core i5, AMD Phenom II, AMD Opteron six-core
2010: intel core i3, intel core i7
15
Historia de los microprocesadores
  Intel
4004 (4 bits, 2300
transistores, 740kHz)
  Intel
8008 (8bits, 4000
transistores)
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Historia de los microprocesadores
  Intel
8086/8088 (16 bits, 10
Mhz)
  Intel
80286 (16 bits, 20 Mhz)
  Intel
80386 (32 bits, 33Mhz)
  Intel
80486 (32bits, 100Mhz)
17
Historia de los microprocesadores
  Intel
pentium (32 bits, 3.1
millones transistores, 233Mhz)
  AMD Athlon
64 (64 bits,
3000Mhz)
  Intel
Core 2 Duo (2 núcleos, 64
bits, 151 millones transistores,
3600 Mhz)
18
Historia de los microprocesadores
  Intel
Core i7 (64 bits, 731
millones transistores,
3,33Ghz, 4 núcleos, 8 hilos)
  Intel
Core i7 980x (64 bits,
2000 millones de
transistores aprox., 2,4Ghz,
6 núcleos, 12 hilos)
19
La memoria
  La
memoria es el sitio donde se guardan datos y
programas. Distinguimos 2 tipos:
Memoria principal (o primaria o interna): Cualquier
programa o dato que sea ejecutado o procesado, debe
estar en esta memoria. Es muy rápida, volátil y cara (por
lo que suele ser pequeña de tamaño).
  Memoria masiva (o secundaria o externa): Permite
guardar datos y programas de forma permanente, pero
es más lenta que la memoria principal. Tiene gran
capacidad debido a que suele más barata que la
memoria principal.
 
20
Memoria principal
  Está
dividida en posiciones llamadas palabras de
memoria. Cada palabra tiene asociada una
dirección.
  Está compuesta de:
 
 
21
ROM: sólo lectura y permanente.
RAM: lectura/escritura y volátil.
Direccionamiento
 
DIRECCIONAMIENTO: Acceso a posiciones de
memoria.
  DIR. DIRECTO: La dirección indicada corresponde
a la dirección real en memoria principal. Con
palabras de n bits se puede acceder a 2n posiciones
de memoria (con bytes se direccionan 256
posiciones, con 16 bits, 64 K).
  DIR. INDIRECTO:
A través de zona de memoria
exclusiva para direcciones. Con n bits se pueden
direccionar hasta 2n * 2n direcciones.
22
Medidas de memoria
 
Un bit (b) es la unidad de información más pequeña. Puede
tener sólo dos valores 1 ó 0.
 
La capacidad de una memoria se expresa en múltiplos de Byte
(B) . Donde 1Byte=8 bits.
 
Múltiplos:
 
 
 
 
 
o 
1 Kilobytes (KB) ≅ 1000 bytes (2 10 =1024)
1 Megabytes (MB) ≅ 1000 Kilobytes (2 20 Bytes)
1 Gigabytes (GB) ≅ 1000 Megabytes (2 30 Bytes)
1 Terabytes (TB) ≅ 1000 Gigabytes (2 40 Bytes)
1 Petabytes (PB) ≅ 1000 Terabytes (2 50 Bytes)
Ejemplo: Un libro de 300 páginas, cada una de 50 líneas de 90
caracteres (cada uno 1 byte), ocupa 300x50x90 B= 1350000
B= 1’ 3 MB.
23
Periféricos (unidades de E/S)
  La
potencia de cálculo del ordenador no
serviría de nada sino se pudiese comunicar con
el exterior.
  Para ello se utilizan los periféricos.
  Los periféricos de entrada nos permiten
comunicarnos con el ordenador.
  Los periféricos de salida permiten al
ordenador comunicarse con nosotros.
24
Periféricos de Entrada
 
Teclado (1), ratón (2), escáner(3), pantalla táctil (4),
cámara digital (5), lápiz óptico(6), lector de barras
(7), micrófono(8), etc.
25
Periféricos de entrada: Teclado
Periférico de entrada que transforma pulsaciones de
teclas en señales eléctricas que indican caracteres.
  Las teclas se agrupan:
 
 
 
 
 
26
Bloque principal: Caracteres alfanuméricos y especiales.
Heredado de las máquinas de escribir QWERTY.
Bloque numérico. Heredado de las calculadoras.
Teclas de control. El cursor para poderse mover por la
pantalla.
Teclas de función: Teclas con una función predefinida por el
usuario o por la aplicación.
Periféricos de entrada: Ratón.
  Transforma
movimientos de muñeca en
coordenadas bidimensionales. Además de
pulsadores para enviar información.
  Tipos de ratones: Mecánicos, Ópticos y Táctiles
  Envían al ordenador distancia, sentido y
dirección, desde el último movimiento, por lo
que detectan movimientos relativos.
  Multitáctiles: Permiten enviar información de
varios movimientos simultáneos.
27
Periféricos de entrada: Escáner.
  Dispositivo
para la digitalización de documentos
mediante procedimientos optoeléctricos.
  Divide una página en puntos de imagen que capta
mediante una malla de sensores que transforma
en electricidad la luz devuelta por el documento.
  Elementos: Fuente de luz, lentes de barrido y
detector
  Suelen incorporar un software para tratamiento
de imágenes o un OCR
28
Periféricos de salida
 
Pantalla de tubo (1), de cristal líquido(2), impresora(3,5),
plotter (4), altavoces (6), etc.
29
Periféricos de salida: Monitores
Periférico de salida que muestra imágenes
  Divide las imágenes en píxeles RGB
  Tipos de monitores:
 
 
 
Pantallas de tubos de rayos cátodicos (CRT): Un tubo al
vacío con un haz de luz dirigido que al chocar con la pantalla
emite fosforescencias.
Pantallas planas:
 
 
 
30
Plasma
Cristal líquido (LCD/TFT)
OLED.
Periféricos de salida: Monitores
  Pantallas
planas:
 
Plasma: Matriz de celdas con fósforo rellenas de gases.
Cada pixel tiene tres celdas (RGB). Con electricidad se
activa cada celda.
 
Cristal líquido: Matriz de celdas con cristal líquido y
retroiluminación. Dependiendo de la polarización el
cristal deja pasar un color u otro. Si la retroiluminación
se hace con LEDs se les denomina LED LCD (no
confundir con OLED)
 
Pantallas OLED: Matriz de LED. Un LED es un diodo
emisor de luz. Cada pixel tiene 3 LEDs (RGB).
31
Periféricos de salida: Monitores
 
Parámetros que describe un monitor:
 
 
 
 
 
 
 
Frecuencia/Tiempo de respuesta
Resolución máxima (Número de píxeles)
Tamaño de punto (dot pitch)
Tamaño de pantalla (Pulgadas)
Contraste y ángulo de visión.
Luminancia.
Tarjeta gráfica: Dispositivo que transforma las señales
digitales del ordenador en imágenes analógicas
32
Periféricos de salida: Impresoras
 
Impresoras de tinta: Se emite un chorro de tinta
ionizado que se dirige mediante unos electrodos.
 
Impresoras láser: Un láser incide sobre el tóner que
se magnetiza y se le adhiere la tinta. Luego se pasa el
papel por el tóner.
 
Impresoras de agujas: Dibuja puntos mediante agujas
que inciden sobre una cinta con tinta.
33
Dispositivos de memoria masiva
 
 
 
Son periféricos de entrada/salida que sirven para almacenar
permanentemente información.
Leen bloques o registro físicos de información que tienen un tamaño
fijo.
Tipos de acceso:
 
 
 
Acceso secuencial: Se tiene que leer los bloques anteriores hasta llegar al
bloque deseado.
Acceso aleatorio: Se puede acceder directamente al bloque deseado.
Tiempo de acceso: Tiempo medio hasta leer un bloque de datos.
34
Cinta magnética
 
 
 
 
Cinta de plástico flexible recubierto de
material magnético.
La cinta está enrollada y se hace pasar por
un cabezal que detecta cambios
magnéticos (lectura) o que produce un
campo magnético (escritura)
Son secuenciales, de gran capacidad y muy
baratas.
Se usa para copias de seguridad (Back-Up)
o información histórica.
35
Disco Magnético
 
 
 
 
Es de acceso directo, por lo tanto, es más rápido.
Se basan en discos o platos circulares cubiertos de un
material magnético.
El disco puede ser flexible (disquetes) o rígido (discos
duros)
La información se graba en circunferencias concéntricas
denominadas pistas, numeradas desde el centro hacia
fuera. Cada pista se divide en sectores.
36
Disco Magnético
37
Disco Magnético
 
Tipos:
 
Disco duro: Son varios platos rígidos. Con
un cabezal para cada cara y para cada
plato. Se utiliza una gran densidad de
grabación. Cerrado herméticamente.
 
Disquetes: Discos con un solo plato
flexible, protegido por una carcasa de
plástico. Son intercambiables.
38
Disco Magnético
39
Disco Óptico
La lectura y escritura se realiza mediante un rayo
láser.
  Son discos compuestos de pistas.
  Intercambiables y con un precio muy bajo.
  Tipos:
 
 
 
 
 
 
40
CD (Compact Disc, Disco compacto)
CD-R (CD-Recordable): Discos que se pueden escribir una sóla vez.
CD-RW (CD-Recordable/Rewritable): Puede escribirse muchas veces.
DVD (Digital Video Disk o Digital Versatile Disk): Disco óptico con
mayor densidad que un CD (DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW).
Pueden tener dos capas por cara y se pueden grabar las dos caras.
Blue-Ray : Con mayor densidad que el DVD.
Disco Óptico
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Disco Óptico
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Memorias flash
 
 
 
 
 
Son totalmente electrónicas, utilizan principios muy
parecidos a los de la memoria principal.
Cada celda tiene transistores (como en memoria
principal) y una pequeña capa magnética, lo que los hace
no volátiles.
Son más rápidos que los discos duros pero más caros
(menos memoria).
Los discos duros de estado sólido (Solid State): Simulan
ser discos duros pero compuestos de memoria flash.
Los pen memories, y las tarjetas de memoria también
usan este tipo de memoria
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