Download clases_2002 - Departamento de Teoría de la Señal, Telemática

Mantenimiento de Equipos
Informáticos
• Asignatura optativa 3º I.T.I. Sistemas / Gestión
• Curso 2001-2002: 2º cuatrimestre
• 3 créd. de teoría + 3 créd. Prácticas
• Profesor: Angel de la Torre
– Dpto. Electrónica
– Desp. 110, 2ª planta Edif. Físicas, Fac. Ciencias
• Horario:
Parte
Día
Hora
Aula
Grupo
Teoría
LyM
16-17
0.3
Todos
Prácticas Martes
17-19
Lab.elect.
A
Martes
19-21
Lab.elect.
B
Miérc.
17-19
Lab.elect.
C
Miérc.
19-21
Lab.elect.
D
Transparencias y guiones de prácticas en:
http://ceres.ugr.es/~atv/Documents/documents.htm
1
Programa de la asignatura
•
Tema 1: Introducción.
–
–
–
–
–
–
•
Equipos informáticos.
Mantenimiento de equipos informáticos.
Objetivos de la asignatura.
Estrategia óptima de mantenimiento y reparación.
El PC (¿por qué el PC?).
Otros equipos.
Tema 2: Modelos de PC.
– Introducción.
– Chips y buses.
– Características del PC.
•
Tema 3: El interior del PC.
–
–
–
–
–
–
–
•
Introducción.
La placa base.
La unidad central de procesamiento (CPU).
La memoria. Tipos de memoria.
Buses. Tipos de buses.
La fuente de alimentación.
Periféricos. Controladores y adaptadores. Interfaces.
Tema 4: Mantenimiento preventivo del PC.
–
–
–
–
–
–
Introducción.
Shock térmico.
Magnetismo.
Interferencias electromagnéticas.
Descargas electrostáticas.
El entorno del PC.
2
•
Tema 5: Instalación de nuevas tarjetas de
expansión.
– Introducción.
– Configuración de nuevas tarjetas de expansión.
Configuración software.
– Instalación de la tarjeta en el PC. Solución de conflictos.
– Sistemas Plug and Play.
•
Tema 6: Avería y reparación del PC.
–
–
–
–
–
•
Tema 7: Desensamblar el PC.
–
–
–
–
•
Introducción.
Herramientas necesarias.
Consejos generales para desensamblar el PC.
Ensamblaje.
Tema 8: Reparación de tarjetas y chips.
–
–
–
–
•
Introducción.
Cómo actuar ante una avería del PC. Reglas generales.
Comprobación del software.
Comprobación del hardware.
Programas de diagnóstico.
Introducción.
¿Reparar o sustituir?.
Identificación de la avería. Proceso de arranque del PC.
Identificación y sustitución de chips averiados.
Tema 9: Memorias semiconductoras.
–
–
–
–
–
Introducción.
Tipos de memorias. Memoria estática y dinámica.
Combinación de distintos tipos de memorias.
Bancos de memoria.
Errores y averías en la memoria. Test de memoria.
3
•
Tema 10: La fuente de alimentación.
–
–
–
–
–
–
•
Tema 11: El disco duro.
–
–
–
–
–
•
Introducción.
Tipos de discos. Tipos de interfaces.
Parámetros característicos de un disco duro.
Instalación de un disco duro Configuración.
Formateo de un disco duro. Particiones.
Tema 12: Organización lógica del disco duro.
–
–
–
–
–
–
–
•
Introducción.
Componentes de la fuente de alimentación.
Mantenimiento de la fuente de alimentación.
Ahorro de energía.
Averías y reparación de la fuente de alimentación.
Protección contra el ruido de alterna.
Introducción.
Sectores absolutos y sectores DOS.
Clusters.
Dos Boot Record (DBR).
La FAT y el directorio raíz.
Subdirectorios.
Estructura lógica del disco.
Tema 13: Mantenimiento preventivo del disco.
–
–
–
–
–
Introducción.
Mantenimiento preventivo del hardware.
Mantenimiento preventivo del software.
Copias de seguridad.
Virus. Detección y eliminación de virus.
4
•
Tema 14: Recuperación de datos y reparación del
disco duro.
–
–
–
–
•
Tema 15: Instalación y reparación de unidades de
disco flexibles.
–
–
–
–
•
Introducción.
El sistema SCSI.
Instalación física SCSI.
Instalación software SCSI.
Tema 17: Reparación de impresoras.
–
–
–
–
–
•
Introducción.
Mantenimiento preventivo.
Averías de la disquetera.
El futuro de las FDD.
Tema 16: Dispositivos SCSI.
–
–
–
–
•
Introducción.
Mensajes de error.
Recuperación de datos borrados.
Recuperación de un disco averiado.
Introducción.
Componentes de una impresora.
Mantenimiento.
Problemas comunes y su reparación.
La impresora láser.
Tema 18: Mantenimiento y reparación de otros
periféricos.
–
–
–
–
–
–
Introducción
Modems y puertos serie.
Ratones y teclados.
Adaptadores de vídeo y monitores.
Tarjetas de sonido.
CD-ROMs.
5
Bibliografía
• “The complete PC upgrade and maintenance
guide” 4th edition.
Mark Minasi.
Ed. SYBEK, 1995.
• “Ampliar y reparar su PC”.
Ulrich Schuller.
Ed. MARCOMBO, 1996.
• “PC upgrade and repare bible”.
Barry Press.
Ed. IDG Books WorldWide Inc. 1998.
• “Introducción a la informática”.
Alberto Prieto, Antonio Lloris, Juan Carlos
Torres.
Ed. McGraw Hill, 1989
6
Evaluación de la asignatura
• Examen de teoría:
• Prácticas:
40 %
40 %
– Exposición de trabajo en laboratorio
– Memoria de prácticas (por parejas)
• Trabajo libre:
20 %
– Cada alumno deberá entregar un trabajo
sobre algún equipo informático, periférico,
etc. de su elección.
– El trabajo puede consistir en:
• un análisis de las características técnicas y
prestaciones
• comparación entre equipos de varias
marcas
• evolución de un determinado elemento
– Este trabajo es individual.
7
Tema 1: Introducción
1.- Equipos informáticos.
2.- Mantenimiento de equipos
informáticos.
3.- Objetivo de la asignatura.
4.- Estrategia óptima de mantenimiento y
reparación.
5.- El PC. (¿Por qué el PC?).
6.- Otros equipos.
Reglas importantes.
8
1.- Equipos informáticos.
•
•
•
¿Qué es un equipo informático?
Los equipos más comunes: PCs.
En determinados contextos, otros equipos:
– terminales TTY
– estaciones de trabajo
– super-ordenadores
•
Es usual encontrar ordenadores conectados en red. El
mantenimiento no se limita a los ordenadores: hay que
mantener también:
– La interconexión: red, tarjetas, concentradores, routers...
– Los recursos compartidos: impresoras, escaners,
grabadoras, sistemas de back-up....
•
Periféricos de los distintos ordenadores:
–
–
–
–
•
Almacenamiento datos: HD, CDROM, floppy, cinta, zip...
Audio, P serie, P paralelo, SCSI, monitor, módem...
Impresoras, escaners...
Hardware de uso específico.
Software:
– Drivers
– Aplicaciones
9
•
Contexto en el que se utilizan los equipos informáticos.
(Uso de los equipos y necesidades). Ejemplos:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
•
Sistema informático doméstico.
Secretaría de un instituto de bachillerato.
Administrativos de un centro público.
Empresa con muchas oficinas distribuidas.
Empresa de desarrollo tecnológico.
Laboratorio de informática.
Facultad o Escuela.
Grupo de investigación.
Instituto de investigación.
Características del sistema:
–
–
–
–
–
Número de equipos.
Número de usuarios.
Formación de los usuarios.
Necesidades de los usuarios.
Presupuesto.
La estrategia óptima de mantenimiento es diferente
dependiendo de los equipos / sistemas informáticos y el
contexto en el que se van a utilizar.
10
2.- Mantenimiento de equipos
informáticos.
•
Mantenimiento preventivo:
– Hábitos que evitan problemas.
– Alargan la vida de los equipos (nada es eterno).
– Reducen el riesgo de problemas.
•
•
Reparación de averías. Evitar perdidas irreparables.
Ampliación de los equipos / sistemas:
– Nuevos puestos.
– Nuevo hardware.
– Nuevo software.
•
•
Actualización: mejorar la eficiencia.
Reestructuración del sistema (optimización de
recursos).
Criterios de mantenimiento.
3.- Objetivos de la asignatura.
•
•
Decisiones adecuadas con respecto al mantenimiento.
Responsable del mantenimiento del sistema
– (“system manager”) (usuarios, permisos, red... no)
– Funcionamiento de los equipos. Adecuar a necesidades y
recursos
– Prevenir problemas
– Solucionar problemas
– Decisiones adecuadas de mantenimiento
•
Conocimiento de los equipos informáticos y sus
problemas
11
4.- Estrategia óptima de
mantenimiento y reparación.
•
•
•
¿Qué se puede mantener y qué no?
¿Qué se puede reparar y qué no?
Factores a tener en cuenta:
–
–
–
–
–
–
•
•
Costes de mantenimiento y reparación.
Necesidades.
Presupuesto.
Precio de los equipos y periféricos.
Evolución de los precios y las prestaciones.
Vida del producto. Vida eficaz del producto.
Panorama hace 10 años y ahora.
Importante:
– Conocer el equipo.
– Conocer las características y prestaciones de los distintos
elementos.
– Conocer los precios.
5.- El PC. (¿Por qué el PC?).
•
Tendencia a imponerse los sistemas basados en PC.
– Ámbito del PC hace 10 años y ahora.
– Razones por las que se ha impuesto el PC. Ejemplos.
•
•
•
Más documentación.
Más modularidad. Equipos más flexibles.
Gran parte de los conocimientos se pueden extender a
otros equipos.
12
6.- Otros equipos.
•
Equipos que se van a poder mantener / reparar /
ampliar:
–
–
–
–
–
PC y periféricos.
Otras arquitecturas (Macintosh, etc.) y periféricos. (S.O.).
Estaciones de trabajo y periféricos (S.O.).
Super-ordenadores y periféricos (S.O.).
Elementos de red: concentradores, routers, etc.
Reglas importantes:
•
Sobre seguridad: Elementos muy peligrosos:
– Interior del monitor.
– Interior de la fuente de alimentación.
•
Sobre mantenimiento ampliación y reparación: Valorar:
–
–
–
–
–
Costes.
Necesidades.
Prestaciones de los equipos a adquirir y utilidad.
Perspectivas para el futuro (posibilidad de ampliación)
Tendencia en la evolución de los equipos informáticos:
• prestaciones
• precio
– Elementos que limitan el funcionamiento de los equipos:
“cuellos de botella”.
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Tema 2: Modelos de PC
1.- Introducción.
2.- Chips y buses.
3.- Características de los PCs.
1.- Introducción.
•
Antes de afrontar el mantenimiento, ampliación o
reparación del PC es importante conocer su anatomía:
– ¿Qué partes tiene el PC?
– ¿Qué importancia tiene cada una de las partes?
•
¿Qué es un PC? ¿Qué tienen en común todos los PCs?
¿En qué se diferencian los PCs?
– Software compatible.
– Software no compatible.
– Hardware no compatible.
•
¿Cuál es la parte más importante del PC?
– PC como conjunto de piezas ensambladas.
– Compatibilidad esencial.
– Lo que condiciona la compatibilidad:
• Software: Chips
• Hardware: buses
14
2.- Chips y buses.
2.1.- La CPU determina el tipo de software que
puede usarse.
•
•
El PC se construye alrededor de la CPU, desde el punto
de vista del software que se puede utilizar.
Familias de CPU en PC:
– 8088 / 8086 / 80188 / 80186
– 80286
– 80386 / 80486 / Pentium / P6
•
¿Qué define una familia?
– Software común.
– Diferencias dentro de una familia: velocidad.
•
Incompatibilidades de software. Causa.
2.2.- Los buses determinan el hardware que
puede usar el PC.
•
•
•
¿Puedo conectar una tarjeta de expansión en el PC y
hacerla funcionar?
Primeras arquitecturas: Bus ISA (Industry Standard
Architecture). El 80% de los PCs disponen de bus ISA.
Limitaciones de bus ISA. Otros buses:
–
–
–
–
–
MCA: Micro Channel Architecture.
VESA Local Bus: Video Electronics Standard Association.
EISA: Extended Industry Standard Architecture.
PCI: Peripheral Component Interconnect.
PCMCIA: Personal Computer Memory Card Industry
Association (portátiles)
15
•
Importante cuando se adquiere una tarjeta: comprobar
que puede conectarse al bus. Una tarjeta MCA no
puede conectarse a un bus PCI.
•
Descripción mínima del PC: Chip y bus:
– 8086 con ISA
– Pentium con PCI
3.- Características de los PCs.
•
•
Anatomía del PC. Hay más elementos y características
además de los Chips y buses:
BIOS, tarjeta de vídeo, puerto paralelo, etc.
¿Por qué son “menos importantes”?
Características
CPU
Ejempl os
8086 80386
Pentium ....
Bus
8 ISA, 16 ISA
16 ó 32 M CA,
PCI, etc.
AMI, IBM,
Co mpaq,
Phoenix
3 MHz – 1 GHz
MDA, CGA,
EGA , VGA
BIOS
Velocidad CPU
Tarjeta video
Puerto Paralelo
Puerto Serie
UART
Memoria
Unidireccional
Bidireccional
8250, 16450,
16550
640 KB.... MB
Comentarios
Cantidad de memoria que se puede direccionar
Software que se puede ejecutar
Velocidad del sistema
Posibilidad de conectar tarjetas de expansion
BIOS (Basic Input/Output System)
Software de bajo nivel. Puede afectar a aspectos de
compatibilidad
Velocidad del sistema
Co mpatibilidad de software
Velocidad de transferencia de datos a pantalla
Sustitucion casi siempre posible
Forma de gestionar información de video (CPU o
tarjeta de video)
Interface imp resoras
Otros periféricos
UART: ch ip alrededor del que se implementa el
puerto serie, modem interno, etc. Velocidad.
RAM (Random Access Memory
Convencional, extendida, expandida. Limitaciones
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Características
Reloj del
sistema
Hard Disk
Interface
Teclado
Ejempl os
Comentarios
En p laca base
En tarjeta
ESDI, SCSI, IDE Conexión entre controladora de disco y el disco.
Mayoría SCSI o IDE
XT, AT
Chip que controla el teclado.
Teclado con conmutador.
Floppy Disk
5.1/4
Drive
3.1/2
Nu m. slots
3 ... 10
Cuantos más mejor (más tarjetas expansión)
Configuración
Interruptores
Configurar el PC, HD, memo ria....
CMOS
Nu m. IRQ
8 ó 16
Interrupciones (núm y tipo de expansiones)
Nu m. canales
4 u8
Direct Access Memory.
DMA
(núm y t ipo de expansiones)
Tarjeta de
8 – 16 bits
sonido
MIDI,
Wave table
Adaptador SCSI SCSI I, SCSI II
Interface para hardware universal:
normal, fast,
HD, CDROMs, cintas, escaners....
wide, fast-wide
Lector de
CDROM
Tarjeta de red
Ethernet
token-ring, etc
Impresoras
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Tema 3: El interior del PC
1.- Introducción.
2.- La placa base.
3.- La Unidad Central de Procesamiento
CPU.
4.- La memoria. Tipos de memoria.
5.- Buses. Tipos de buses.
6.- La fuente de alimentación.
7.- Periféricos. Controladores y
adaptadores. Interfaces.
18
1.- Introducción.
•
El PC es un equipo modular. Esto lo hace fácil de
mantener y de reparar (más que TV).
•
Ante un problema hardware: la solución es localizar y
reparar/sustituir el componente defectuoso.
•
Primer paso para solucionar problemas: identificar los
elementos del PC (hay muchos modelos distintos).
•
Principales elementos del PC:
– Placa base (system board o motherboard):
• CPU.
• Bus.
• Slots (ranuras o zócalos de expansión).
• Memoria.
• Reloj del sistema.
• Coprocesador numérico.
• Adaptador de teclado.
– Fuente de alimentación.
– Controladoras (de teclado, de FDD, de HD, etc.).
– Teclado, FDD, HD, CD-ROM, etc.
– Tarjeta multifunción (puerto serie RS-232, puerto paralelo,
calendario/reloj).
19
2.- La placa base.
•
Es un circuito impreso que contiene los elementos
esenciales del ordenador: CPU, ROM, RAM,
coprocesador, buses, reloj del sistema, slots de
expansión, etc.
•
Excepciones:
– Placas Back-plane: un circuito impreso con slots y sin
ningún integrado. La CPU, RAM, ROM, etc. Van en
tarjetas que se insertan en la placa base.
– Placas base sin slots: ademas de los elementos de las
placas base usuales, incluyen también los controladores,
puertos, etc.
•
Ejemplos de placas base.
20
3.- La Unidad Central de Procesamiento
(CPU).
3.1.- Características de la CPU.
•
Es el chip que ejecuta las instrucciones de los
programas. Es el corazón del PC.
•
La CPU determina la capacidad del ordenador.
•
Características esenciales de la CPU:
– Velocidad: número de microinstrucciones que realiza por
segundo (Mhz).
– Eficiencia del microcódigo: número de ciclos de reloj
invertidos en cada operación.
– Tamaño de registros: número de bits con los que puede
operar en una instrucción.
– Tamaño de la entrada de datos: número de bits que puede
leer del bus en una operación.
– Coprocesador numérico: algunas CPUs pueden realizar
operaciones en punto flotante directamente.
– Número de pipelines de instrucciones: número de
instrucciones que puede realizar simultáneamente.
– Caché interna: RAM de alta velocidad dentro de la CPU.
– Memoria direccionable: Tamaño de la RAM que puede
direccionarse con la CPU (MB).
21
3.2.- Velocidad de la CPU.
•
•
•
La CPU es una máquina secuencial síncrona: Utiliza
pulsos de un reloj externo que marcan el ritmo de las
operaciones lógicas a realizar.
La señal de reloj sincroniza todos los elementos del PC:
acceso a bus, lectura o escritura en memoria, etc.
La velocidad del reloj está limitada.
– Si es excesiva la CPU no funciona correctamente.
– ¿Por qué?.
– Con otros elementos es similar.
•
En los primeros PCs, la CPU era el circuito más
complejo y el más lento. La CPU determina la velocidad
del sistema. La velocidad del PC es la velocidad del
reloj en la placa base.
– Apple II: 2 MHz.
– PC-XT: 4.77 MHz.
– PC-AT: 6 MHz, 8 MHz.....
•
La velocidad de la CPU es una “medida de la velocidad
del sistema”. En principio, a mayor velocidad de CPU,
mayor velocidad del sistema. Sin embargo:
– Se ve influenciada por otros elementos (HD, RAM, etc).
– CPU rápida con HD lento.
– Comparación:
• XT (1983) / Pentium (1994)
• CPU 300 veces más rápida y periféricos unas 10 veces más
rápidos; va entre 20 y 40 veces más rápido, según
aplicaciones (¡¡no 300 veces!!).
– Elección entre CPU rápida y periférico rápido.
22
3.3.- CPUs rápidas: duplicadores y
triplicadores de frecuencia.
•
Primeros PCs: el circuito más lento es la CPU.
Evolución de la frecuencia de reloj:
–
–
–
–
•
4.77 Mhz; 6 MHz; 8 MHz;
12 MHz: periféricos incompatibles.
16 MHz; 20 MHz; 25 MHz; 33 MHz;
40 MHz; 50 MHz; 66 MHz: la RAM es lenta.
Solución: duplicador de frecuencia de reloj.
– Placa a 25 MHz:
• 80486DX-25
• 80486DX2-50 (vel. ext.: 25 MHz; vel. int. 50 MHz)
– Placa a 33 MHz:
• 80486DX-33
• 80486DX2-66 (vel. ext.: 25 MHz; vel. int. 50 MHz)
– Comparación: 80486DX-25 80486DX2-50 80486DX-50
•
Triplicadores de frecuencia de reloj:
– 80486DX4-75 (de 25 MHz a 75 MHz; caché: 16 KB)
– 80486DX4-100 (de 33 MHz a 99 MHz; caché: 16 KB)
– Pentium 150 (de 50 MHz a 150 MHz)
•
CPUs a frecuencia 1 y medio.
– Pentium originales:
• 60 MHz y 66 MHz
– P54C:
• 90 MHz y 100 MHz (con reloj interno a frec. 1.5 del externo).
•
Velocidad y temperatura:
– La conmutación de transistores genera calor.
– A mayor velocidad, mayor disipación.
– Los Pentium 60 y 90 son series que no superaban control
de calidad (se calentaban demasiado).
23
•
Voltaje y temperatura: disipación proporcional a V2 :
– Las primeras CPUs alimentadas con 5 V.
– A partir de 80486DX4, con 3.3 V (disipan la mitad).
•
“Pentium overdrive” (actualización de 486 a Pentium) es
una CPU con reloj interno a 2.5 la frec. del externo.
3.4.- Eficiencia del microcódigo.
•
Para mejorar la velocidad:
– Más instrucciones por segundo (aumentar frecuencia)
– Uso más eficiente de la CPU (que haga lo mismo con
menos ciclos de reloj).
•
Mejora de la eficiencia del microcódigo:
– 8088 / 80188 son idénticos salvo en la eficiencia del
microcódigo. División entera requiere 70 ciclos / 25 ciclos.
– 80386 / 80486:
MOV AX BX: 2 ciclos / 1 ciclo.
•
Canalización de instrucciones (instruction pipelines)
– Descomposición del pipeline (en 5 pasos)
•
•
•
•
•
Captura de instrucción
Decodificación
Captura de operandos
Ejecución de instrucción
Escritura de resultados
– Otros microprocesadores en mas pasos: Cyrix M1 (7);
AMD K5 (6); NexGen Nx586 (7); P6 (14).
– Algunas CPUs soportan la ejecución simultánea de varios
pipelines (Pentium, P6, RISC).
24
3.5.- Tamaño de palabra.
•
•
Registros: zonas de memoria de la CPU para almacenar
datos.
Tamaño de palabra: núm. de bits de los registros.
Importancia.
– 8088, 8086, 80188, 80186, 80286: 16 bits
– 80386, 80486, Pentium: 32 bits
3.6.- Entrada de datos (data path).
•
•
Transferencia de datos entre RAM y CPU. Lo ideal es
que la ventana de entrada/salida de datos tenga el
mismo tamaño que los registros.
8086 (1977) y 8088 (1978):
– diferencias del data path (16 bits / 8 bits).
• MOV AX <= 0200
(2 ciclos en 8088 y 1 ciclo en 8086)
– ventajas y desventajas del data path de 16 bits.
•
80286 (16 bits), 80386DX (32 bits), 80386SX (16 bits).
– El 80286 lo fabricaban AMD (Advanced Micro Devices),
Fairchild, Siemens... 16 bits de registro y entrada de datos.
– 80386 como una CPU revolucionaria (32 bits de registro y
de entrada de datos). Problema por encarecer la placa
base. Sale la versión 80386SX con 32 bits de registro y 16
de entrada de datos.
25
3.7.- Memoria caché interna.
•
•
Importancia de que la memoria sea rápida.
Arquitecturas de memoria:
– Dynamic RAM (DRAM): más simple, barata y lenta
– Static RAM (SRAM): más compleja, cara y rápida
•
•
Diseñar toda la RAM de tipo SRAM sería bueno (se
podría acceder a la velocidad de la CPU) pero sería
carísimo.
Solución: RAM masiva de tipo DRAM. Una pequeña
parte de tipo SRAM (caché). Algunas CPUs incorporan
caché: caché interna o L1. A veces se ponen chips de
caché en las placas base (64 - 512 KB de SRAM
externa o L2):
•
•
•
•
•
486:
486DX4:
Pentium:
P6:
Chips caché ext.
8 KB L1
16 KB L1
16 KB L1 (8+8, no write-back, busq./pred.)
16 KB L1 + 256 KB L2
64 - 512 KB L2
3.8.- Coprocesador numérico (o Matemático).
•
•
Para realizar operaciones en punto flotante.Mejora
eficiencia en programas con mucho cálculo.
Funciones transcendentes (seno, coseno... log..) 20
veces más rápido con coprocesador.
•
•
•
•
•
•
•
8086 / 8088
80286
80386SX
80387DX
80486DX
80486SX
Pentium
8087
80287
80387SX ó 80287
80387DX ó 80287
incorporado
80487SX (es un 80486!!)
incorporado
26
3.9.- 80486, Pentium y P6.
•
80486:
• 80486DX = 80386DX + 80387DX + 8KB L1
• 80486SX = 80486DX con coprocesador anulado
• 80487SX = 80486DX con pines cambiados
•
Pentium:
•
•
•
•
•
•
Pentium = 80486DX + 80486SX + 16KB L1
Caché mejorada (8KB para datos + 8KB para instrucciones)
Un solo coprocesador (más barato, más frío, más pequeño)
2 pipelines. Procesamiento en paralelo automático (si puede).
Registros de 32 bits; entrada de datos de 64 bits.
Pentium Overdrive: (para actualizar 486 a Pentium):
• Pentium con entrada de 32 bits.
•
P6:
• Caché L1 (16KB) y L2 (256KB)
• 3 pipelines
• Instrucciones descompuestas en 14 sub-instrucciones
reordenables.
3.10.- Memoria direccionable.
•
Depende del número de patillas de la CPU destinadas a
direccionar memoria (del número de bits dedicados a
direccionamiento):
Num bits
16 bits:
20 bits:
24 bits:
32 bits:
mem. direccionable
64 KB = 65536 B
1024 KB = 1 MB
16 MB
4096 MB = 4 GB
CPUs
Previas a PC
8086 8088 80186 80188
80286 80386SX
80386DX y posteriores
27
3.11.- Características de las CPUs.
CPU
INTEL
8088
8086
80186
80286
80386DX
80386S X
80486DX
80486S X
80486DX2
80486DX4
Pentium
CYRIX
80486slc
80486slc X2
80486DLC
80486DX
80486DX2
•
Freq.
Ext.
MHz
Data
Mem.
Freq. Reg. path pipel direc.
int/ext bits bits
MB
copr cache Compat
KB
8
8
16
20
40
25
25 33 50
20 25 33
20 25 33
25 33
60 66
60 66
50
1
1
1
1
1
1
1
1
2
3
1
1.5
3
16
16
16
16
32
32
32
32
32
32
32
32
32
8
16
16
16
32
16
32
32
32
32
64
64
64
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
2
1
1
1
16
4096
16
4096
4096
4096
4096
4096
4096
4096
no
no
no
no
no
no
si
no
si
si
si
si
si
no
no
no
no
no
no
8
8
8
16
16
16
16
--------------
25 33
25
33
33 40 50
25 33 40
1
2
1
1
2
32
32
32
32
32
16
16
32
32
32
1
1
1
1
1
16
16
4096
4096
4096
no
no
no
si
si
1
1
1
8
8
386S X
386S X
386DX
486DX
486DX2
8088 (1978):
• Chip de 40 pins empaquetado DIP (dual in-line package).
• Unos 29.000 transistores.
•
80188 / 80186:
• Empaquetado PGA (pin grid array) cerámico.
• Código optimizado.
•
80286 (1981):
• Empaquetamiento PGA ó PLCC (plastic leadless chip carrier).
• Unos 130.000 transistores (algunos con radiador).
28
•
80386DX y 80386SX (1985):
•
•
•
•
•
•
Unos 250.000 transistores en PGA.
Multitask dos programing (Windows, OS/2).
32 bits direccionamiento de memoria: 4096 MB.
32 bits datos: bus más potente MC, EISA, VLB, PCI.
80386SX: entrada de 16 bits y PLCC.
80486 (DX, SX, DX2, DX4):
• Aproximadamente 1.25 Millones de transistores.
• Consta de: 386DX + 387 + 385 (controladora cache) + cache
• 80486SX es una herramienta de marketing: coprocesador
deshabilitado, velocidad limitada a 20 MHz.
• 80486DX2: con duplicador de frecuencia de reloj.
• 80486DX4: con triplicador de frecuencia y caché ampliada.
•
80486SLC y 80486DLC (de Cyrix):
• Son 386 con 1KB de caché.
•
Pentium (1993)
• Aproximadamente 3.1 Millones de transistores.
• Voltaje reducido a 3.3 V.
• Una combinación de dos 486 con analizador de código,
capacidad de procesamiento en paralelo y diseñado para
trabajar en paralelo con otros Pentium.
•
Imitaciones de Pentium:
– M1 (Cyrix)
• 2 pipelines desarrollados en 7. Puede desordenarlos.
• Data-forwarding: deja el resultado de una operación accesible.
– K5 (AMD)
• 4 pipelines ejecutados en 6 pasos.
• Data forwarding.
– Nx586 (NexGen)
• No soporta operaciones en punto flotante.
• Incompatible con pins del Pentium y a 4 V (placa base
distinta).
29
•
P6:
– 3 pipelines desarrollados en 14 pasos desordenables.
– x86 compatible.
– 2 CPUs:
• RISC CPU.
• x86 CPU.
– 2 Cachés:
• L1 (de 16 KB)
• L2 (de 256 KB)
– Unos 20.5 millones de transistores en total:
• 5.5 millones para las CPUs.
• 15 millones para las memorias caché.
– Tamaño de transistores pequeño:
• Pentium:
0.8 micras y 0.6 micras.
• P6:
0.6 micras y 0.4 micras (en 1996).
• Esto permite un consumo razonable con 20 millones de
transistores.
30
4.- La memoria. Tipos de memoria.
•
La memoria sirve para almacenar datos y programas.
•
En los primeros ordenadores es sencilla:
– RAM (Random Access Memory).
– ROM (Read Only Memory).
– Primeros ordenadores: 1K, 4K, ... 48K, 64K ...
– Primeros PC (8088 / 8086) 640 KB de RAM.
•
Ahora es más complicada: Memoria convencional,
memoria extendida, memoria expandida o LIM. Causa:
– Falta de planificación (se pensó que con 640 KB sobraría).
– “Necesidad” de mantener compatibilidad.
•
Memoria en los ordenadores:
– Memoria principal (RAM).
• volátil.
• poca cantidad (típico 2% - 4% de capacidad HD).
• rápida (respuesta en algunos ns).
– Memoria secundaria (HD):
• no volátil.
• mayor cantidad que RAM (800 MB / 16 MB).
• lenta (tiempos de respuesta unas 100-1000 veces mayores).
•
¿Dónde está la RAM?
– En chips (hileras de chips en la placa base).
– En módulos SIMM (de 30 o de 72 pins) (Single In-line
Memory Module).
– En tarjetas de memoria.
31
4.1.- Organización de la memoria: familia 8086.
•
•
El 8086 y 8088 dispone de un bus de direcciones de 20
bits. Es capaz de direccionar 220 = 1024 K = 1M
direcciones de memoria.
Los primeros PC salen con 640 KB de memoria en
1980.
• En esta época era mucha memoria comparado con los
ordenadores que había en el mercado. Se consideró que sería
suficiente.
• El PC tuvo demasiado éxito y se desarrolló mucho software
que luego se quiso que los siguientes procesadores fueran
compatibles con el software.
• Esto ha hecho que el mapa de memoria del 8086 condicione
todos los demás procesadores.
Representación de las direcciones:
– con 20 dígitos binarios
– con 5 dígitos hexadecimales: desde 00000 hasta FFFFF.
Mapa de memoria del 8086
1024 K
256 K
640 K
128 K
768 K
0K
FFFFF
Área
reservada
RAM de video
640 K
•
C0000
BFFFF
A0000
9FFFF
Memoria
convencional
(RAM)
00000
32
Memoria convencional
Programas y datos
Programas TSR
Drivers
640 K
Command.com (shell)
1K
DOS
•
•
•
•
•
•
•
Vectores de interrupciones
Vectores de interrupciones: punteros a drivers y
software en ROM para usar hardware.
DOS: tamaño variable (versión y config.sys).
Drivers: programas para que el S.O. use hardware. Los
drivers se cargan en el config.sys con “DEVICE=“.
Importantes en mantenimiento.
Command.com: shell o intérprete de comandos.
TSR (Terminate and Stay Resident) programas
residentes (doskey, antivirus, cache disco, compresión
de disco, protocolos de red). Ventajas e inconvenientes.
Programas de usuario (programas y datos): lo que
queda hasta 640 KB.
Compatibilidad con DOS exige respetar este mapa.
33
RAM de vídeo
•
•
Tarjeta de vídeo: interface entre CPU y monitor.
RAM de vídeo: compartida por CPU y por tarjeta.
• Utilizada para transferir datos de la CPU a la tarjeta.
• Direccionada por la CPU.
• Para “poner datos en pantalla” la CPU escribe en la RAM de
vídeo y la tarjeta lo interpreta como texto o como gráficos y
escribe en el monitor
En los primeros PCs se reservaron direcciones para
128K para la tarjeta de vídeo (de A0000 a BFFFF).
Compatibilidad con PC supone respetar esto.
Tarjeta
MDA (Monochrome
Display Adapter)
CGA (Color /
Graphics Adapter)
EGA (Enhanced
Graphics Adapter)
VGA (Video
Graphics Array)
RAM
Super VGA
... MB
4K
16 K
256 K
256 K
Direccione s
B0000-B1000
(4 K)
B8000-B C000
(16 K)
A0000-BFFFF
(128 K)
A0000-BFFFF
(128 K)
A0000-BFFFF
(128 K)
ROM
Direc. ROM
---
---
---
---
16 K
C0000-C3FFF
24 K
C0000-C5FFF
???
???
Área
reservada
Mapa de memoria de vídeo
ROM de video
768 K
704 K
64 K
Área RAM
vídeo
736 K
32 K 32 K
•
640 K
Área texto
EGA, VGA...
Área texto
monocr. (MDA)
Área gráficos
EGA VGA
SVGA
C0000
BFFFF
B8000
B7FFF
B0000
AFFFF
A0000
34
•
¿Cómo direccionar 256 K (o más) con 128 K de
direcciones?
– Paginación de memoria.
– En EGA y VGA los 256 KB se organizan en 4 páginas de
64 KB (blue, green, red, intensity).
– La paginación permite acceder a mucha memoria con
pocas direcciones (pero es lento).
•
Super-VGA: no es estandard. Mucha más memoria.
Aceleradores gráficos.
Área reservada de memoria
•
Direcciones reservadas por la CPU para:
– La ROM del sistema (BIOS) (software que no cambia).
– Buffer y frames: Memoria de tarjetas de expansión (RAM y
a veces ROM de las tarjetas).
•
RAMs y ROMs:
– RAM (Random Access Memory):
• Puede leerse y escribirse.
• Es volátil.
• Contiene datos y programas con los que trabajan la CPU y las
tarjetas.
– ROM (Read Only Memory):
• No puede escribirse (si escribimos no ocurre nada).
• No es volátil.
• Contiene software esencial para utilizar tarjetas o para usar la
placa base. Normalmente escrita por el fabricante de la tarjeta
o la placa base.
35
•
ROM del sistema: BIOS (Basic Input Output System).
– Suele ser uno o dos chips en la placa base. Grandes, 24 o
28 pins. Encapsulado DIP.
– Contiene programas específicos de bajo nivel para poder
utilizar la placa base y el hardware. Los vectores de
interrupciones de la zona baja de la RAM apuntan a estos
programas.
– El software se comunica con el hardware a través de los
programas de la BIOS. (No se comunica directamente; lo
hace a través de la BIOS).
– La BIOS es muy importante porque determina (y limita) la
compatibilidad del sistema. Si la BIOS es compatible, el
acceso a las tarjetas y periféricos por el software es
independiente del hardware.
– Fabricantes de BIOS (han escrito BIOS muy compatibles
facilitando el desarrollo de hardware y software
compatible):
•
•
•
•
IBM
Phoenix Software
Award Software
American Megatrend Incorporated (AMI)
– La BIOS tiene que ser direccionada. Se direcciona con
direcciones del área reservada (normalmente de la parte
alta).
– Versión de la BIOS. Num. serie o fecha. Necesidad de
actualizarla (para nuevos dispositivos o tarjetas o buggs).
– Flash RAM: BIOS en unos chips que permiten
modificaciones. Actualización sin necesidad de sustituir
chips (muy importante en portátiles). Inconvenientes (virus
y errores). Plug-and-play.
36
•
Buffers o frames:
– Memorias en tarjetas de expansión (RAM y a veces ROM)
a las que accede la CPU y la tarjeta. Similar a la RAM de
vídeo.
– Se direccionan en el área reservada.
– Tarjetas con buffers direccionados por la CPU en el área
reservada:
•
•
•
•
•
•
Tarjetas de red (LAN, Ethernet)
ROM de tarjetas de vídeo
Controladoras de disco duro EIDE y SCSI
Tarjetas de escaner
Memoria expandida
No todas las direcciones del área reservada de memoria
están utilizadas. Dependiendo de las tarjetas instaladas
hay más o menos direcciones vacías.
4.2.- Memoria extendida.
•
Principal limitación del 8086: la cantidad de memoria
direccionada (1 MB). En 1978 comienza el desarrollo
del 80286:
– asequible (para competir con otros minicomputadores)
– potente (para competir con supercomputadores)
– compatible con 8086 (para aprovechar el éxito comercial)
•
Mantener la compatibilidad requiere mantener el mapa
de memoria de la familia 8086. Al aumentar la memoria,
a la memoria por encima de 640 KB hay que darle un
tratamiento distinto: memoria extendida:
– no se puede direccionar en las direcciones A0000-FFFFF
(porque es el área de vídeo y reservada)
– se direcciona a partir de 100000
37
•
Microprocesadores anteriores al 80286: (4004, 8008,
8080, 8085, 8086, 8088, 80186, 80188):
– orientados a cálculo
– pocos requerimientos de memoria
– un solo programa en ejecución
•
Microprocesador 80286 con características de los
superordenadores:
– capaz de direccionar mucha memoria
– capaz de trabajar en “modo protegido”
•
•
•
El modo protegido es incompatible con DOS.
Sacar al mercado un ordenador de 16 bits (más caro) y
además incompatible con 8088 sería suicida.
Solución: el 80286 funciona en 2 modos:
– Modo “real” (puede ejecutar programas en DOS usando
los primeros 640 KB de memoria)
– Modo “protegido”, gestionando memoria por encima de
640 KB y permitiendo que varios programas estén
cargados en memoria simultáneamente.
•
•
•
Con el tiempo, los programas en modo real se
escribieron para funcionar en modo protegido.
Algunos programas para DOS se escribieron para poder
utilizar la memoria extendida mediante “DOS extender”.
Lotus 1-2-3 ver 3.x, autocad, etc.
Organización de la memoria en un 80286 con 1 MB de
RAM.
38
4.3.- Memoria expandida (o LIM).
•
•
•
•
En 1985 Lotus 1-2-3 muy usado en XT (8088).
Actualización ver.1.A a ver.2.0 para XT (8088) ó AT
(80286) (usando DOS extender).
En AT va muy bien. En XT la nueva versión va peor que
la antigua: falta memoria (poco espacio para datos).
Pero en XT no se puede poner más memoria...
Solución entre Lotus, Intel y Microsoft (LIM): memoria
expandida, o LIM, o EMS (Expanded Memory
Specification): LIM.3.2 ó LIM.4.0:
–
–
–
–
Tarjeta de memoria con 8 MB en version LIM.3.2
Tarjeta de memoria con 32 MB en versión LIM.4.0
Memoria paginada en páginas de 16 KB.
La memoria se controla a través de 4 páginas (64 KB)
direccionadas en el área reservada.
– Con un módulo LIM un 8088 puede utilizar hasta 32 MB
sin necesidad de actualizar a 286 (que era mucho más
caro).
– Es una memoria paginada y por tanto lenta.
•
•
•
Solo unos pocos programas se han escrito para usar la
memoria LIM.
Algunos PCs posteriores al 286 admiten LIM.
Actualmente se utiliza poco y cuando debe utilizarse, se
emula con memoria extendida.
39
5.- Buses. Tipos de buses.
•
Comunicación entre CPU y resto de elementos (RAM,
ROM, tarjeta de vídeo, controladoras, HD....).
•
Transporte y control de datos a través de la placa base.
Pistas. Valores lógicos. Valores físicos. Bus de datos, de
direcciones y de control en la placa base.
•
Conexión de periféricos. Ranuras de expansión.
•
Conectores de las ranuras de expansión: tienden a
hacerse estandard: “omnibus connector” (bus).
•
Bus: conector estándar en el que se puede enchufar
cualquier tarjeta estándar. Evolución de los buses
estándar.
5.1.- El bus PC.
•
Bus Altair (back-plane).
•
Bus Apple.
•
PC (1981). Ranuras de expansión (de 0 a 10): Bus PC.
•
62 líneas:
• 8 de datos
• 20+20 de direcciones (1MB) (Memoria y dispos. I/O)
• 2 de control (Mem-I/O y read-write)
• 4 alimentación (+5, -5, +12, GND)
• 3 de control (reset, reloj y refresco de memoria)
• 3 para interrupciones IRQ (IRQ0 .... IRQ7)
• 2 para canales DMA (DMA0 .... DMA3)
40
5.2.- El bus ISA.
•
•
Bus PC de 8 bits. Cuando aparece 80286 surge el bus
ISA de 16 bits.
Bus ISA es una actualización del bus PC, compatible
con éste. Mantiene el conector de 62 patillas y añade
uno de 36 patillas (98 líneas en total):
•
•
•
•
•
•
•
8 bits de datos adicionales (llegando a 16)
12+12 bits de direcciones (llegando a 32+32: direcciona 4GB)
1 bit para IRQ (llegando a 16 IRQs)
1 bit para DMA (llegando a 8 canales)
2 bits de control
En un “slot de 16 bits” se puede poner una “tarjeta de 8
bits” o una “de 16 bits”. También se dejan slots de 8 bits.
Velocidad del bus ISA:
– Bus PC a 4.77 MHz; clónicos a 7.16 MHz.
– Bus ISA en AT a 6 MHz; luego a 8 MHz.
– En 1985 Compaq saca un clónico de AT (Deskpro 286/12)
con la CPU a 12 MHz. Mantiene el bus ISA a 8 MHz (para
mantener compatibilidad con tarjetas). Los circuitos de la
placa a 12 MHz; el bus a 8 MHz.
– Todas las versiones posteriores de placas (12, 16, 20, 25...
MHz) han mantenido el bus ISA a 8 MHz.
– Ventajas: compatibilidad. Inconvenientes: tarjetas en las
que interesa transferencia rápida de datos (ampliaciones
de memoria, tarjetas de video).
41
5.3.- Buses locales.
•
•
•
•
•
En 1986 surge el 80386DX 16 MHz con 32 bits de
datos: Nuevas necesidades en el bus.
Conviene mantener el bus ISA para poder usar
hardware. Es necesario un nuevo bus para aprovechar
las prestaciones del 386.
Compaq desarrolló placas con un bus especial para
memoria. Intel otro. Micronics otro.
Todos con 32 bits de datos + 32 bits de direcciones y
velocidades de la placa base (16, 20, 25, 33 MHz). Pero
incompatibles entre sí.
Bus “privados” o bus “local”.
5.4.- Buses MCA (Micro Channel Architecture).
•
•
En 1987 IBM saca los ordenadores PS/2 con el nuevo
bus MCA para solucionar las limitaciones del bus ISA.
Características MCA:
•
•
•
•
•
•
•
•
Menos ruidoso que el ISA.
Velocidad mejorada: 10 MHz (en lugar de 8 MHz).
Buses de datos de 16, 32 y 64 bits.
Configuración de tarjetas por software (ni jumpers ni
conmutadores DIP).
Las tarjetas pueden compartir interrupciones (se usa poco).
Bus mastering (transferencia entre tarjetas sin CPU).
Incompatible con ISA.
(Incorporado en modelos PS/2 con 386 a 50 y 80 MHz).
42
5.5.- Bus EISA (Extended ISA).
•
•
Bus MCA interesante pero IBM no hizo públicas las
especificaciones técnicas.
WATCH-ZONE (Wyse, AST, Tandy, Compaq, HewlettPackard, Zenith, Olivetti, NEC, Epson) se unen para
desarrollar un competidor de MCA. EISA (1989):
•
•
•
•
•
•
•
Compatible con ISA y menos ruidoso.
32 bits de datos + 32 de direcciones.
64 direcciones I/O.
Configuración por software (sin jumpers o conmutadores DIP).
8 MHz (más lento que MCA).
No hay IRQ ni DMA adicionales.
Bus mastering.
5.6.- VESA Local Bus (VLB).
•
•
•
•
Necesidad de un bus local rápido y estándar para
expansiones de memoria, tarjetas de vídeo, tarjetas
SCSI, etc.
VESA (Video Electronics Standard Association). VLB.
Un bus local estándar adecuado para tarjetas de vídeo.
Es una versión rápida de 32 bits del ISA.
Carece de las ventajas del MCA y EISA (configuración
software y bus mastering).
43
5.7.- Bus PCI (Peripheral Component Interconect).
•
Bus local de altas prestaciones desarrollado por Intel.
– Alta velocidad (33 o 66 MHz).
– Bus mastering.
– Configuración software: plug-and-play (1992). (IRQs
DMAs).
– Todos los elementos (incluida la CPU) conectados a través
de un buffer. Es independiente del microprocesador. Se
usa también en ordenadores no PC compatibles
(Macintosh, DEC Alpha, etc.).
– 64 líneas de datos (compatible con 32):
• 132, 264, 528 MB/seg,
– Compatible con ISA y EISA. Conectores distintos. En las
placas PCI suelen ponerse conectores ISA-EISA.
5.8.- Bus PCMCIA (portátiles).
•
•
•
•
Personal Computer Memory Card Industry Association.
Portátiles: carecen de slots. Necesidad de expandir.
Tarjetas de memoria específicas de cada fabricante.
Finales 80’s en Japón: tarjetas PCMCIA o PC-card:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Tipo 1: (68 pins; 3.3 mm). RAM. Flash RAM con programas.
Tipo 2: (5 mm). Software accesible. Modems.
Tipo 3: (10.5 mm). HD. (13 mm).
Servicio socket. Se cambia sin rearrancar.
Direcciona hasta 64 MB.
No bus mastering.
Configuración software (plug-and-play).
16 bits de datos; 33 MHz.
Hasta 4080 tarjetas en un PC.
Bajo consumo. PCs ecológicos.
44
5.9.- Reloj del sistema.
•
•
•
•
Elemento fundamental en los buses. Señal de reloj para
la sincronización de los elementos conectados al bus.
En 8088 (XT) chip de reloj: 8284A (cerca de CPU).
En 80286 (AT) chip 82284 (cerca de CPU; reset).
A partir de 386, reloj integrado en otros chips de la placa
base.
6.- La fuente de alimentación.
•
Enchufes de red: corriente alterna:
– 120 V a 60 Hz en USA.
– 220 V a 50 Hz en Europa.
•
•
Los chips requieren +5, -5, +12, -12, GND de continua.
Fuente de alimentación para:
– Tomar corriente de la red y convertirla a la tensión continua
que requieren los chips y elementos del ordenador.
– Proteger eléctricamente el ordenador de problemas en la
red (picos, sobretensión, ruido eléctrico, etc.).
•
•
Potencia típica: 64 W a 375 W (si hay muchas tarjetas,
o en el caso de servidores de disco, se requiere más
potencia).
La fuente de alimentación es un elemento peligroso. No
debe abrirse.
45
7.- Periféricos. Controladores y
adaptadores. Interfaces.
7.1.- Teclado.
•
•
•
•
•
Dispositivo de entrada de datos más común.
Requiere mucho mantenimiento (y a veces reemplazar).
Los teclados llevan un procesador interno (chip 8041,
8042 ó 8048).
Comunicación entre teclado y PC a través de la
controladora de teclado (usualmente chip en la placa
base).
Algunos modelos de teclado sin cable.
7.2.- Ratón.
•
•
•
•
•
Dispositivo de entrada alternativo al teclado.
Requiere mucho mantenimiento (y a veces reemplazar).
Ratones mecánicos y ópticos.
Comunicación entre teclado y PC a través de puerto
serie o de bus de ratón.
Algunos modelos: ratón sin cable.
46
7.3.- Controladoras.
•
Tarjeta o circuito para conectar un periférico al
ordenador (controladoras, adaptadores, interfaces,
puertos):
– Aislar software de hardware. Software estándar.
Controladora con entrada estándar. El software funciona
con distintos modelos de periféricos.
– Ajustar la velocidad de transmisión de datos entre CPU y
periféricos. Disponen de memoria para almacenar datos y
procesadores para hacer operaciones con el periférico.
– Adaptar formatos (datos en bus a señales de vídeo, de
audio, cambiar niveles, amplificar, etc...).
•
•
•
Interfaces bien definidos en las controladoras hacen
posible compatibilidad. Todos los programas van más o
menos igual independientemente de los modelos de
pantalla, teclado, HD, etc....
Cada periférico tiene su controladora.
Papel de las controladoras en el rendimiento del
sistema. Ejemplos:
– Vídeo: aceleradores gráficos.
– HD: gestión de peticiones de datos de disco.
•
•
Controladoras en un PC típico.
Ubicación de las controladoras en los PCs:
– Tarjetas de expansión.
– Todas en la placa base. Inconvenientes.
– Varias controladoras en una tarjeta de expansión (tarjetas
multifunción).
– Controladoras en placa base.
47
7.3.1.- Adaptadores de vídeo.
•
•
•
CRT (Catodic Ray Tube): periférico que acepta señal de
vídeo. CPU no proporciona señal de vídeo. Para poner
un monitor hace falta un adaptador de vídeo.
Primeros adaptadores desarrollados por IBM y bastante
estándar (MDA, CGA, EGA, VGA). Super-VGA son
adaptadores de vídeo VGA mejorados pero en general
no estándar.
Elementos de adaptador de vídeo:
– Memoria (paginada).
– Chip de conversión de datos en imagen digital (en VGA es
el “chip VGA”).
– Conversor digital analógico (DAC) transforma imagen
digital en señal de vídeo.
– Acelerador gráfico: procesador de la tarjeta gráfica para
realizar operaciones con la imagen, de modo que se
descarga de trabajo la CPU.
•
Calidad de la tarjeta gráfica:
– Resolución: número de pixels. Más pixels, más nitidez en
la imagen y más elementos en la pantalla (tiene sentido
usar pantallas más grandes).
– Colores (más colores requiere más bits por pixel).
– Frecuencia de refresco. Vídeo entrelazado.
– Velocidad de la tarjeta: memoria y acelerador gráfico.
48
7.3.2.- Adaptadores SCSI.
•
Small Computer Interface Connector.
– Interface de propósito general.
– Admite diversos periféricos (si son SCSI): HD, CD-ROM,
escaners, cintas, algunas impresoras (calidad).
– Transferencia de datos rápida.
– Configuración sencilla.
– Un adaptador SCSI admite hasta 7 dispositivos. Requiere
pocos controladores y ahorra slots, IRQs, DMAs, etc.
7.3.3.- Controladora de disquetera.
•
•
Lector de disquetes (FDD Floppy Disk Driver) requiere
una controladora.
Usualmente integrada en otras tarjetas (junto con la
controladora de HD, por ejemplo).
7.3.4.- Adaptador de lector CD-ROM.
•
•
•
Lector de CD-ROM requiere su adaptador.
Usualmente SCSI, IDE (Integrated Device Electronics) o
EIDE (Enhanced IDE). Otras veces, controladora
específica del fabricante.
¿Por qué adaptador y no controladora?
7.3.5.- Adaptador de disco duro (HD).
•
•
•
Primeros: Controladora ST-506 ó ESDI (Enhanced
Small Device Inerface).
Usualmente SCSI, IDE, EIDE (Enhanced IDE).
¿Por qué adaptador y no controladora?
49
7.3.6.- Dispositivos de cinta.
•
•
•
Importancia drivers de cinta (tape-driver): back-up.
Usualmente adaptadores SCSI (recomendable).
Algunos a través de propios controladores o del
controlador de FDD (muy lentos).
7.3.7.- Puerto paralelo (interface Centronics).
•
•
•
•
•
Desarrollado por Centronics en 1976 para impresoras.
LPT1, LP2, LP3 (Line PrinTer).
Puertos unidireccionales con líneas de control.
Puertos bidireccionales (permiten comunicacion de
impresora a PC; otros dispositivos como adaptadores
de red, adaptadores SCSI, etc.).
Enhanced paralell port: mayor velocidad de transmisión.
7.3.8.- Puertos serie (COM) y modems.
•
•
•
•
P. Serie, P. Asíncrono o RS-232.
Transmisión de datos serie 9600 a 345000 bps.
Uso: ratón, modem, hardware sencillo. COM1...COM4.
Configuraciones de RS-232. Transmisión serie; ruido
eléctrico y errores.
7.3.5.- Calendario/reloj de sistema.
•
•
•
Un chip en la placa base cerca de CMOS (64 bits de
configuración del sistema). Alimentados con pila.
Importancia de la CMOS.
No confundir reloj de fecha-hora con el reloj del sistema.
50
7.3.10.- Adaptadores de red.
•
•
•
Importancia de la red (para compartir datos y recursos).
Usualmente redes LAN (Local Area Network) con/sin
salida al exterior.
Tarjetas típicas: ethernet y token-ring.
7.3.11.- Tarjetas de sonido.
•
Para reproducir o grabar sonido con el PC.
– Al principio para juegos.
– Aplicaciones de adquisición / reproducción / transmisión de
voz y audio: en internet, multimedia, lecciones interactivas,
musica en CD-ROM, midi, HD, etc.
– Aplicaciones para música: composición, grabación,
manipulación.
•
•
Evolución de la calidad de las tarjetas de audio.
Generalización de las tarjetas de audio.
7.3.12.- Otras tarjetas.
•
•
•
•
Emulador de terminal 3270.
Controladores específicos de CD-ROM, unidades de
cinta, etc.
Controladores de escaner.
Controladores de hardware específico (equipos de
medida, robots, intrumental computerizado, etc.).
Frecuentemente se conectan a través del puerto serie o
del puerto paralelo. Criterio.
51
7.4.- Identificación de piezas en el PC.
•
•
Como norma general conviene hacer diagramas del
montaje del PC antes de desconectar algo, para
reensamblar correctamente.
Elementos fáciles de identificar:
•
•
•
•
•
•
Fuente de alimentación.
Disquetera (FDD).
CD-ROM.
Disco duro (HD).
Placa base.
En la placa base, elementos fáciles de identificar:
• Conexión de potencia.
• CPU: el chip más grande, PGA o PLCC. Etiquetado. Radiador
o ventilador.
• Memoria: array de chips iguales. SIMM. ROM.
• Slots de expansión.
•
Tarjetas de expansión:
• ¿Qué tienen enchufado?
• ¿Qué tipo de conector tienen?
•
Conectores:
•
•
•
•
•
Tipo D (DB9, DB15, DB25...)
Tipo HP o mini-D: HP-50 pin ó SCSI-2; HP-68 pin ó SCSI-3
Conector Centronics: para SCSI o printer.
DIN, BNC, mini-DIN, RJ-13, RJ-45, mini-plug, RCA.
Conectores en las tarjetas.
•
•
•
•
•
•
Suelen ser hembras.
Incompatibilidades. Peligros.
Excepción: puerto serie (DB9 o DB25 macho).
DB15 hembra. DB25 hembra. VGA.
BNC y RJ-45. 2 x RJ-13.
DIN y mini-DIN.
52
Tema 4: Mantenimiento
preventivo del PC.
1.- Introducción.
2.- Calor. Shock térmico. Polvo.
3.- Magnetismo.
4.- Interferencias electromagnéticas.
Suministro de potencia.
5.- Descargas electrostáticas.
6.- El entorno del PC.
1.- Introducción.
•
•
•
Mantenimiento preventivo reduce costes de
mantenimiento y reparación.
Condiciones que acortan la vida del PC. Entornos
adversos. ¿Cómo reducir riesgos? Algunos son
evidentes. Otros no tanto.
Temas abordados:
Temperatura
Magnetismo
Descargas electrost.
Agua y corrosión
Polvo
Interferencias electromagnéticas
Problemas de alimentación
Programa de mantenimiento preventivo
53
2.- Calor. Shock térmico. Polvo.
2.1.- El problema del calor en los dispositivos
electrónicos.
•
Los dispositivos electrónicos llevan dentro la semilla de
su propia destrucción:
• La mitad de la potencia recibida la disipan en forma de calor.
• El calor destruye los chips.
•
¿Por qué se calienta un chip? Millones de transistores
que conmutan millones de veces por segundo.
•
¿Por qué se degrada un transistor cuando se calienta
demasiado?
•
Disipar el calor al ritmo que se genera:
• Ventiladores.
• Radiadores.
• Radiadores y ventiladores.
• Reduciendo la frecuencia de conmutación.
• Empaquetando menos componentes por unidad de superficie.
• Haciéndolos trabajar en ciclos reducidos.
•
¿Qué ocurre cuando el calor se genera más
rápidamente de como se disipa? Termodinámica.
•
No solo se destruyen los chips. También otros
componentes. HD particularmente sensible a
temperatura.
•
Prevención del efecto de calor excesivo:
• Rango de temperaturas exteriores adecuado.
• Instalación de ventiladores.
54
2.2.- Ventiladores en los PCs.
•
Todos los PCs de sobremesa y muchos portátiles llevan
ventiladores. Es un elemento vital. Si el ventilador falla,
se dañan componentes rápidamente.
•
Ventiladores en fuente de alimentación y / o caja.
•
Compromiso potencia-ruido (calidad).
•
Diseño de la caja:
– Ubicación de las tarjetas.
– Ranuras de ventilación y colocación del ventilador.
– Flujo de aire.
– Aberturas incorrectas. Solución.
– Diseño malo: interior 20 - 25 ºC por encima de exterior.
– Diseño bueno: diferencias de 2 - 3 ºC.
•
Los ventiladores se pueden dañar. Prevención.
– Reducir número de componentes en la caja
– Cajas que refrigeren por convección.
– Ubicación de la caja. Temperatura exterior.
– Sensores temperatura: 43ºC alarma; 48ºC desconexión.
2.3.- Rangos seguros de temperatura.
•
Límite chips: 52ºC. Temp. interior segura: <43ºC.
– Diferencias típicas ext-int de 22ºC.
– Rango de temperatura externa: 15-30ºC.
– Con un buen sistema de ventilación se extiende (40ºC).
•
Temperatura y corrosión (¡doble cada 10ºC!).
•
Termómetro.
55
2.4.- Ciclos de trabajo.
•
Dispositivos que disipan menos calor del que generan.
•
No pueden funcionar constantemente (subiría mucho la
temperatura). Esto da lugar al concepto de ciclos de
trabajo.
– Ciclo del 100%: puede funcionar permanentemente.
– Ciclo del 50%: tiene que parar para enfriarse.
•
Dispositivos con ciclo del 100%: CPU, RAM, HD.
•
Dispositivos con ciclos inferiores: FDD, impresoras...
2.5.- Shock térmico.
•
Cambios bruscos de temperatura. Diferencia de
temperatura y tiempo. Efecto:
• daños en dispositivos (semiconductores, discos, pistas, etc.).
• daños en conexiones (soldaduras, conexiones).
• daños en protector de circuitos impresos y corrosión.
•
El problema del lunes por la mañana. Soluciones.
Precauciones.
•
Shock térmico en portátiles. Condensaciones.
•
Exposición directa a rayos solares (60-70ºC).
56
2.6.- Polvo en el entorno del PC.
•
Patículas en suspensión en el aire. Origen. Está en
todas partes (salas blancas). Se deposita.
•
Efecto del polvo sobre los ordenadores:
– Se deposita en placas, tarjetas, chips, radiadores de chips
y los aisla térmicamente. Reduce la eficacia de la
refrigeración.
– Obstruye ranuras de ventilación, aletas de ventiladores.
Reduce la eficacia de la ventilación.
– Obstruye piezas móviles:
• Motores (HD, FDD, CDROM, ventiladores...)
• Cabezas lectoras (HD, FDD, CDROM). Protección.
•
Soluciones:
– Ambiente limpio (todo lo posible). Pero no es suficiente.
– Limpieza del PC cada 6 meses o cada año (o bien cada
vez que se abra para algo):
• Limpiar los contactos de todas las tarjetas.
• Eliminar el polvo con aire a presión (botes o compresor).
• Usar aspirador para retirarlo. Hacerlo en un taller lejos de
otros ordenadores.
• Limpiar la caja con un trapo húmedo que no deje restos.
•
Factores que facilitan la acumulación de polvo:
– Pantalla (electriza el polvo y lo atrae).
– Impresoras (polvo de papel y de toner). Faxes,
fotocopiadoras, etc. Conviene limpiarlos.
– Humo. Fumar cerca de PC acorta su vida en un 40%
(cenizas y vapores de alquitrán). (Tabaco en salas
blancas).
57
3.- Magnetismo.
•
Los imanes y electroimanes son peligrosos para
dispositivos de almacenamiento en soporte magnético.
Pérdida de datos. (disquetes, HD, cintas...).
•
Elementos peligrosos por el magnetismo:
• Motores eléctricos (no apantallados). Impresoras,
ventiladores, etc.
• Electroimanes. Timbres y zumbadores.
• Altavoces.
• Imanes de pillar clips. Imanes para pegar notas.
• Destornilladores magnéticos.
• El monitor.
• Detectores de metales de aeropuertos (usualmente no).
•
El magnetismo afecta también al monitor (imagen
desenfocada, distorsión, no convergencia de haces...).
4.- Interferencias electromagnéticas.
Suministro eléctrico.
4.1. Interferencias electromagnéticas.
•
Causa de las interferencias.
– Conductor con corriente cte: campo magnético cte.
– Conductor con corriente vble: campo magnético vble.
– Campo magnético vble: inducción de corrientes en
conductores próximos.
– Las líneas de datos llevan corrientes variables.
– Aislamiento.
•
Ordenadores: causan y sufren interferencias.
58
•
Prevención de interferencias electromagnéticas:
– Separar líneas de datos de líneas de alimentación.
– Usar par trenzado para líneas de datos.
– Usar cable apantallado.
– Usar fibra óptica (elimina las interferencias).
– Cables de datos lejos de fuentes de interferencia (motores,
fluorescentes, etc).
•
El PC como fuente de interferencias:
– Fuentes de interferencias de radio: circuitos digitales de
alta velocidad, transmisiones inalámbricas y dispositivos
que producen chispas.
– Especificaciones FCC de clase B:
• < 100 uV / m
30-88 MHz
• < 150 uV / m
89-216 MHz
• < 200 uV / m
217-1000 MHz
– PC apantallado: emite poco y recibe poco.
•
Motores y chispas producen interferencias en líneas de
datos y monitor.
•
Detección de interferencias. Radio AM de bolsillo.
Utilidad.
59
4.2.- El suministro eléctrico.
•
Es una fuente de problemas:
• Transitorios creados al encender el ordenador.
• Picos de tensión.
• Subidas y bajadas de tensión.
• Cortes de corriente.
•
Durante el encendido del PC picos de potencia de hasta
4-6 veces la potencia normal.
– Estrés en chips y circuitos.
– Encender a menudo el PC acorta la vida.
– Dejarlo siempre encendido (precauciones con temperatura
y con los cortes de luz).
– Los discos duros y el encendido (arranque; picos y
descargas en cabeza).
•
Picos de tensión en la red: subidas o bajadas breves.
–
Debidas a suministro defectuoso o a conexión de equipos
de mucho consumo en la misma línea.
– Normalmente no pasa nada (componentes de alta
frecuencia filtradas en la fuente de alimentación).
– Efecto acumulativo.
– Prevención: fuente de calidad.
•
Las subidas de tensión someten a los circuitos a estrés.
Las bajadas también. Daños acumulativos.
•
Cortes de luz:
– Daños en discos. Daños en memorias (picos).
– Información no guardada.
– Prevención: sistemas de alimentación auxiliares.
60
5.- Descargas electrostáticas.
•
Acumulación de carga electrostática. Descarga.
ElectroStatic Dischargue (ESD).
•
Situaciones que la favorecen:
– Aire seco (invierno con calefacción).
– Corrientes de aire. Fricción.
– Determinados tejidos, suelos, zapatos, etc.
•
Descargas típicas, entre 100 y 50.000 V. Perceptibles a
partir de 2.000 V. A partir de 20.000 V desagradables.
Una descarga de 200 V no se puede apreciar pero
destruye un chip.
•
Materiales que favorecen la acumulación de carga por
fricción: aire seco, piel, ámbar, pelo, cristal, nylon, lana,
seda, papel, algodón, polyester, acetato, poliuretano,
polivinilo, teflón...
•
¿Cómo afecta la descarga electrostática a los
componentes electrónicos?
– Familia TTL (Transistor Transistor Logic): transistores BJT
(Bipolar Junction Transistor).
– Familia CMOS (Complementary Metal Oxide
Semiconductor): transistores MOSFET (Metal Oxide
Semiconductor Field Effect Transistor).
– Características de las familias TTL y CMOS.
• Corriente, consumo, disipación, integrabilidad, precio,
velocidad y resistencia a ESD.
– Efecto de la descarga electrostática.
– TTL en 8086 y 8088. Resto CPUs y memorias CMOS.
61
•
Prevención de descargas electrostáticas:
– “Descargarse” cuando se manipula en el interior del PC.
• Dejar enchufada la fuente de alimentación y tocarla.
• Tocar metal frecuentemente (no pintado).
– Aumentar la humedad ambiente (humidificadores, plantas,
acuarios, etc.).
– Alfombras antiestáticas o mejor no alfombras. Moquetas.
– Zapatos con suela de cuero. No de goma.
– Espray antiestático.
– Realizar trabajos en áreas adecuadas, con poco riesgo de
descargas.
– Utilizar bandas antiestáticas en las muñecas si se
manipulan chips o tarjetas.
– Evitar tocar los contactos de chips y tarjetas.
6.- El entorno del PC.
•
Líquidos:
– Evitar que entren en el PC.
– Teclados con protector. Si se derrama un refresco en el
teclado, aclarar con agua abundante y secar.
– En entornos con mucha sal: lavar y secar las tarjetas.
– En caso de inundación: desensamblar, lavar y secar
tarjetas y reensamblar.
– Evitar riesgos (PC en el suelo o bajo una gotera).
62
•
Corrosión: oxidación de contactos; las tarjetas no
funcionan correctamente.
– Factores que la favorecen:
temperatura alta
sal, aire salino
condensaciones
dedos: grasa y sudor
bebidas (ácido carbónico y azucares)
líquidos limpiadores
– Soluciones:
• Tarjetas con contactos de oro.
• Limpia contactos. Limpieza periódica de contactos.
• Evitar agentes que favorecen la corrosión.
•
Entorno amigable para PC:
– Suministro de potencia:
• Evitar en la misma línea aparatos de mucho consumo.
• Evitar también motores grandes en la misma línea.
• Protecciones contra el ruido eléctrico en la línea.
– Temperatura:
• Máxima interior 43ºC.
• Mínima exterior 18ºC salvo que esté siempre funcionando.
– Evitar suciedad, polvo, humo, etc.
– Evitar vibraciones (mesa rígida; no poner en la mesa
impresoras de impacto). Malo para los discos duros.
– Protección contra interferencias electromagnéticas,
imanes y descargas electrostáticas.
– Familiarizarse con:
• Aparcar cabezas de discos duros.
• Dejar los ordenadores siempre encendidos.
• Cables bien fijos y por sitios adecuados.
• Opciones avanzadas de chequeo y formateo de discos duros.
63
•
Programa de mantenimiento preventivo.
– Pensado para un responsable de mantenimiento.
– Llevar el PC al taller cada 6 meses.
• Ir al sitio donde está instalado el PC e inspeccionar el entorno:
– Conectores atornillados?
– Faltan tornillos?
– Otros equipos en la misma línea de alimentación?
– Mesa rígida?
– Ventana cerca (rayos de sol)?
• Preguntar si hace algo extraño.
• Back-up de HDs.
• Aparcar cabezas de HDs. Llevar al taller.
• Diagnóstico de HD (Scan Disk o ChkDsk) Cluster perdidos?
• Examinar autoexec.bat y config.sys. Init en Win. Algo extraño?
• Aparcar cabezas y desensamblar.
• Limpiar conectores con limpia conectores (tarjetas y chips).
• Colocar tarjetas y chips.
• Limpiar el polvo con aire a presión.
• Reensamblar comprobando por dónde van los cables.
• Rehacer diagnóstico.
• Poner tornillos. Reponer si falta alguno.
• Si es posible, hacer un formateo no destructivo de discos
duros a bajo nivel.
• Aparcar cabezas. Instalar el PC en el sitio de trabajo. Probar.
64
Tema 5: Instalación de nuevas
tarjetas de expansión.
1.- Introducción.
2.- Configuración de nuevas tarjetas de
expansión.
3.- Recursos de las tarjetas de expansión:
I/O, DMA, IRQ, RAM, ROM.
4.- Instalación de tarjetas en el PC.
Solución de conflictos.
5.- Instalación y configuración de la placa
base.
6.- Sistemas Plug’N’Play (PNP).
65
1.- Introducción.
•
Instalación de tarjetas en PC necesaria para:
– Reemplazar tarjetas averiadas.
– Sustituir por otra de mejores prestaciones.
– Instalar un nuevo periférico.
•
Instalación: 3 pasos:
– Configuración de la tarjeta (evitar conflictos).
– Instalación física.
– Test.
•
Dificultades en la instalación de tarjetas de expansión:
– Falta documentación de la tarjeta.
– Falta documentación del PC (y otras tarjetas).
Importancia de la documentación.
•
Documentación:
– Recursos de las tarjetas (I/O, DMA, IRQ, RAM, ROM).
– Posibles configuraciones.
– Cómo se configuran.
•
Objetivo: instalación sin conflictos; ejemplos.
2.- Configuración de nuevas tarjetas de
expansión.
•
•
Tarjetas de fábrica funcionales; a veces no funcionan.
¿Por qué? Conflictos con otras tarjetas.
Configuración consiste en:
– Resolver conflictos con otras tarjetas.
– Proporcionar software (BIOS o drivers).
66
•
Métodos de configuración (ventajas e inconvenientes):
–
–
–
–
•
Jumpers: S / O 1:2 / 2:3.
Conmutadores DIP: Rocker/Silde. On/Off Open/Close 0/1.
Software.
Plug’N’Play.
Parametros configurables:
• LPT1 / LPT2 / LPT3.
• COM1 / COM2.
• Cantidad de memoria en la tarjeta.
• Recursos: I/O, DMA, IRQ, RAM y ROM.
Estos parámetros son causas potenciales de conflictos.
•
Ejemplos de conflictos:
– Instalamos modem y no funciona. Además el ratón
tampoco. Conflicto con puertos serie. Solución.
– Instalamos tarjeta de sonido y funciona, pero cuando
imprimimos algo se cae el sistema. Posiblemente conflicto
IRQ7. Solución.
– Instalamos tarjeta ethernet y no funciona. Ponemos otra.
Comprobamos conflictos.... No funciona. Posiblemente
problema con memoria ROM. Conflicto con otras tarjetas o
con manager de memoria (emm386.exe). Solución.
•
Causas de conflictos:
– No puede haber 2 tarjetas de video. Conflicto RAM.
– No puede haber dos COM1 o dos LPT1.
– Las tarjetas no pueden compartir recursos.
•
•
•
Si hay un conflicto, ninguna funciona.
Si instalamos una tarjeta y no funciona, buscar si hay
algo más que no funcione. No está estropeada. Ayuda a
resolver el conflicto.
Ser metódicos. Instrucciones. Anotar configuración.
67
3.- Recursos de tarjetas de expansión.
•
5 tipos de recursos:
– Direcciones I/O: direcciones de entrada y salida para
comunicación entre placa base y tarjeta.
– Canales DMA: para acelerar transferencia de datos entre
tarjeta y RAM.
– Niveles IRQ: interrupciones para reclamar la atención de la
CPU.
– ROM: software de bajo nivel, que tiene que ser
direccionado.
– RAM (o buffers): memoria para guardar datos
temporalmente. Tiene que ser direccionada.
3.1.- Direcciones de entrada/salida (I/O).
•
•
Comunicación CPU-RAM. Buses de datos/direcciones.
Comunicación CPU-tarjetas: Bus de datos y dir. I/O.
• 4096 MB direcciones de memoria RAM
• 64 K direcciones I/O (suficientes)
•
Direcciones típicas:
– Chips en la placa base: Controlador DMA, controlador
IRQ, controlador de teclado, etc: entre 0000 y 00FF.
– COM1: 03F8-03FF
– COM2: 02F8-02FF
– LPT1: 0378-037F
– Algunos, direcciones I/O configurables. Otros direcciones
fijadas por especificaciones.
68
•
Conflictos direcciones I/O:
– Las direcciones I/O identifican a los periféricos.
– La CPU no lee del teclado sino de I/O 64.
– Si configuramos una tarjeta con I/O 64, no funciona ni la
tarjeta ni el teclado.
– Conflicto I/O entre MIDI y tarjeta de red. La CPU envia un
comando a la tarjeta de RED:
• No funciona MIDI (no entiende el comando).
• No funciona red (no llega con bastante potencia).
– Solución de conflictos: cambiar la configuración para que
las direcciones I/O no se solapen. Instrucciones.
– Si no es posible resolver conflicto, no se puede usar.
•
Conflictos con buses 1K y 64K I/O:
– 256 primeras I/O 0000-00FF: placa base.
– Hasta 1K bus ISA: 0100-03FF.
– Buses MCA, EISA, VESA, PCI: 64K: 0100-FFFF.
• Conflictos posibles cuando tenemos bus 64K y bus 1K I/O.
3.2.- Canales DMA (Direct Memory Access).
•
•
Acceso a datos: transferencia de datos periférico-RAM.
Mecanismos de transferencia:
– Programmed Input Output (PIO). Mediante CPU.
– Direct Memory Access (DMA). Sin CPU.
•
Acceso DMA: Canal DMA
– Solicitud (Request) DMA-Req
– Aceptación (Acknowledge) DMA-Ack
•
•
XT: Controlador DMA 8237. 4 canales DMA.
A partir de AT y bus ISA, 8 canales DMA.
69
•
Usos habituales de DMA:
–
–
–
–
–
•
DMA 0: refresco de memoria en PCs antiguos. Libre.
DMA 1: HD en PCs antiguos. Libre.
DMA 2: FDD siempre.
DMA 3 en adelante: Libre.
Las tarjetas de sonido suelen requerir 2 DMAs.
Conflictos DMA: si dos periféricos tienen el mismo canal
DMA: conflicto en la transferencia de datos.
¿DMA o PIO? Problema de DMA (8MHz). Por encima
de 25 MHz, PIO es más rápido.
Bus Mastering: DMA entre tarjetas (sin pasar por RAM).
•
•
– Util para transferencia HD-red.
– Disponible en EISA, MCA, PCI.
3.3.- Interrupciones (IRQ).
•
Atención de la CPU (velocidad periféricos):
– Polling (escrutando): la CPU espera respuesta. Típico de
MSDOS.
– IRQ: La CPU se dedica a otras cosas y el periférico
reclama atención. Típico en sistemas multitarea.
– Ejemplos: impresora, HD.
•
Funcionamiento IRQ:
– Chip 8259 (Priorized Interrupt Controller PIC).
– 8 interrupciones priorizadas (IRQ0-IRQ7).
– Solicitud / atención de interrupciones. Rutina de servicio a
interrupción.
– Ejemplo: HD nuevos con IRQ14 y PIO.
•
IRQ en XT y en AT. IRQ2 IRQ9.
70
•
Asignación IRQs:
IRQ0
IRQ1
IRQ2
IRQ3
IRQ4
IRQ5
IRQ6
IRQ7
•
timer
teclado
Cascada IRQ9
COM2/COM4
COM1/COM3
LPT2 (Libre)
Floppy (FDD)
LPT1
IRQ8
IRQ9
IRQ10
IRQ11
IRQ12
IRQ13
IRQ14
IRQ15
Reloj
Cascada IRQ2
Libre
Libre
Puerto ratón
Coprocesador
HD (nuevos)
Libre
Conflictos en IRQ: se confunden las rutinas de atención
a periféricos.
Conflictos COM1/COM3 COM2/COM4. No se pueden
usar simultáneamente: conflicto IRQ. (MCA, EISA, PCI).
•
3.4.- Direcciones ROM y RAM.
•
•
•
•
Finalidad ROM RAM en tarjetas (software de bajo nivel
y datos).
Direccionamiento de ROM y RAM.
Conflictos en ROM-RAM.
Tarjetas con ROM:
– Video, HD, LAN, Sonido, LIM, BIOS.
•
Tarjetas con RAM:
– Video, LAN...
•
Conflictos ROM RAM en tarjetas de 8 / 16 bits.
– Transferencias de 8 y de 16 bits.
– Proceso de transferencia:
• Aviso, ¿respuesta? Transferencia de 8 o de 16. Conflictos.
•
Instrucciones y configuración.
71
4.- Instalación de tarjetas en el PC.
Solución de conflictos.
4.1.- Configuración de las tarjetas.
•
Ejemplo de configuración:
– Sound Blaster 16 bits (jumpers + software)
– SCSI Adaptec 1542 (jumpers + software)
– Ethernet Intel Ether-Express (software)
•
Primer paso es estudiar los recursos necesarios y cómo
se pueden configurar sin conflictos.
Tarjeta
SB
SCSI
Ethernet
I/O
220-233
240-253
260-273
280.293
300-301
330-331
201
130-133
134-137
230-233
234-237
330-333
334-337
300-30F
310-31F
370-3FF
200-20F
210-21F
270-27F
IRQ
2
5
7
10
DMA
0,1,3
5,6,7
RAM
----
ROM
----
9
10
11
12
5
----
5
9
10
11
----
varios
(ocional)
C8000
CC000
D0000
D4000
D8000
DC000
varios
(opcional)
72
•
Sound Blaster:
– I/O para AD/DA (jumper), MIDI (jumper) y juego (jumper)
– 1 IRQ, 2 DMA (por software).
– Plan de instalación:
•
•
•
•
•
•
Seleccionamos recursos. Instrucciones.
Configuramos jumpers. Instrucciones.
Instalamos tarjeta y software. Install.exe.
Configuración software. Sbconfig.exe.
Rearrancamos.
SCSI:
– I/O y ROM con interruptores DIP (instrucciones):
• 1 terminador; 5 floppy.
• 2,3,4 para I/O.
• 6,7,8 para ROM.
– Instalamos tarjeta. Instalamos software. Install.exe.
– Seleccionamos IRQ. El DMA no se puede elegir.
– Rearrancamos y funciona.
•
Ethernet:
– Se configura por software. I/O, IRQ, ROM, RAM.
– Instrucciones: ROM sólo necesaria si se va a arrancar el
PC desde red. RAM para “RAM buffering” en lugar de I/O.
Fuentes potenciales de conflictos y no son necesarias.
– Set-up manual / automático. Mejor manual. IRQ. I/O.
– Se rearranca y funciona.
•
Importante: escribir la configuración en una hoja de
papel y dejarla junto a los disquetes e instrucciones
cerca del PC o en un sobre pegado a la caja.
73
4.2.- Instalación de las tarjetas.
•
Colocar tarjeta nueva:
1 Apagar ordenador.
2 Quitar tapa.
3 Quitar protector de tarjeta.
4 Colocarla en la ranura sin tocar contactos.
5 Atornillarla.
6 Cerrar el ordenador. Conectar periférico. Encender. Test.
7 Guardar protector.
•
Retirar tarjeta:
1
2
3
4
5
6
7
•
•
Buscar protector
Apagar. Desconectar perifericos. Quitar tapa.
Quitar tornillo de tarjeta.
Extraer la tarjeta sin tocar conectores.
Colocar el protector en la ranura.
Cerrar la caja.
Encender el PC. Test.
Si se pone o se quita memoria: configurar placa base?
¿Qué ranura de expansión hay que usar?
– Da igual.
– Excepciones (XT).
•
Requerimientos de potencia.
– Dispositivos alimentados por la fuente de alimentación.
– Problemas si se pide potencia excesiva:
• Avería.
• Tensión incorrecta.
– Consumo de cada tarjeta. Instrucciones. Calor.
• Cuanto más gasta más se calienta (refrigerar).
• Cuanto más se calienta más gasta (alimentación).
74
5.- Instalación y configuración de la
placa base.
•
Es otra tarjeta y tambien debe ser configurada.
Configuración para que sepa qué tiene conectado.
Memoria
Cache
HD
FD
•
Coprocesador
Adaptador de video
Teclado
etc...
Configuración mediante jumpers, interruptores DIP o
software (chip de memoria CMOS).
5.1. Configuración de placas XT. DIP.
•
IBM PC y XT: configuración con 2 bloques de 8
interruptores DIP:
•
•
•
•
•
Coprocesador (yes/no)
Floppies (no/1/2/3/4)
Monitor (no/tipo)
RAM (entre 16K y 640K)
2
1,7,8
5,6
3,4,9,10....16
Más adelante autochequeo de memoria y solo 8
interruptores.
5.2. Configuración de placas AT. CMOS.
•
•
•
AT: un interruptor para tipo de monitor. Resto de
configuración software. Se guarda en una memoria: el
chip CMOS.
Memoria volátil. Requiere batería. Se integra junto a
reloj-calendario. 64B. I/O 70-71.
Luego, CMOS de más memoria.
75
•
Configuración del sistema:
•
•
•
•
•
Programa en disquete.
Programa en BIOS (del / ctr-alt-esc / ctr-alt-ins / ctr-alt-ret ...).
Placas MCA - EISA: un poco especial (disquete).
Placas PCI: configuración automática PNP.
¿Qué hay que configurar?
– Básico: fecha/hora, FDD, HD, Memoria, Display, Teclado.
– Avanzado (específico de placa): velocidad bus, velocidad
acceso memoria, num.lock, passwd, power management...
•
Cambio de batería.
– Sustituir. Desoldar. Externa. Interna CMOS. EEPROM y
FlashRAM.
5.3. Configuración de placas MCA y EISA.
•
Placas MCA. Configuración software de tarjetas.
• Disquete. Reference Disk (RD). RD-backup (para escribir).
• Tarjetas con discos con ficheros ADF (Adapter Definition File).
• Se copian *.ADF a RD-backup. Se arranca con RD-backup y
se selecciona autoconfigurar.
•
Placas EISA. Configuración software de tarjetas.
• Procedimiento similar. Ficheros *.CFG.
• Bus EISA compatible con ISA. Tarjetas ISA no son
configurables software. Configurarlas hardware, crear ficheros
CFG para éstas, para especificar los recursos que utilizan y
evitar conflictos.
• En EISA, primero se configuran las tarjetas y luego se instalan
en las ranuras de expansión.
76
6.- Sistemas Plug-aNd-Play (PNP).
•
•
•
Configuración software sin disquetes (información en las
tarjetas). Se configura automáticamente. Instalar y usar.
Desarrollado en 1993 por Microsoft, Intel y Compaq.
Requerimientos:
• Placa compatible PNP.
• BIOS compatible PNP: 16KB de flash RAM. BIOS con rutina
“configuration manager”.
• Sistema operativo compatible PNP.
• Tarjetas compatibles PNP.
•
•
Problemas al principio: Las tarjetas venían sin software
para configurar PNP. Problemas de compatibilidad. No
había acceso a recursos de la tarjeta y había conflictos
frecuentemente. (“plug and pray”).
¿Qué hace PNP? Cada vez que arranca el sistema...
•
•
•
•
•
Reconoce cada tarjeta que hay en el sistema.
Pregunta qué recursos requiere.
Pregunta qué valores son posibles para los recursos.
Configura las tarjetas evitando colisiones.
Busca y configura los drivers para hacer funcionar las tarjetas.
– Cuando instalamos nueva tarjeta pueden cambiar los
recursos de las existentes.
– Windows95 y superiores controlan los recursos.
•
Compatibilidad: Placas con buses PCI y MCA, EISA o
ISA: pueden ponerse tarjetas no-PNP. Hay que
configurarlas a mano y después hay que evitar que el
sistema PNP utilice sus recursos. Soluciones:
• Ficheros *.INI: IRQEXCLUDE / MEMEXCLUDE / IOEXCLUDE
• ISA Configuration Utility; EISA Conf. Util.; MCA Config. Util.
77
Tema 6: Avería y reparación del
PC.
1.- Introducción.
2.- Reglas generales de reparación.
3.- Reparación del PC en 7 pasos.
1.- Introducción.
•
•
A pesar del mantenimiento preventivo, el PC se avería.
¿Qué hacer? Dos posibilidades:
– Solución rápida. Intuición. Probar cosas. No perder tiempo
tomando notas. Experimentar.
– Seguir procedimiento ordenado, repetitivo, metódico, paso
a paso y anotándolo todo.
•
Consecuencias:
– El primer método conduce a cometer errores, probar cosas
varias veces, agravar la avería, etc.
– El segundo permite ahorrar tiempo, adquirir experiencia, y
caso de no ser posible la reparación, no agravar el
problema.
•
Reglas para afrontar la reparación del PC, metódica y
sistemáticamente.
78
2.- Reglas generales para la reparación
del PC.
1.- Confiar en el éxito.
2.- Escribir todo lo que se hace.
3.- Hacer primero lo fácil.
4.- Rearrancar e intentarlo de nuevo.
5.- Simplificar la configuración y rearrancar.
6.- Diagramas de conexiones físicas y lógicas.
7.- Separar en componentes y chequear cada uno.
8.- No asumir que algo está bien. Comprobar.
9.- Desconfiar de la documentación.
10.- Observar todos los signos.
– Ser metódico. Poner esta lista en lugar visible antes de
empezar a reparar.
1.- Confiar en el éxito.
– Confiar en el método y en el éxito de la reparación. Ser
metódico conduce al éxito.
– Tener clara la peor situación posible. No agravar.
– No ponerse nervioso; no saltarse pasos; no probar cosas...
es peligroso: eso conduce a romper más el PC.
– El éxito es un hábito.
2.- Escribir todo lo que se hace.
– No documentar da problemas.
• No se documenta porque parece fácil de solucionar.
• No se documenta porque es tan grave que no se olvidará.
– No documentar conduce a probar cosas sin orden.
– Escribir ayuda a ser metódico, a mantener la calma, a
pensar, y a repararlo todo.
79
3.- Hacer primero lo fácil.
– Pereza planificada.
• Perezoso inexperto: Rapidez (actua sin pensar; no toma
notas; sustituye cosas; intuición).
• Perezoso experto: No hace nada (piensa: si se hacen cosas
sin pensar se complica todo más). Analizar el problema. ¿Qué
puede fallar? Comprobar todo empezando por lo fácil.
– Ejemplo: Fallo en monitor. (Pantalla, tarjeta, cable, placa
base). Empezar comprobando el cable.
4.- Rearrancar y empezar de nuevo.
– Fluctuaciones de corriente: pueden afectar a estado de las
memorias y alterar algunos bits.
– Solución: rearrancar y se cargan los programas de nuevo.
Precauciones con ficheros sin cerrar (clusters perdidos).
5.- Simplificar la configuración y rearrancar.
– En el PC instalados:
• Periféricos (vídeo, ratón, teclado, sonido, midi, red, modem...).
• Programas (salva pantallas, aplicaciones, programas
residentes, aplicaciones en background, drivers...).
– Rearrancar con menos hardware/software para localizar el
origen del problema.
– DOS 6.x F5 se salta autoexec.bat config.sys.
– Windows F8 arranque en modo a prueba de fallos.
6.- Diagrama con conexiones físicas-lógicas.
– Ayuda a ser perezoso (a no actuar antes de tiempo, a
ordenar por orden de simplicidad posibles orígenes del
problema). Ayuda a analizar el problema.
usuario
aplicacion
placa base
controladora
LPT1
drivers
printer
cable
printer
80
7.- Separar el sistema en componentes y comprobarlos
por separado.
– Tipos de problemas:
• Hardware.
• Software.
• Usuario.
– Aislar el problema y comprobar por separado. Empezar
por lo más sencillo (usuario, software, hardware).
– Software: reinstalar. Hardware: sustituir.
8.- No asumir que algo está bien sin antes
comprobarlo.
– Cada una de las piezas puede ser el origen del problema.
– Comprobar antes de descartar una posibilidad.
9.- Desconfiar de la documentación (a veces miente).
– Se apuntan prestaciones que no tienen.
– Cambian versiones: no coincide el producto con
documentación.
– Traducciones.
– Instrucciones referidas a grupo de dispositivos.
10.- Observar todos los signos.
– Observar antes de proponer una teoría. Emitir una teoría
limita (uno se ve forzado a comprobarla).
– Pereza: observar cuesta menos que comprobar teorías.
– Que hacer ante la pregunta ¿qué crees que está pasando?
• Esto debe ser.....
• No lo se; no tengo información suficiente.
81
3.- Reparación del PC en 7 pasos.
•
Algoritmo de reparación en 7 pasos:
– basado en la experiencia (dónde suele estar el problema),
– basado en la regla de “lo fácil primero”.
1.- “Reparar al usuario”.
2.- Comprobar que todo está correctamente enchufado.
3.- Comprobar el software.
4.- Comprobar qué se está haciendo distinto.
5.- Chequear las señales externas. Estudiarlas.
6.- Ejecutar programas de diagnóstico.
...... y si aun no hemos solucionado el problema......
7.- Desensamblar el PC, limpiar conectores y reensamblarlo.
1.- “Reparar al usuario”.
– Estadística (USA) 93.3% de errores asociados a errores
del operador.
• Errores del usuario
• Problemas software
• Problemas hardware
> 90%
< 10%
< 1%
– Problemas típicos de los usuarios:
•
•
•
•
No leen los mensajes de error y automatizan la interacción.
Inexperiencia. Los manuales les resultan difíciles de entender.
No leen los manuales.
Lenguaje utilizado confuso; traducciones malas: (“press any
key”; “inserte disco y cierre la puerta”; copy the floppy”).
– Usuarios a la defensiva frente a técnicos. Dificulta la
reparación.
– ¿Cómo conseguir más información? Psicología:
• Formular preguntas adecuadamente.
• Asociación problema/solución.
• Refuerzo positivo/refuerzo negativo.
– ¿Qué es peligroso? ¿Cómo aprender?
82
2.- Comprobar que todo está correctamente enchufado.
– Alimentación de la red. Enchufar otras cosas.
– Conectores de tarjetas. Enchufados en su sitio. Bien
conectados.
– Atornillar tarjetas y conectores.
– Cables por el suelo.
3.- Comprobar software.
– Origen de problemas software:
•
•
•
•
•
Operador (software mal instalado; cerrar mal el sistema...).
Conflictos controladoras / programas residentes.
Software mal hecho.
Drivers no depurados
Software que requiere hardware no presente.
– Drivers y DLLs.
Aplicaciones
Sistema Operativo
DLL
VDD
Hardware
• Problemas de estabilidad causados por los drivers.
Precauciones.
• Problemas software asociados a DLLs. Prevención y
soluciones.
– Programas residentes (TSR).
•
•
•
•
•
•
Se usan en DOS (no en Windows). “Multitarea”.
After-dark; sidekick; disk-cache; LAN; virus....
Se instalan con “autoexec.bat”.
Toman el control mediante: teclas; calendario; tarjeta red...
Conflictos entre TSRs. Disk-cache.
Inestabilidad software en MSDOS: rearrancar sin TSRs.
83
– Software mal terminado.
• Al concluir un programa debe dejar el sistema como estaba.
Algunos programas son poco cuidadosos:
Dejan cambiados los colores del display.
Deshabilitan Ctrol-Alt-Del.
Alteran parámetros controladoras.
No resetean la impresora despues de usarla.
• Programas que no cuentan con quedarse sin memoria o sin
disco.
• Solución: habitualmente rearrancar.
– Errores software relacionados con hardware.
• Software que trata de acceder a hardware inexistente o
deshabilitado. (Aviso o time-out).
• Hardware típicamente no presente:
Impresora
Tipo de impresora
Impresora off-line
Tipo monitor (gráfico/mono)
Velocidad de CPU
Memoria
Chequeo POST con discos apagados
4.- Comprobar qué se está haciendo distinto.
– Un programa que antes funcionaba, ahora no. Hay algo
distinto. Comprobar:
•
•
•
•
•
¿Hay hardware distinto? ¿Conflictos?
¿Se ha instalado más memoria?
¿Nuevo software? (drivers, DLLs, SO actualizado, etc.).
¿TSRs en autoexec.bat?¿Drivers en config.sys? ¿Virus?
¿Cambios configuración sistema (CMOS)?
5.- Comprobar signos externos.
• Leds: ¿cómo se encienden y se apagan?
• Ruidos: chequeo de memoria, bips, ventiladores, HD,
CDROM, FDD, printer....
• Conectores.
• Interruptores DIP, jumpers....
– Familiarizarse con los signos y observar cambios. Ayuda a
localizar el origen del problema.
84
6.- Ejecutar programas de diagnóstico.
– Sirven para comprobar que todo va bien. Sólo detectan
algunos fallos.
– Programas del fabricante: integrados en BIOS y
ejecutados en POST (Power-On-Self-Test):
Registros microprocesador
Chips DMA, IRQ, timing
Adaptadores presentes
Chequeo teclado
Puertos
Check Sum ROM
Adaptador de video
Test de memoria
Drives (FCC, HD, CDROM)
Control al Master Boot Record
– Mensajes de error: texto o códigos numéricos:
•
•
•
•
•
101: IRQ controller failure.
102: timer failure.
109: DMA controller failure.
201: Memory failure.
301: KBD failure
........
– Programas de diagnóstico comerciales:
• Inventario de dispositivos en el PC (¿falta algo?).
• Burn-in: chequeo continuo durante días.
• Diagnóstico de recursos de tarjetas (I/O, IRQ, DMA, RAM,
ROM) y detección de colisiones.
• Diagnóstico del hardware.
• Set-up: opciones de configuración.
• BIOS con salida detallada.
7.- Desensamblar, limpiar y reensamblar el PC.
–
–
–
–
Si y sólo si no queda más remedio.
Desensamblar, limpiar conectores y reensamblar.
Chips soldados y en socket. Cuidados.
No forzar chips soldados; no forzar chips en socket; no
forzar tarjetas; no tocar contactos.
– (Sólo en raras ocasiones el hardware está averiado).
85
Tema 7: Desensamblar el PC.
1.- Introducción.
2.- Herramientas para reparación del PC.
3.- Reglas para desensamblar el PC.
4.- Reensamblar el PC.
5.- Arquitecturas peculiares.
6.- Resumen de reglas para
desensamblar.
1.- Introducción.
•
Mantener y reparar el PC requiere:
– Conocer las piezas.
– Conocer cómo montarlas y desmontarlas.
•
•
Este capítulo dedicado a cómo se desensambla y se
reensambla el PC. Precauciones.
Operación de reparación y mantenimiento:
desensamblado, limpieza y reensamblado.
86
2.- Herramientas para la reparación del
PC.
•
Destornilladores:
–
–
–
–
–
•
•
•
•
•
•
Philips, planos o allen.
Destornillador de clip. Magnético. Eléctrico.
Distintos tamaños.
No forzarlos.
Ojo a las garantías.
Banda antiestática. Alfombras antiestáticas. Conexión.
Buscapolos, polímetro.
Linterna, espejo, lupa.
Pinzas extractoras, pinzas, alicates pequeños.
Extractores de chips PGA y PLCC.
Herramientas a evitar: insertores/extractores de DIP.
3.- Reglas para desensamblar el PC.
3.1.- Abrir el PC:
– ¿Seguro que es necesario? (¿Fallo dentro del PC o fallo
de otro tipo?. ¿Está en garantía?).
– Sitio adecuado para abrir el PC. Espacio. Elect. estática.
– Organizar piezas (cajas para tornillos).
– Back-up de BIOS. Configuración básica / opciones
avanzadas.
– Proteger HD. Back-up. Apacar cabezas.
– Apagar PC y periféricos. No desenchufar.
– Quitar monitor.
– Quitar tapa. Tornillos. Cables. (Sobremesa, torre, minitorre
y microtorre).
87
3.2.- Diagrama:
– Tocar fuente de alimentación enchufada.
– Diagrama de cada conexión antes de quitar nada.
• Al desenchufar todo es obvio.
• Al enchufar, no.
• Se pierde tiempo haciendo diagramas. Se pierde más no
haciéndolos.
• Utilizar rotulador para marcar.
– Cables planos (COM, LPT, FDD, HD, CDROM, etc.)
• No poner al revés. Consecuencias. Marcas.
• No confundir de periférico.
• Diagramas. Marcar.
– Colocación de conectores y tarjetas.
• Conectores de tarjetas que se pueden confundir.
• Colocación de tarjetas en las ranuras. Limitaciones. Anotar.
– Placa base: conexiones.
3.3.- Extraer las tarjetas.
–
–
–
–
–
Quitar cables (diagrama).
Quitar tornillo.
Extraer suavemente. No doblar. No tocar conectores.
Identificar la tarjeta. Configuración hard (diagrama).
Identificar donde va pinchada (diagrama).
3.4.- Extraer discos (FDD, HD, CDROM, tapes).
– Tornillos en el chasis. Retenes.
– Alimentación (conector Molex / Berg).
– Conectores de datos. (diagrama).
•
•
•
•
FDD: 34 contactos.
Tape: 34 / 50 contactos.
CDROM: 40 / 50 contactos.
HD: 34+20 / 40 / 50 contactos.
88
3.5.- Quitar la fuente de alimentación:
– Conector alimentación de la placa base (diagrama).
– Interruptor AC (diagrama).
– Tornillos. extracción.
3.6.- Quitar la placa base.
– Quitar conectores (diagrama). Key-lock, speaker, TB-SW,
TB-Led, batería, reset.
– Quitar tornillos.
– Deslizar en dirección opuesta a fuente de alimentación. No
quitar los separadores. No forzar. No doblar.
4.- Reensamblar el PC.
•
•
•
Tranquilidad. Tomarse el timpo necesario. Diagramas.
Cables planos. Mucho cuidado.
Errores comunes:
–
–
–
–
–
–
–
Se olvida alimentar algo.
Placa base mal asentada (separadores mal colocados).
Cables de datos al revés.
Tarjetas con pistas rotas.
Cables llavados por sitios inadecuados.
Se olvidan conectores de placa base.
Se arranca y no funciona: don’t panic!!!. Revisarlo todo.
89
5.- Arquitecturas peculiares.
•
•
•
•
•
Clónicos AT, ATX.
PS2 de sobremesa o de torre.
Back-plane.
Olivetti.
Placas base con todo integrado.
6.- Resumen de reglas para
desensamblar.
1.- ¿Es necesario?
2.- Contar con espacio suficiente.
3.- Cuidados del disco duro.
4.- Back-up CMOS, DIP, jumpers.
5.- Diagramas de todo lo que se toque....
6.- Cuidado al retirar la tapa (cables).
7.- No forzar las piezas.
8.- Tener las piezas organizadas.
90
Tema 8: Reparación de tarjetas
y chips.
1.- Introducción.
2.- ¿Reparar o sustituir?
3.- Identificación de la avería. Proceso de
arranque del PC.
4.- Identificación y sustitución de chips
averiados.
1.- Introducción.
•
Hasta ahora hemos visto:
– Cómo evitar problemas: mantenimiento preventivo.
– Qué hacer si hay problemas: usuario, conexiones,
software, elementos instalados... Desensamblar.
•
¿Si aun persiste el problema? Avería en tarjeta o chip.
– Identificar tarjeta o chip averiado.
– Solucionar la avería:
• Reparación a nivel de tarjeta o de chip.
• Reparación o sustitución (pros y contras).
•
Objetivo del tema:
– Identificación de tarjetas y chips averiados.
– Evaluar cuándo reparar o sustituir.
91
2.- ¿Reparar o sustituir?
•
¿Qué es reparar una tarjeta?
– Identificar componentes defectuosos: resistencias,
condensadores, diodos, transistores, chips, conectores,
pistas, soldaduras, interruptores....
– Cambiar los componentes que están mal. Elementos en
zócalos y elementos soldados.
•
¿Qué es reparar un chip?
– No hace buen contacto (zócalo, soldadura).
– No funciona correctamente: cambiarlo.
•
¿Reparar o sustituir? En general sustituir.
– Tarjetas baratas: más barato y cómodo sustituir. Ejemplo.
– Tarjetas caras: demasiado caro reparar. Ejemplo.
•
Aspectos a tener en cuenta antes de reparar:
– Tarjetas de 2 o de 4 capas de pistas.
– Chips en zócalo, soldados, montaje de superficie.
– Chips con numeración estándar o específicos.
•
Reparaciones fáciles de abordar:
–
–
–
–
•
Chips defectuosos en zócalo.
Pistas rotas (una vez identificadas) en tarjetas de 2 capas.
Soldaduras sueltas.
Sustitución de chips soldados (poner zócalo).
Arquitectura y reparación:
– PC clónicos: modulares, con tarjetas compatibles, con
chips estandar bien etiquetados... Fáciles de reparar.
– PC de grandes marcas: placas con todo integrado,
montaje de superficie, chips reetiquetados o “privados”...
Difíciles de reparar (a veces imposible).
92
3.- Identificación de la avería. Proceso
de arranque del PC.
•
Identificación: difícil. Ser metódico.
– Se han seguido los pasos 1-7 de “avería y reparación PC”.
– Si el PC puede arrancar:
• Programas de diagnóstico.
• Descartar problemas de incompatibilidad.
– Si arranca y no es incompatibilidad, sustituir tarjeta.
– ¿Y si no arranca? Hacer que arranque.....
3.1.- Hacer funcionar un PC que no arranca:
• Si tenemos 2 PC idénticos....
– Suponemos que sólo hay una cosa que no funciona.
– Sustituimos cada una de las tarjetas una por una. Tras
cada sustitución, rearrancar, tomar notas, y ver cuál
arranca.
– Cuando sustituimos la tarjeta averiada, se delata.
– Precauciones con la placa base y la fuente de
alimentación: Una fuente en mal estado puede romper una
placa base (no conectar una placa nueva a una fuente
sospechosa).
– Una controladora averiada puede romper el teclado.
•
Si sólo tenemos un ordenador:
– Dejamos en configuración mínima.
– Arrancamos y tomamos notas.
– Si arranca bien, apagamos, conectamos una tarjeta y
rearrancamos. Tomamos notas. Si arranca bien,
apagamos, conectamos otra tarjeta.....
– Cuando lleguemos a la tarjeta mala, se delata.
93
1.- Fuente de alimentación, placa base y altavoz.
•
•
•
•
Ventilador: ¿funciona? (fuente rota, ventilador roto, cortocirc.).
Polímetro: ¿funciona la fuente? (fuente rota, cortocircuito).
Reset a placa: click altavoz: ¿se oye?
Chequeo BIOS: no hay tarjeta de video: 1 bip largo / 2 cortos.
– Si llegamos a los pitidos, funciona el altavoz, la fuente y la
placa base (al menos para hacer funcionar la BIOS).
– Si no: 3 sospechosos. Sustituir altavoz, fuente y placa.
Anotar siempre y ayudarse de polímetro.
2.- Añadimos la tarjeta de video y rearrancamos.
• Si no arranca: fallo en tarjeta de vídeo.
• Si arranca: mensajes de error en pantalla y pitidos: “falta
teclado y discos” con un “bip” ó “301 601” con un bip.
3.- Añadimos teclado y rearrancamos.
• Si no arranca: fallo de teclado o de controladora (placa base).
• Si arranca: error en pantalla y pitidos: “falta disco”.
4.- Seguimos añadiendo tarjetas.... Observamos y
anotamos.
•
Es conveniente probar esto con ordenadores sanos
para familiarizarse con los signos que indican que todo
funciona correctamente.
•
Es frecuente que se averíe el ordenador, hagamos el
chequeo este y que despues de añadir todos los
elementos el sistema funciona correctamente. Causas:
– Paso 7 de “avería y reparación del PC”.
– Las tarjetas fallan cuando se calientan.
94
3.2.- Proceso de arranque del PC.
• Importante conocerlo para:
– Familiarizarse con signos del PC al arrancar. Signos de
buen o de mal funcionamiento (dependen de la BIOS).
– Conocer posibles causas de error.
•
El arranque del PC tiene 3 pasos:
– Alimentación y arranque del hardware.
– La CPU ejecuta un programa en la BIOS: Powe On Self
Test (POST).
– La BIOS carga en la RAM el sistema operativo y le pasa el
control.
•
Elementos necesarios para el arranque:
– Potencia en la fuente de alimentación.
– Circuitos básicos de la placa base en buen estado.
– Sistema operativo en disco de modo que la BIOS lo pueda
cargar.
•
BIOS (ROM): tiene 2 tipos de programas:
– Programas de bajo nivel para acceder a hardware básico
(estos programas son llamados continuamente).
– Programa de arranque del PC: POST y carga S.O.
•
•
•
•
•
•
Comprueba qué hardware hay en el sistema.
Chequeo básico del hardware.
Detección de otras BIOS en el sistema (de otras tarjetas).
Ejecutar BIOS de otras tarjetas (inicialización).
Cargar S.O. en la RAM.
Pasar el control al S.O.
– Importancia del POST: la CPU no sabe hacer nada.
95
•
¿Cómo toma el control la BIOS?
– Las CPUs de INTEL empiezan a ejecutar la instrucción en
la dirección de memoria FFFF:0000 (FFFF0), es decir, en
el byte 16 por debajo del primer MB.
– La ROM se direcciona en los ultimos 64KB del primer MB
(entre las direcciones F0000 y FFFFF equivalente al rango
F000:0000 a F000:FFFF).
– Al arrancar, la CPU empieza a ejecutar una instrucción de
la BIOS y a partir de ahí la BIOS proporciona instrucciones
a la CPU hasta que termina de cargar el S.O.
•
¿Qué hace la BIOS durante el arranque?
– Chequeo de memoria baja para poder trabajar (escribir sus
datos en sus programas). Si hay errores en los primeros
64KB de RAM, no pasa de aquí.
– Identificación de otras BIOS: chequea las direcciones del
área reservada hasta encontrar la etiqueta 55 AA. Típico:
tarjeta de vídeo, tarjeta de red, etc.
– Cuando encuentra una BIOS, le pasa el control para que
se inicialicen.
• Tarjeta de video: resetea la pantalla, pone informacion, etc.
• Tarjeta de red: mensaje en pantalla, dirección de tarjeta en
pantalla, difusión de dirección en la red...
• Esto ocurre antes de la inicialización y chequeo del hardware
de la placa base. Si falla, se bloquea aquí.
– Inventario y test del sistema. La BIOS retoma el control:
•
•
•
•
Test de memoria. Errores de paridad?
Test controladora teclado. Hay teclado?
Test de controladoras de discos.... Hay controladora?
Problemas de BIOS no compatibles con dispositivos.
– Lectura de chip CMOS y configuración del sistema.
• Tipos de disco, display, teclado... Adavanced set up.
– Carga S.O. (secuencia de arranque A: C: D: ).
96
•
¿Cómo se carga el S.O.?
– Si se arranca desde disco duro: MBR-DBR.
• La BIOS carga el sector 0,0,0: “Master Boot Record” (MBR).
Carga 512 bytes en RAM.
• Le pasa el control a MBR en RAM. Contiene un programa y la
“tabla de particiones”.
• El programa localiza una partición de arranque. Carga el
primer sector de esa partición (sector de arranque) y lo ejecuta
(le pasa el control). El sector de arranque de MSDOS es el
“Dos Boot Record” (DBR).
• Si la BIOS no puede cargar el MBR, se bloquea sin mensaje.
• Si el MBR no puede encontrar DBR o no puede cargarlo,
“Missing Operating System”.
• Virus en MBR. Arranque con disquete.
– Si se arranca desde disquete: directamente DBR.
– Dos Boot Record:
• Programa que busca ficheros IO.SYS y MSDOS.SYS en RAM
y le pasa el control al programa IO.SYS.
• Si no puede “Non-system disk; insert boot disk and press...”
– IO.SYS:
• Programa que chequea que han sido cargados correctamente
IO.SYS y MSDOS.SYS.
• Carga y ejecuta CONFIG.SYS (interpreta cada línea):
• CONFIG.SYS: Buffers, files, stack, last drive... Carga drivers.
Puede haber problemas con drivers.... Arranque paso a paso.
• Carga el shell (intérprete de comandos) COMMAND.COM.
Error si hay conflictos con versión. Pasa el control al
COMMAND.COM.
– COMMAND.COM:
• Carga y ejecuta (interpreta líneas) el AUTOEXEC.BAT.
• Usualmente AUTOEXEC.BAT carga TSR’s. Posibles
problemas. Arranque paso a paso.
• Pasa el control al usuario.
97
3.3.- Problemas típicos en el arranque del PC.
• Problemas que detienen la carga del S.O.:
– Disco mal instalado, mal configurado, mal formateado, mal
cableado....
– Sistema operativo mal instalado.
– Drivers defectuosos, erróneos o conflictivos.
– TSRs mal instalados o defectuosos.
•
Problemas relativos al hardware:
– Teclado (tema sobre teclado):
• Desenchufado.
• Interruptor AT-XT.
• Tecla atrapada, teclado sucio.
– Monitor:
• Comprobar secuencia de arranque con “dir a:”
– La luz de la disquetera no se apaga:
• Disquetera con cable al reves.
• Se intenta cargar un programa demasiado grande.
– Errores de memoria (tema sobre memorias).
– Problemas en las tarjetas:
•
•
•
•
•
•
•
Chips en zócalos sueltos por tensiones térmicas.
Soldaduras sueltas por tensiones térmicas.
Componente “autococido”.
Pistas en tarjetas rotas.
Suciedad: cuando se calienta falla.
Conectores oxidados.
Incompatibilidad RF o EM.
98
4.- Identificación y sustitución de chips
averiados.
•
•
Tarjeta averiada: la cambiamos.
Reparación de tarjetas (sustitución de chips) en raras
ocasiones:
– Chips de memoria, ROM, CPU, procesadores en tarjetas,
coprocesadores.
– Zócalo, soldados, superficie, tarjetas de 4 capas.
4.1.- Identificación del chip averiado:
– Indicación expresa del fabricante.
– Test software (si el chip averiado no impide que el sistema
arranque...). Típicamente permite detectar chips de
memoria averiados.
– Test de temperatura.
• Temperatura típica: templado. Cuanto más grande, mayor
temperatura.
• Muy frío: no funciona. Muy caliente, roto o a punto de morir.
• Chips que fallan cuando alcanzan una cierta temperatura: Son
los más difíciles de detectar. Secador. Radiador. Termómetro
digital IR.
4.2.- Etiquetas en chips:
– Numeración: 7400, 8088, 80387, etc.
– Prefijos: fabricante: WD, DM....
– Sufijos: AN (DIP, Normal) AS (DIP, Militar) Versión,
fecha, número de serie. B8544. 8088-1.
– Etiquetas encriptadas.
99
4.3.- Soldar y desoldar:
–
–
–
–
Soldar en un PC es complicado. Requiere experiencia.
Calentar piezas antes de soldar.
Estaño fino, soldador de 40-60W, punta fina.
No calentar mucho los chips. Se dañan.
• Soldar patillas alternas.
• Paciencia.
• Sumideros de calor (alicates de punta fina).
– Utilizar herramientas para fijar tarjetas.
– Cuidado con tarjetas de 4 capas.
– Cuidado con orientación de componentes.
4.4.- Zócalos de chips:
– Ventajas:
• Sustitución de chip sencilla.
• No se calienta el chip cuando se instala.
– Inconvenientes:
• Precio.
– Recomendación: cuando se sustituye un chip sin zócalo,
poner un zócalo.
– Colocarlo correctamente. Si se coloca al revés se daña.
– Marcas en chips DIP, PLCC, PGA. Numeración.
1
2
3
4
5
12
11
10
9
8
6
7
100
Tema 9: Memorias
semiconductoras.
1.- Introducción.
2.- Tipos de memoria. Memoria estática y
dinámica.
3.- Combinación de distintos tipos de
memoria.
4.- Bancos de memoria.
5.- Errores y averías en la memoria. Tests
de memoria.
1.- Introducción.
•
Chips de memoria: suelen ser de los más fáciles de
sustituir:
– Reparación.
– Ampliación.
•
•
•
•
PCs antiguos: muchos chips de memoria en zócalos.
PCs modernos: módulos SIMM.
Cómo se organiza la memoria en los PCs. Rendimiento,
limitaciones, etc.
Errores y averías relacionados con la memoria y
soluciones.
101
2.- Tipos de memoria. Memoria estática
y memoria dinámica.
•
Organización y empaquetamiento:
–
–
–
–
–
–
•
•
Chips DIP (Dual Inline Package).
Chips SIPP (Single Inline Pin Package).
SIMM (Single Inline Memory Module): 30 o 72 contactos.
Tarjetas PCMCIA (portátiles).
Tarjetas de expansión “privadas”.
DIMM (Dual Inline Memory Module): 128 contactos.
Velocidad de acceso: 70, 60, 50... ns.
Tamaño: 16 KB...1MB..... 32 MB.... 128 MB....
2.1.- Organización de la memoria:
– SIPP en desuso.
– Chips DIP.
• Chips de Nx1 bits (16 kb, 64 kb, 256 kb, 1024 kb).
• Chips de Nx4 bits (nybble) (64 kNyb, 256 kNyb, 1024 kNyb).
• Un chip de 64 kNyb equivale a 4 de 64 kb (no a 1 de 256 kb).
– Agrupación de chips en bancos y módulos SIMM:
•
•
•
•
•
Bancos de 9 chips (8+1 para paridad).
Bancos de 9 chips y de 3 chips.
Módulos SIMM de 30 contactos: 9 bits de datos. (3/9 chips).
Módulos SIMM de 72 contactos: 36 bits de datos. (9 chips).
Módulos DIMM de 128 contactos: 72 bits de datos.
102
2.2.- Memoria estática y memoria dinámica:
– Velocidad del CPU y velocidad de acceso a memoria:
•
•
•
•
•
8 MHz:
12 MHz:
16 Mhz:
150 Mhz:
1 GHz:
acceso en 125 ns
acceso en 83 ns
acceso en 62 ns (1993)
acceso en 6.67 ns (?)
acceso en 1 ns (????).
– Memoria dinámica/estática: precio y velocidad.
– Memoria estática SRAM:
• Contruida a partir de 6 transistores/bit. Cara. Factor 10 DRAM.
• Rápida. Factor 6 DRAM.
• Estática. No necesita refresco.
– Memoria dinámica DRAM:
•
•
•
•
1 transistor y 1 condensdor por bit. Barata.
Lenta. Tiempo para direccionamiento y carga de dato.
Dinámica: el condensador se descarga. Refresco.
Direcciones organizadas en filas y columnas. Memoria
paginada.
– Precio de memoria del PC: 20% - 30% del precio del PC.
3.- Combinaciones de distintos tipos de
memoria.
•
¿Cómo tener memoria rápida a precio asequible?
–
–
–
–
Todo SRAM: caro. Poca memoria.
Todo DRAM: lento.
DRAM con un poco de SRAM: memoria caché.
Fast Page Mode.
103
3.1.- Sistemas con DRAM únicamente: Wait States.
– La CPU espera respuesta de RAM en 2 ciclos de reloj.
– Tiempo asociado a distintas velocidades:
freq
1 ciclo
2 ciclos
3 ciclos
4 ciclos
25MHz
33MHz
40MHz
40 ns
30 ns
25 ns
80 ns
60 ns
50 ns
120 ns
90 ns
75 ns
160 ns
120 ns
100 ns
50MHz
20 ns
40 ns
60 ns
80 ns
66 MHz 15 ns
100 MHz 10 ns
30 ns
20 ns
45 ns
30 ns
60 ns
40 ns
– ¿Cómo hacer funcionar la placa base a 66 MHz con
DRAM de 60 ns? Estados de espera o W.S. Cuando la
CPU pide un dato, se le hace esperar 4 ciclos de reloj.
– Resultado: CPU desaprovechada.
3.2.- Sistemas con SRAM y DRAM: Caché.
– Idea: combinar un poco de SRAM rápida (cara) con mucha
DRAM barata (lenta).
– En caché: copia de parte DRAM de modo que la mayor
parte posible de los accesos se hagan a la caché.
– Controladora de caché:
•
•
•
•
•
“Predice” qué área de memoria va a necesitar la CPU.
La copia a la caché (bloque se 4KB).
Cuando la CPU solicita un dato a RAM, lo busca en caché.
Si está: acceso rápido. Si no: acceso lento.
Escritura en RAM.
– Eficiencia de caché:
•
•
•
•
Eficiencia del software (pocos saltos).
Eficiencia de la controladora.
Número de aplicaciones.
Tamaño de la caché.
104
– Eficiencia típica: 80-99% de los accesos a memoria a
través de la caché. Acelera notablemente el acceso a
memoria.
– Cantidad de memoria caché recomendable:
• Entre 1/128 y 1/64 de volumen de DRAM.
• 64 MB de DRAM:
512 KB - 1024 KB de caché.
• 16 MB de DRAM: 256 KB de caché.
3.3.- Fast Page Mode.
– Solución alternativa (o complementaria) para acelerar el
acceso a DRAM: paginación rapida.
•
•
•
•
Organización de direcciones en filas y columnas.
Acceso a filas (páginas) lento.
Dentro de una fila, acceso a columnas muy rápido.
“Static Column RAM”
– Eficiente pues los accesos a memoria suelen requerir
direcciones contiguas.
• Fast page mode RAM
50 ns / 30 ns / 33 MHz
• Extended data out RAM (EDO) 50 ns / 20 ns / 50 MHz
• Burst EDO RAM
50 ns / 15 ns / 66 MHz
4.- Bancos de memoria.
•
•
Organización de la memoria en el PC en “bancos”.
El tamaño de los bancos depende de CPU / placa base:
–
–
–
–
8088 / 80188 :
8086 / 80286 / 80386 SX:
80386 / 80486:
Pentium:
8 bits
16 bits
32 bits
64 bits
105
– Elementos de memoria:
• Chips 1 bit; chips 1 nybble; SIMM de 30 contactos; SIMM de
72 contacos; DIMM de 128 contacos.
• Bus de 8 bits: un acceso a memoria proporciona 8 bits a la
vez. Por ejemplo, para 256 KB:
a) 8+1 chips de 256 K x 1bit.
b) 2 chips de 256 K x 4 bits y 1 chip de 256 K x 1 bit.
c) 1 módulo SIMM de 30 contactos y 256 K direcciones.
d) NO VALE: 2 chips de 1024 K x 1 bit.
• Un banco de memoria es un conjunto de chips de memoria
que alimentan el bus de datos de la CPU.
– Bancos en PC de 8 bits: 8+1 bits:
Slots expans.
CPU y copr.
CPU 8088
data path
direcciones
ROM
Banco 0
Banco 1
Banco 2
Banco 3
comparador
0
1
2
3
4
5
6
7
P
banco de memoria
0
1
2
3
•
•
•
•
•
4
5
6
7
P
0123
4567
P
Bit extra para chequeo de paridad.
En primeros PC, hileras de 9 chips.
Hileras de 3 chips.
SIMM de 30 contactos con 9 chips / 3 chips.
No tiene sentido SIMM de 72 contactos.
106
– Bancos en PC de 16 bits: 16 +2 bits:
•
•
•
•
Cada banco: 18 chips de un bit o 4 nybbles + 2 bits.
Chips en placa base: 2 hileras cada banco.
SIMM de 30 contactos: 2 módulos cada banco (iguales).
Módulos “privados” de 16 bits (PS/2 de IBM).
– Bancos en PC de 32 bits: 32 + 4 bits:
• 4 módulos SIMM de 30 contactos (iguales).
• 1 módulo SIMM de 72 contactos.
– Bancos en PC de 64 bits: 64 + 8 bits:
• 2 módulos SIMM de 72 contactos.
• 1 módulo DIMM de 128 contactos.
– Ranuras para módulos de memoria: posibilidad de
expansión de memoria. Importancia de ampliación de
memoria. Aprovechar la existente.
– Precio de la memoria. Fluctuaciones de mercado. Precio
de la memoria y del PC. Chips sin paridad.
5.- Errores y averías en las memorias.
Tests de memorias.
•
Evolución de memoria:
– 1984 XT: hasta 90 chips en zócalos. Muchos errores.
Mensajes de error detallados.
– 1999 Pentium: 1 o 2 módulos. Pocos errores (tests de
calidad en fabricación). Mensajes poco detallados.
•
Detección de errores en memoria:
–
–
–
–
Programas de diagnóstico.
POST.
Errores de paridad en mitad de aplicacion.
Errores que impiden arranque.
107
5.1.- Errores de memoria en el POST del 8088:
• Errores por mala configuración de cantidad de memoria:
– Parity check 1: se bloquea y no arranca.
– Considera que no dispone de la memoria mal configurada.
•
Chips averiados:
– Mensaje (texto o “201”) e indicador chip averiado.
– 1020 201 10000 20 201
10000 0020 201
• 10: se refiere al banco (banco lógico).
• 20: el chip.
• 201: “hay un error de memoria”.
– Interpretación de mensajes de error en 8088 de 64 KB:
Bit (chip)
00 01 02 04 08 10 20 40 80
Bancos (de 16 KB)
00: direcciones 00000-03FFF
B
04 : direcciones 04000-07FFF
08 : direcciones 08000-0BFFF
0C : direcciones 0C000-0FFFF
A
Ejemplos:
0C 01 201:
04 40 201:
A
B
– Interpretación de mensajes de error en 8088 de 256 KB:
Bit (chip)
00 01 02 04 08 10 20 40 80
Bancos (de 64 KB)
00: direcciones 00000-0FFFF
10 : direcciones 10000-1FFFF
A
B
20 : direcciones 20000-2FFFF
30 : direcciones 30000-3FFFF
Ejemplos:
10 01 201:
20 20 201:
A
B
108
– Interpretación de mensajes de error en 8088 de 640 KB:
Bit (chip)
00 01 02 04 08 10 20 40 80
Bancos (2 x 256 y 2 x 64 KB)
00: direcciones 00000-3FFFF
A
B
40 : direcciones 40000-7FFFF
80 : direcciones 80000-8FFFF
90 : direcciones 90000-9FFFF
Ejemplos:
30000 02 201:
60000 20 201:
A
B
– Errores en tarjetas:
• Se refieren a direcciones que no corresponden a RAM.
• Parity check 2.
• En sistema de 256 KB:
“40 FF 201 parity check 2”
– En algunos clónicos con 640 KB, los bancos aparecen
invertidos: 64, 64, 256, 256. No suelen indicar el chip (hay
que probar todos los chips del banco).
5.2.- Errores de memoria en ordenadores de 16 bits:
– 2 bancos de 18 chips: 18 de 64 K y 18 de 256 K:
Bit (chip)
00 01 02 04 08 10 20 40 80
Bancos (1 x 128 y 1 x 512 KB)
Bytes: 0, 2, 4, .... 128K-2
Bytes: 1, 3, 5, .... 128K-1
Bytes: 128K, 128K+2,.... 640K-2
Bytes: 128K+1, 128K+3,... 640K-1
Ejemplos:
1100:0002
Error en byte 11002
60000 00 08 201: Banco log. 60, bit 08 de byte “low”
109
•
Errores en PCs con SIMM:
– Poca información (error de memoria).
– Cambiar el módulo de memoria completo.
5.3.- Falsos errores de memoria:
– Fallos en la alimentación:
• Tensión en la red baja: refresco insuficiente.
• Picos de tensión. Cambian estados de bits.
• Fuente de tensión insuficiente. HD.
– Electricidad estática.
– RFI, EMI, radiactividad.
– Diagnóstico:
• Siempre falla la misma dirección: problema en RAM.
• El problema cada vez en una dirección.
– Mezcla de chips o de SIMM distintos en el mismo banco.
– Chips y SIMM mal colocados.
5.4.- Tests de memorias:
– Test de paridad (byte a byte).
– Errores de direccionamiento. Tests.
– Errores de difusión de carga: contagio de “ceros” y “unos”.
Tests.
5.5.- Instalación de memorias:
– Corriente estática.
– Destornillador mejor que extractor de chips (DIP).
– Modulos SIMM: garras de plástico o metálicas.
110
Tema 10: La fuente de
alimentación.
1.- Introducción.
2.- Conexiones de la fuente de
alimentación.
3.- Mantenimiento de la fuente de
alimentación.
4.- Ahorro de energía.
5.- Averías y reparación de la fuente de
alimentación.
6.- Protección de la fuente frente a
problemas de alimentación externos.
1.- Introducción.
•
•
•
•
Fuente de alimentación para conversion AC/DC.
Tipos de fuentes: lineales y conmutadas.
Funcionamiento. Diferencias. Fuentes en PC.
Importancia de la fuente en el PC. Alimentación.
Protección. Ventilador.
Peligros de la fuente de alimentación: puntos peligrosos;
transitorio de encendido.
111
2.- Conexiones de la fuente de
alimentación.
•
Alimentación placa base con dos conectores: P8 P9.
– Solo admite una posición. Si nos equivocamos, se rompe.
1 Naranja
2 Rojo
3 Amarillo
4 Azul
5 Negro
6 Negro
7 Negro
8 Negro
9 Blanco
10 Rojo
11 Rojo
12 Rojo
•
P8
P9
+5 +5 +5 -5 0 0
0 0 -12 +12 +5 PG
Rango V / I de la fuente de alimentación (polímetro):
Línea
+ 12
- 12
+5
-5
•
P.G.
+5
+ 12
-12
GND
GND
GND
GND
-5
+5
+5
+5
Rango V
+ 8.5 ... + 12.6 V
- 8.5 ... - 12.6 V
+ 2.4 ... + 5.2 V
- 4.5 ... - 5.4 V
Rango I
0 ... 2 A
0 ... 0.25 A
2.3 ... 7 A
0 ... 0.3 A
Resistencia
> 6 Ohm
> 48 Ohm
> 0.8 Ohm
> 48 Ohm
Otros conectores:
– Interruptor de encendido.
– Conectores Molex (HD, CDROM).
– Conectores Berg (FDD).
112
3.- Mantenimiento de la fuente de
alimentación.
•
•
•
Piezas móviles: interruptor y ventilador. Limpiar
ventilador e interior con aire a presión, lejos del PC.
Atención al ventilador. Si falla, averías seguras.
Evitar abrir la fuente de alimentación: peligroso.
4.- Ahorro de energía.
•
•
•
Necesidad de ahorro de energía. PCs “verdes”.
Componentes cada vez con menos consumo.
Medidas para ahorro de energía:
– Chips a baja tensión: 3.3 - 2.4 V.
P=V2R
– Chips a menor frecuencia en modo de reposo.
– Circuitos que se desconectan: LPT, Serie, HDD, Video,
LAN, etc.
•
•
•
Pantallas: consumen el 60-70% de la energía del PC.
Pantallas que se desconectan; pantallas LCD (10 W)
frente a CRT (100 W).
Apagar los HD no es conveniente....
Periféricos externos que se puedan desconectar.
113
5.- Avería y reparación de la fuente de
alimentación.
•
¿Qué hacer si no funciona la fuente de alimentación?
– Comprobar que hay tensión en el enchufe y medirla.
– Comprobar cables.
– Comprobar si llega tensión a la fuente.
• ¿Funciona el ventilador?
• ¿Se oye “clic” en altavoz al encender?
– Si no funciona la fuente:
•
•
•
•
Quitar los tornillos que la fijan al chasis.
Desenchufar conectores.
Colocar una fuente nueva.
Antes de arrancar, reducir el sistema al mínimo.
6.- Protección de la fuente frente a
problemas de alimentación externos.
•
Los problemas de alimentación externos dan lugar a:
–
–
–
–
–
•
Bloqueo del ordenador mientras realiza operaciones.
Errores aleatorios en memoria.
Pérdida de datos del HD.
Chips dañados en las tarjetas.
Ruido en la transmisión de datos, errores en periféricos.
Problemas ocasionados por:
– Funcionamiento incorrecto de la fuente: picos, rizado, baja
potencia....
– Tensión de la red incorrecta: picos, oleadas, sobre o baja
tensión, cortes de alimentación.
114
•
Prevención de problemas de la red de alimentación:
– Revisar enchufe de la pared. ¿Tiene alimentación?
¿Puede ser apagado accidentalmente?
– Revisar equipos enchufados a la misma línea. Mucho
consumo; motores grandes; calefactores....
– Todos los periféricos con tierra común.
– Protección contra problemas de alimentación:
•
•
•
•
•
picos
oleadas
subidas o bajadas de tensión
cortes
Protección contra sobretensiones y picos de tensión:
– Bases de corriente con dispositivo de protección.
• Efectivo pero de un solo uso. No se puede comprobar. No
están bien calibrados.
– Estabilizador de tensión.
•
Subidas y bajadas de tensión:
– Las absorbe la fuente de alimentación pero sufre.
– Tolerancia de la fuente a alimentación externa.
•
Cortes de tensión: producen muchos daños:
– SPS (Standby Power Suply). Tiempo de conmutación.
– UPS (Uninterruptible Power Suply). Precio.
Picos y olas
Base
SI (1 uso)
Estabilizador SI
SPS
NO
UPS
SI
Subidas/bajadas Cortes
NO
NO
SI
NO
NO
SI
SI
SI
115
Tema 11: El disco duro.
1.- Introducción.
2.- Parámetros característicos del disco
duro.
3.- Tipos de disco. Tipos de interface.
4.- Instalación y configuración del disco
duro.
5.- Formateo del disco duro. Particiones.
1.- Introducción.
•
•
•
El disco duro es una de las piezas más importantes.
Almacenamiento de datos y programas.
Esencial tenerla en cuenta en el mantenimiento.
Sistema de disco duro:
– Disco duro.
– Interface.
•
Objetivo del tema:
– Conocer cómo funciona, partes, tipos de disco.
– Interfaces.
– Instalación, formateo, particionamiento.
•
Próximos temas: Organización lógica, mantenimiento
preventivo y reparación.
116
2.- Parámetros característicos del
disco duro.
2.1.- Geometría del disco duro: cabezas, pistas,
cilindros y sectores.
• Los datos en el disco duro están organizados en
sectores: grupos de 512 bytes = 0.5 KB.
–
–
–
–
–
Un disco duro tiene varios discos.
Cada disco tiene dos caras y cada cara una cabeza.
Cada cara organizada en pistas (anillos concéntricos).
Cada pista está dividida en sectores.
Un sector es la unidad mínima de datos que puede leerse.
0
1
2
3
4
5
6
7
9
1
8
2
7
3
4
6
0 1 2 3 4
cabezas
pistas (cilindros)
5
sectores
Las pistas “n” de todas las caras constituyen el cilindro “n”.
•
Capacidad de los discos:
– Ejemplo: 8 x 5 x 9 x 0.5 KB = 180 KB
– Floppy de doble cara, 40 cilindros, 9 sectores:
2 x 40 x 9 x 0.5 KB = 360 KB
– Disco duro de 4 cabezas, 305 cilindros, 17 sectores:
4 x 305 x 17 x 0.5 KB = 10370 KB = 10.12 MB
– Disco duro de 16 cabezas, 2448 cilindros, 63 sectores:
16 x 2448 x 63 x 0.5 KB = 1204 MB = 1.2 GB
117
•
Concepto de “cilindro”:
– Las cabezas juntas. Un motor las mueve todas a la vez.
– Mover cabezas (cambiar de pista) es lento.
– Datos organizados por sectores, cabezas, pistas: hasta
que no se llena “un cilindro” no se pasa al siguiente.
•
Problema de superficie de las pistas internas:
–
–
–
–
Sectores en primeras pistas excesivamente grandes.
“Zone Bit Recording” número de sectores variable.
Precompensación de escritura: WPCOM.
Escritura con baja corriente: LZONE.
2.2.- Rendimiento de los discos duros.
• Dos factores:
– ¿Cuánto tarda en localizar un sector?
– ¿Cuánto tarda en transferirlo?
•
¿Cuánto tarda en localizar un sector?
• Mover cabezas al sector correspondiente: “seek time”.
• Esperar a que llegue el sector solicitado: “rotational latency
period”.
– Seek entre pistas alejadas: 8-10 ms (1/3 de superficie).
– Seek entre pistas consecutivas más rápido (1-2 ms).
– Rotational Latency Period: 1/2 vuelta.
• 3600 rpm:
• 7200 rpm:
•
0.5 x 60 seg / 3600 = 8.33 ms
0.5 x 60 seg / 7200 = 4.17 ms
Mecanismos de posicionamiento de cabezas:
• Band-stepper: banda metálica flexible + motor paso a paso.
• Voice-coil: electroimán y muelle, servo, mecanismo de control.
– Aparcado de cabezas, calibrado, duración y velocidad.
118
•
Tasa de transferencia (una vez localizado el sector):
– 3600 rpm, 17 sectores:
60 vuelt/seg x 17 sect/vuelt x 0.5 KB/sect = 510 KB/seg
– Problema: tiene que dar tiempo a:
•
•
•
•
Leer datos + ECC (Error Correction Code).
Determinar si hay errores y corregirlos. (Controladora).
Transferencia de datos al sistema. Nuevo chequeo de datos.
Confirmación de datos correctos. El sistema pide el siguiente
sector.
• Mientras tanto el disco ha girado y han avanzado algunos
sectores.... Hay que esperar una vuelta completa. Resultado:
¡¡¡se tardan 18 vueltas en leer 17 sectores!!!
60 x 17 x 0.5 KB/seg / 18 = 28.3 KB/seg
– Solución: Interleaving. Durante el formateo a bajo nivel se
“intercalan” sectores entre sectores consecutivos:
1
17
2
3
4
14
5
13
6
12
7
10
9
1
11
16
3
7
12
15
4
8
6
17
8
5
14
9
Interleaving 1:3
10
13
11
3
14
9
2
15
1
5
16
13
5
Interleaving 1:2
13
4
14
7
6
10
2
8
Interleaving 1:1
12
10
17
15
11
1
9
16
6
17
2
4
15
8
11
12
16
3
7
Interleaving 1:4
119
Interl.
1:1
1:2
1:3
1:4
OK
(1 v) 510 KB/seg
(2 v) 255 KB/seg
(3 v) 170 KB/seg
(4 v) 128 KB/seg
No OK
(18 v) 28.3 KB/seg
(19 v) 26.8 KB/seg
(20 v) 25.5 KB/seg
(21 v) 24.2 KB/seg
– El factor de interleaving se establece en el formateo a bajo
nivel (sirve para poner en el disco marcas de los sectores).
– Valor óptimo: depende del tiempo que tardan la
controladora y la BIOS en preparar un sector.
Sector preparado en 2.8 ms
Disco a 3600 rpm con 17 sectores:
1 vuelta: 16.7 ms
1 sector: 0.98 ms
Interleaving óptimo: 1:3 (170 KB/seg)
– La caché de disco y las controladoras rápidas han hecho
que el factor de interleaving sea 1:1.
•
Desplazamiento de sectores (sector skew):
– Sectores en pistas consecutivas desplazados para
compensar el tiempo que tarda en posicionarse la cabeza
de una pista a la siguiente:
Desplazamiento de cabeza: 1.5 ms.
En este periodo pasa 1.4 sectores.
En pistas consecutivas, desplazamos 2 sectores para optimizar
la transferencia:
17
15
1
16
2
17
1
3
120
•
Longitud máxima de ráfagas de errores corregibles con
ECC:
– IBM AT:
– Clónicos AT:
– Pentium:
•
5 bits
11 bits
70 bits
¿Cómo conseguir una buena tasa de transferencia de
datos?
– Discos con caché en disco (para poder manejar varios
sectores a la vez: algunos KB / cabeza) 64 KB.
– Interface de disco: IDE, EIDE, SCSI.
– Bus: ISA, VESA, PCI.
2.3.- Limitaciones en el tamaño de los discos.
• Elementos involucrados:
– Disco, interface, BIOS, Sistema Operativo.
•
Limitaciones de MSDOS a 504 MB. ¿Por qué?
– Interfaces: los actuales son capaces de direccionar 4G
sectores (¡¡2 TB!!).
– Controladoras originales: 16 cabezas. Se hizo estándar y
no se suelen hacer discos con más de 16 cabezas.
– Programa en BIOS para acceder a disco:
Registro CL de 8 bits para identificar sector: 256 valores
Registro CH de 8 bits para identificar pista:
256 valores
Registro DH de 8 bits para identificar cabeza: 256 valores
• Esto permite trabajar con discos de hasta:
256 x 256 x 256 x 512 B = 8 GB
• Pero están mal organizados: Si el disco es de 16 cabezas y
64 sectores sólo se pueden direccionar:
64 x 16 x 256 x 512 B = 128 MB
121
– Reorganización de registros CL, CH, DH en BIOS:
Registro CL de 6 bits para identificar sector: 63 valores
Registro CH de 12 bits para identificar pista: 1024 valores
Registro DH de 8 bits para identificar cabeza: 256 valores
• Si el disco es de 16 cabezas y 63 sectores se pueden
direccionar: 63 x 16 x 1024 x 512 B = 504 MB
•
Discos de más de 504 MB:
– Utilización de driver:
• Programa en el disco duro. Particiones.
• Programa en ROM del disco duro.
– “Traducción de sectores”: en lugar de identificar el sector
con 3 valores (cabeza, cilindro, sector), se utiliza un único
valor para identificar todos los sectores: notación lineal.
– Reorganización lógica de sectores: Logical Block
Addressig (LBA). Es otra forma de traducción de sectores
en la que se utiliza un número de cabezas “lógico” mayor
al número “físico”, y un número de cilindros “lógico” menor
que el número “físico”. Hay BIOS que soportan LBA.
– Problemas con programas de formateo a bajo nivel.
122
3.- Tipos de disco y de interfaces.
3.1.- Tipos de disco.
–
–
–
–
Geometría: cabezas, cilindros, sectores; capacidad.
Zone Bit Recording, precompensación, corriente reducida.
Mecanismo de movimiento de cabezas.
Método de escritura de datos. Conversión de bits a
polarización magnética.
– Rendimiento:
• Seek time (posicionamiento de cabezas).
• Rotational latency time (posicionamiento de sector).
• Data transfer rate (tasa de transferencia de datos).
– Tipo de interface: ST-506, ESDI, SCSI, IDE, EIDE.
3.2.- Tipos de interface.
• Controladoras y adaptadores.
• Características:
–
–
–
–
Interleave factor.
Logical Block Addressing y Sector Translation.
BIOS en la controladora.
Caché de disco: para acelerar transferencia o para
almacenar temporalmente ficheros.
– Número de bits erróneos consecutivos que corrigen los
ECC.
– Conexión entre el interface y el bus del sistema:
• ISA, EISA, MCA, PCCard, VESA, PCI, LPT.
123
Interface ST-506:
– Shugart Technologies ST-506/412. Controladora HD.
– Tarjeta ST-506 en bus ISA. Dos cables al HD:
• 20 líneas de datos.
• 34 líneas de control.
–
–
–
–
Transferencia hasta 7.5 Mb/s.
Discos de hasta 16 cabezas.
Movimiento de cabezas paso a paso (lento).
Transferencia HD-controladora ruidosa. (ECC y separación
de datos)
Interface ESDI (Enhanced Small Device Interface):
– Versión mejorada de ST-506:
• Hasta 256 cabezas; hasta 24 Mb/s.
• Separación de datos y ECC en disco: menos problemas de
ruido.
• Datos de configuración en el disco. Facilita la configuración.
SCSI (Small Computer System Interface):
– Interface para otras cosas además de HD.
– Es un adaptador (no controladora). Permite adaptar hasta
7 dispositivos.
– SCSI-3: hasta 24 MB/seg.
– Pocas ventajas si sólo tenemos un dispositivo:
• Las prestaciones dependen del disco y la controladora.
• Estamos intercalando otro interface.
– Muchas ventajas cuando tenemos varios dispositivos:
• Administra el acceso al bus.
• Ahorra ranuras de expansión.
• Ordenadores multitarea.
124
Interface IDE: (Integrated Drive Electronics)
– 1986, Western Digital y Compaq.
– IDE es un adaptador. Controladora integrada con HD.
– La controladora de un disco IDE convierte los datos al
formato del bus ISA. El adaptador le da acceso al BUS.
• Tarjeta multifunción y cable de 40 líneas.
• Cable de 40 líneas desde placa base.
– Problemas (primeras versiones):
• Es difícil acceder a la controladora para formatear a bajo nivel.
• Problemas para trabajar con discos de más de 504 MB.
Interface EIDE (Enhanced IDE):
– El adaptador incorpora LBA (permite trabajar con discos de
más de 504 MB).
– Permite acceso al disco mediante PIO o DMA.
– Competidor de SCSI: permite conectar otros dispositivos.
– Un disco EIDE necesita un adaptador EIDE (si no,
perdemos prestaciones).
– EIDE es P’N’P (debería serlo) y estar conectado al bus
PCI (no al ISA).
4.- Instalación y configuración del
disco duro.
•
Operación habitual en mantenimiento de equipos:
– Para tener más espacio en disco (siempre se acaba).
– Manteniendo el disco antiguo.
•
Pasos distintos según discos:
– IDE, EIDE
– SCSI
– ST-506 ESDI
125
•
Pasos a seguir:
– Preparar hardware: disco, interface, placa base
(compatibles), y cables correspondientes.
– Preparar información sobre configuración.
– Colocar los jumpers adecuadamente.
– Instalar (alimentación, datos, control, terminador...).
– Configurar la CMOS para que la BIOS pueda trabajar.
– Formateo a bajo nivel (si es necesario).
– Particionamiento.
– Formateo de alto nivel.
4.1.- Preparación de hardware compatible.
– Bus adecuado: PCI.
– Interface adecuado: SCSI o EIDE.
– No merece la pena mantener el disco viejo IDE sobre bus
ISA poniendo el disco nuevo en IDE sobre bus ISA...
– A ser posible, instalar fuera del PC.
4.2.- Preparar información sobre configuración.
•
•
•
•
•
•
•
•
Geometría: cilindros, cabezas, sectores. (Todos salvo SCSI).
Write precompensation.
(Todos salvo SCSI).
Reduced Write Cylinder.
(Sólo ST-506).
Tabla de pistas malas.
(Sólo ST-506 y ESDI).
Jumpers de identificación.
(Todos salvo IDE, EIDE).
Terminador.
(Todos salvo IDE, EIDE).
Jumpers master/slave.
(Sólo IDE, EIDE).
Jumpers de identificación (a veces interruptores):
– Drive Select en ST-506 y ESDI: DS0, DS1, DS2, DS3
– Ident. en SCSI: Id0, Id1..... Id6.
126
•
Jumpers master/slave:
– IDE y EIDE soporta 2 controladoras. Una master y otra
slave.
– Mientras una está activa, la otra desconectada
eléctricamente.
– El mejor disco-controladora debe ponerse como master (si
se puede).
•
Terminadores:
– Control de acceso a buses:
• Buses tri-estado: 0, 1, alta impedancia (desconectado):
Ejemplos: ISA, PCI, VESA, ..., IDE, EIDE. Todos los
dispositivos desconectados salvo uno.
• Buses “open-colector”: para cada línea hace falta una
resistencia al final del bus. Todos los dispositivos a 0 salvo el
activo. Es necesaria la resistencia al final del bus.
“Terminador”: la resistencia al final del bus.
– Normalmente un solo disco. Viene con su terminador. Si
añadimos otro disco, debemos quitar el terminador del
dispositivo que no está al final de la línea.
– Tipos de terminadores: “chips”, “conectores”.
•
Tabla de “pistas malas”:
– Es normal que haya pistas en mal estado. Lo raro es que
no haya pistas en mal estado.
– En ST-506 y ESDI: el fabricante las apunta en papel.
– En IDE, EIDE y SCSI: el fabricante hace el control de
calidad y cuando formatea a bajo nivel los discos duros
usa la tabla de pistas malas que ha obtenido.
127
4.3.- Cableado, ajuste de jumpers y terminador.
– IDE/EIDE:
•
•
•
•
Seleccionar master/slave.
Cables de 40 líneas. Cables con 2 o 3 conectores. Posición.
Alimentación.
No hay terminador.
– SCSI:
•
•
•
•
Identificación de drive con jumper (o interruptor).
Cable de datos (50 o 68 líneas). ¿Varios conectores?
Terminador: uno y solo uno. En el último dispositivo SCSI.
Alimentación.
– ST-506/ESDI:
•
•
•
•
•
Identificación de drive con jumper (o interruptor).
Terminador en el último.
Alimentación.
Cable de datos: 20 líneas.
Cable de control: 34 líneas. Cables con 25-29 cruzados:
permiten configurar dos discos como DS0.
4.4.- Configuración de la CMOS.
– Necesidad de programas en la BIOS para utilizar el disco.
– Información específica sobre HD en CMOS.
– Ordenadores XT (sin CMOS):
• Información en la controladora. Controladoras para un tipo de
disco. Controladoras para varios tipos de disco.
– Configuración de disco en CMOS:
• Listas de tipos de HD: 14, 25, 47 tipos.
• Disco de tipo 47: definido por usuario.
– ¿Qué hacer si no podemos “definir” nuestro tipo de HD y
ningún tipo definido coincide?
• Si no está formateado a bajo nivel: no esceder C/H/S. WPrec.
• Si está formateado a bajo nivel y tiene tabla de partición.
• Si no funciona: poner otra BIOS.
128
5.- Formateo del disco duro.
•
•
Más complicado que en floppy (para poner varios S.O.).
Consta de 3 fases:
– Formateo a bajo nivel.
– Particionamiento.
– Formateo a alto nivel.
5.1.- Formateo a bajo nivel.
– Consiste en poner marcas para identificar los sectores.
• Se ponen las marcas.
• Se hace interleaving y desplazamiento de sectores entre
pistas si es necesario.
• Se rellenan los sectores con el caracter 229 (sigma).
– Usualmente realizado por el fabricante. Sobre todo en
discos SCSI, IDE, EIDE.
– Muy importante hacerlo en ST-506, ESDI:
• Para acomodar la controladora al disco duro.
• Ajuste óptimo del factor de interleaving.
• Para refrescar las marcas de los sectores.
– Inusual en SCSI, IDE, EIDE:
•
•
•
•
Controladora y disco en un dispositivo.
Identificadores de sector “más fuertes” (20 años).
Interleaving ya es óptimo.
Usualmente no se puede... el formateo físico o a bajo nivel, o
no hace nada, o simplemente borra los sectores.
– ¿Cómo formatear a bajo nivel?
• ¿Programas genéricos o específicos?
• Programas específicos en disquete o en ROM de la
controladora (ejecuar con “debug”).
• Genéricos: Disk Manager....
129
5.2.- Particionamiento del disco duro.
– Importante para poder poner varios sistemas en un disco
duro. En 1983 IBM saca disco de 10 MB con 2 particiones
de 5 MB: DOS y XENIX.
– Mecanismo de arranque: MBR y tabla de particiones.
Particiones de arranque con sistemas operativos.
Particiones de datos.
– Programa para hacer particiones: fdisk. DOS no puede
usar un disco mientras no haya sido particionado. Al
menos una partición.
– Particiones eficientes:
• S.O. FAT 16: Los datos en DOS agrupados en clusters. El
tamaño del cluster depende del tamaño de la partición:
–
–
–
–
–
–
hasta 128 MB
hasta 256 MB
hasta 512 MB
hasta 1 GB
hasta 2 GB
más de 2 GB
clusters de 2 KB
clusters de 4 KB
clusters de 8 KB
clusters de 16 KB
clusters de 32 KB
clusters de 64 KB
• Si se hacen particiones muy grandes y se guardan ficheros
chicos, se desperdicia mucho espacio. Solución: partición de
ficheros grandes y partición de ficheros chicos.
• Muchas particiones es poco aconsejable.
• FAT 32: Clusters de 4 KB en particiones de hasta 8 GB.
• Particiones y sistemas operativos como Windows.
– Particionamiento con fdisk:
• Menú inicial: crear partición; hacer activa; borrar partición;
mirar tabla de particiones.
• Crear partición: primaria, extendida, o unidad lógica en
extendida.
• Activar la partición.
– Back-up de la tabla de particiones: esencial.
130
5.3.- Formateo de unidades lógicas.
– Format d: Format c:
Format c: /s
– Prepara 4 de las 5 áreas esenciales en los discos de DOS:
• Master Boot Record (MBR) ya esta preparado por fdisk.
– contiene tabla de particiones
– a veces información sobre el disco duro
– está en el sector 0,0,1
• Dos Boot Record (DBR):
– está en sector 0,1,1 (cilindro 0, cabeza 1, sector 1)
– contiene programa para arranque
– contiene un puntero a la FAT
• File Allocation Table (FAT):
–
–
–
–
–
–
desde el sector 0,1,2 en adelante....
dos copias de la FAT
tabla indicando qué clusters corresponden a qué ficheros
En FAT 12 bits 6 KB cada copia
En FAT 16 bits 128 KB cada copia
En FAT 32 bits tiene otra estructura para no tener limitaciones
• Directorio raíz:
–
–
–
–
–
base de la estructura de directorios
situado inmediatamente detrás de la FAT
en FAT-12 podemos poner en este directorio hasta 128 entradas
en FAT-16 hasta 512 entradas
en FAT-32 número ilimitado
• Área de datos de usuario:
– lo primero que tiene si es de arranque es IO.SYS, MSDOS.SYS y
COMMAND.COM
– ficheros, directorios.....
– El formateo de alto nivel crea el DBR, FAT, directorio raíz y
si seleccionamos instalación del sistema, algunos
directorios en el área de datos.
– El formateo a alto nivel no borra los datos. Se pueden
recuperar.
131
Tema 12: Organización lógica
del disco duro.
1.- Introducción.
2.- Sectores absolutos y sectores DOS.
3.- Clusters.
4.- Dos Boot Record.
5.- La FAT y el directorio raíz.
6.- Subdirectorios.
7.- Estructura lógica del disco duro.
1.- Introducción.
•
•
Reparación: conocer organización hardware/software.
¿Cómo se organizan los datos en el disco?
– Depende del Sistema Operativo.
– Papel del S.O.:
• Organización de datos en dispositivos.
• Todos los programas ven la misma estructura de archivos.
•
•
Organización del disco duro por DOS.
Permite: mantenimiento y reparación.
132
PT
PT
Extended Partition Table (EPT)
Particion Primaria
Área de datos (clusters)
Dos Boot Record (DBR)
BIOS Param. Block (BPB)
FAT 1 - FAT 2 - Root Directory
Extended Partition Table (EPT)
Dos Boot Record (DBR)
BIOS Param. Block (BPB)
FAT 1 - FAT 2 - Root Directory
Área de datos (clusters)
1ª Particion: E:\
Particion Primaria
PT
Área de datos (clusters)
1ª Particion: D:\
FAT 1 - FAT 2 - Root Directory
Particion Extendida
Particion Extendida
Particion Primaria
Dos Boot Record (DBR)
BIOS Param. Block (BPB)
1ª Particion: C:\
Master Boot Record (MBR) - PT
133
2.- Sectores absolutos y sectores DOS.
•
•
•
•
Disco duro organizado en sectores: 512 B
Denominación de sectores (por BIOS y controladora):
cilindro, cabeza y sector:
C/H/S
Sectores numerados por DOS en cada partición.
Identificación vectorial (no 3-D).
Conversión de sectores absolutos a sectores DOS:
– C0/H0/S0 : sector donde está el DBR de la partición.
– NS ; NH :
núm. de sectores/pista y núm. de cabezas.
– SDOS = NS NH (C - C0) + NS (H - H0) + (S - S0 )
•
Conversión de sectores DOS a sectores absolutos:
–
–
–
–
•
S = (S0 + SDOS) % NS
Aux = (S0 + SDOS) / NS + H0
H = Aux % NH
C = Aux / NH + C0
Ejemplo:
– NS = 63;
NH = 16;
– C0 / H0 / S0 = 100 / 4 / 1;
– ¿Cuál es el sector DOS asociado a C/H/S 107 / 3 / 3 ?
SDOS = 63 x 16 x (107 - 100) + 63 (3 - 4) + (3 - 1) = 6995
– ¿Cuál es el sector absoluto asociado al sector DOS 6995?
S = (1 + 6995) % 63 = 3
Aux = (1 + 6995) / 63 + 4 = 115
H = 115 % 16 = 3
C = 115 / 16 + 100 = 107
C/H/S = 107 / 3 / 3
•
•
El sector DOS núm. 0 contiene el DBR.
Sectores en DOS agrupados en “clusters”:
– Para hacer el disco más manejable para MSDOS.
– Cada cluster son varios sectores.
134
3.- Clusters.
•
Disquetes de 3 1/2:
– 1.44 MB:
– 720 KB:
•
1 sector por cluster. Clusters de 0.5 KB
2 sectores por cluster. Clusters de 1 KB.
Discos duros:
– FAT 12:
• Hasta 16 MB
8 sect/cluster
4 KB
4 sect/cluster
8 sect/cluster
16 sect/cluster
32 sect/cluster
64 sect/cluster
128 sect/cluster
2 KB
4 KB
8 KB
16 KB
32 KB
64 KB
4 sect/cluster
2 KB
– FAT 16:
•
•
•
•
•
•
Hasta 128 MB
Hasta 256 MB
Hasta 512 MB
Hasta 1 GB
Hasta 2 GB
Hasta 4 GB
– FAT 32:
• Hasta 2TB
•
•
•
¿Qué ocurre cuando escribimos un fichero de 1 byte?
¿Cómo optimizar las particiones en sistemas FAT 16?
Numeración de los clusters.
4.- Dos Boot Record.
•
•
Primer sector de una partición DOS. Sector 0.
Contiene:
– Programa para arranque del S.O. DOS.
– BIOS Parameters Block: información sobre partición:
•
•
•
•
Número de FAT.
Tamaño de FAT.
Número de sectores por cluster.
Partición activada para arrancar?....
135
5.- La FAT y el directorio raíz.
•
FAT: File Allocation Table:
– Tabla con una entrada para cada cluster.
– A cada cluster se le hace corresponder un valor:
•
•
•
•
•
0:
FFF8 a FFFF:
FFF7:
Otro valor:
indica que está libre.
EOF (fin de fichero).
BAD (cluster defectuoso).
Siguiente cluster en el fichero.
Directorio raíz (root directory):
– Tabla con los ficheros que hay en el directorio raíz.
– Para cada fichero tenemos un campo de 32 bytes:
•
•
•
•
•
•
•
•
Nombre y extensión
Atributos del fichero
Fecha última modif.
Hora última modif.
Primer cluster
Tamaño en bytes
Libres (futuro)
11 bytes.
1 byte.
2 bytes.
2 bytes.
2 bytes.
4 bytes.
10 bytes.
Ejemplo de directorio raíz y FAT (clusters de 2 KB):
Nombre.ext atrib
..... Ficheros ....
HOLA.DAT --..... Mas ficheros....
fecha
hora
---
---
primer cluster
40
.....
39
40
41
42
43
44
....
102
103
104
tamaño
11200
.....
EOF
41
42
44
BAD
102
.....
103
EOF
0
136
•
Tipos de FAT:
– FAT 12:
•
•
•
•
•
HD con menos de 16 MB (también en floppies).
Cada entrada de la FAT son 12 bits.
Pueden direccionarse hasta 4096 clusters de 4KB (16MB).
Cada FAT ocupa 4096 x 12 bits = 6KB = 12 sectores.
Directorio raíz tiene 128 entradas de 32 bytes.
– FAT 16:
• HD desde 16 MB hasta 4 GB.
• Cada entrada de la FAT son 16 bits.
• Pueden direccionarse hasta 64 K clusters de tamaño variable
(¡¡¡hasta de 64 KB !!!).
• Cada FAT ocupa 128 KB.
• Directorio raíz tiene 512 entradas de 32 bytes.
– FAT 32:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
HD hasta 2 TB.
Cada entrada de la FAT son 32 bits.
Pueden direccionarse hasta 4 G clusters de 2 KB.
La FAT tiene tamaño variable (¡¡no es de 16 GB!!).
El directorio raíz no está limitado y es de tamaño variable.
Las entradas de directorio están ampliadas: Nombre de hasta
256 caracteres, propietario, permisos, etc....
Después de las dos copias de la FAT y del directorio
raíz vienen los clusters (numerados a partir del 2) que
contienen los datos de usuario.
La FAT y el directorio raíz se preparan cuando se
formatea el disco.
Escritura de un fichero (edlin, edit...).
Lectura de un fichero (type).
Borrado de un fichero (del).
Escritura de un directorio (sub-directorio) (mkdir).
137
6.- Subdirectorios.
– Los sub-directorios son ficheros con marca especial de
“directorio” en el campo de “atributos”.
– Estos ficheros tienen entradas de 32 bytes similares a las
del directorio raíz.
– El número de entradas no está limitado (porque el tamaño
del “fichero” de sub-directorio no está limitado).
– Los sub-directorios tienen dos entradas especiales:
• directorio actual: ‘.’
• directorio padre: ‘..’
– Ejemplo de sub-directorio:
Nombre.ext atrib fecha hora primer cluster tamaño
.
Direc fecha hora 56
1024
..
Direc fecha hora 20
256
HOLA.DAT File
fecha hora 140
11200
Varios
Direc fecha hora 150
64
..... Más ficheros....
..... Más ficheros....
7.- Estructura lógica del disco duro.
•
•
•
MBR y tabla de particiones.
Partición primaria: DBR, FATs, Root, ficheros.
Partición extendida:
– Tabla de particiones extendida.
– Particion primaria: DBR, FATs, Root, ficheros.
– Partición extendida:
• Tabla de particiones extendida.
• Partición primaria: DBR, FATs, Root, ficheros.
............
138
Tema 13: Mantenimiento
preventivo del disco duro.
1.- Introducción.
2.- Mantenimiento preventivo del
hardware.
3.- Mantenimiento preventivo del software.
4.- Copias de seguridad.
5.- Virus. Detección y eliminación.
1.- Introducción.
•
•
•
Mejor evitar problemas que tener que resolverlos.
El disco duro es una pieza esencial. Contiene todo el
trabajo. Es vital proteger el disco duro (los datos).
Mantenimiento preventivo:
– Mantenimiento hardware: evitar que el HD se rompa.
– Mantenimiento software: evitar que se dañen las áreas
más importantes para preservar los datos.
– Copias de seguridad.
•
•
•
Reparación: recuperar datos / dispositivo.
Virus.
Los discos duros no son eternos.
139
2.- Mantenimiento preventivo del
hardware.
•
Lo esencial visto en “mantenimiento preventivo del PC”:
–
–
–
–
Dejar el PC siempre encendido (si es posible).
Evitar problemas de alimentación. UPS.
Temperatura, polvo, humo, vibraciones, condensaciones....
Aparcar cabezas.
• Aparcado con “park”. Timepark.
• Aparcado automático.
– Montarlo correctamente.
• Formateo a bajo nivel en la posición de trabajo.
• Formateo a bajo nivel a temperatura de trabajo.
– Formateo a bajo nivel en ST-506 y ESDI.
• Para corregir desajustes de cabezas.
• Para evitar el desvanecimiento de las marcas de sectores.
• Evitar formateo “no destructivo”.
– Ruidos en el HD.
• Ruido de motor.
• Ruido de cabezas.
– Cache de disco.
• Acelera acceso a disco.
• Reduce trabajo de las cabezas.
•
No podemos arreglarlo: hay que cuidarlo.
– No se puede abrir (muerte rápida y segura si se abre).
– El polvo raya las cabezas. 0.3 - 0.6 micras entre cabezas y
superficie del disco.
– Velocidad del disco - cabeza: 50-80 km/h.
140
3.- Mantenimiento preventivo del
software.
•
Realizar copias de seguridad de datos del disco
esenciales para su mantenimiento y reparación:
– Configuración y tipo de disco (cuando se configura el HD):
• Numero de C/H/S, Wprecom, Lcyl, ECClength....
• No solo “tipo”. Depende de la BIOS.
– MBR (cuando se establece la tabla de particiones):
• Debug y programa en ensamblador; Norton; Pctools....
• Aprender a hacer back-up y recuperación.
– DBR (cuando se formatea el HD):
• (Similar a MBR)....
– FAT y directorio raíz (diariamente):
• Esta información es esencial para encontrar los ficheros.
• Un error en un sector afecta a un trozo de fichero. Un error en
la FAT o en el directorio raíz puede hacer que no podamos
leer nada del disco. Las cabezas pasan tiempo sobre la FAT...
• La FAT y directorio raíz permiten recuperar ficheros borrados.
– Datos de usuario:
• Conviene hacer copias de seguridad periódicamente.
•
Prevención del formateo accidental:
– Label
– Esconder “format” y hacer macro.
•
Análisis de superficie (al menos anual).
– Problemas de superficie en discos duros. Control de
calidad.
– Problemas de lectura no reportados por el sistema:
• Problemas que resuelve la controladora.
• Problemas que resuelve la BIOS y DOS ignora.
– Análisis de superficie; FAT; tabla de sectores defectuosos.
141
•
Defragmentación del disco duro (mensual).
– ¿Qué es defragmentar?
– Ventajas:
• Quita trabajo de lectura al HD: alarga la vida útil del HD.
• Acelera la lectura de datos.
• Facilita la recuperación de ficheros.
•
Utilizar las opciones de verificación: “copy /v”.
– Comprueba que los ficheros copiados son legibles.
4.- Copias de seguridad.
•
Evita problemas de todo tipo:
–
–
–
–
–
•
Hardware que falla.
Software que falla.
Problemas de alimentación.
Errores de usuario.
Virus.
Métodos de back-up:
– “Nunca me va a pasar”. “Lo que tengo no es importante”.
– Disquetes.
– Dispositivos de almacenamiento masivo:
•
•
•
•
•
CDROM.
CDROM regrabable.
Cintas.
Servidores de disco en LAN.
Estrategia:
– Preparar disquetes de arranque. Comprobar arranque.
– Guardar siempre varias generaciones de back-up.
142
5.- Virus: detección y eliminación.
•
•
Virus: un competidor humano competente. Difícil.
La mejor solución es realizar backup regularmente
guardando varias generaciones:
– Minimiza los efectos de los virus.
– Ayuda a identificar ficheros que contienen virus.
5.1.- Tipos de virus.
– Gusanos, caballos de Troya y bombas.
– Blindados y mutantes.
– ¿Dónde se instalan?
• MBR, DBR.
• Archivos ejecutables: *.com *.exe.
• Otros archivos: *.dll macros, etc.
– ¿Cómo se activan?
• A través de elementos que “toman el control” (DBR, ejecutable
que es ejecutado, etc), toman el control.
• Suelen instalar un programa residente.
• Suelen interceptar actividad de antivirus.
• Detectan lectura-escritura en FD y lo infectan.
• Se propagan a otros ficheros infectables.
• Esperan a determinados eventos para hacerse notar.
– ¿Qué hacen?
•
•
•
•
•
Gusanos: hacen crecer y crecer los ficheros.
Hacen que todo vaya más lento.
Mensajes en la pantalla, letras que se caen, zona en negro....
Borrar MBR, DBR, FAT, directorio raíz o todo el HD....
“No apague el PC o se borrarán todos sus datos”.....
– ¿Cómo se propagan? ¿Cómo infectan?
• A través de transferencia de ficheros.
• Infectan cuando se le pasa el control a un fichero infectado.
143
5.2.- Antivirus.
– Dos estrategias para detectar elementos infectados:
• Buscar patrones de virus (de virus conocidos) en los ficheros
que pudieran tomar el control.
• Analizar cambios en los ficheros que pudieran tomar el control
(CRC). Independiente del tipo de virus.
– Necesidad de actualizar los antivirus. Bases de datos con
patrones de nuevos virus.
– Necesidad de actualizar bases de datos de CRC de los
ficheros ejecutables.
5.3.- Prevención contra virus.
– Realizar regularmente copias de seguridad de MBR, DBR,
FAT, directorio raíz y ficheros de usuario.
– Instalar antivirus y mantenerlos actualizados.
– Acostumbrarse a no dejar discos en la disquetera.
Desactivar arranque desde disquetera.
– Vigilar el software que se instala. Evitar software pirata.
– Preparar disco de arranque con antivirus. Proteger los
discos contra escritura.
5.4.- Solución de problemas con virus.
– Si se detecta la presencia de un virus:
• Mantener la calma.
• Apagar el ordenador. Rearrancar en frío con un disquete de
arranque con antivirus protegido contra escritura.
• Desinfectar DBR, MBR y ejecutables.
• Verificar MBR y DBR con la copia de seguridad.
• No permitir que el antivirus “recupere ejecutables infectados”.
Reinstalar el software correspondiente o copiar los ficheros
infectados del back-up.
• Vigilar todos los disquetes de alrededor como “posiblemente
infectados.
144
Tema 14: Recuperación de
datos y reparación del
disco duro.
1.- Introducción.
2.- Mensajes de error.
3.- Recuperación de datos borrados.
4.- Recuperación de un disco averiado.
1.- Introducción.
•
Objetivos:
– Recuperación de datos.
– Rearrancar el HD, al menos para recuperar datos.
– Hacer que el HD vuelva a ser funcional.
•
•
El back-up es esencial.
Muchas veces se pueden recuperar datos borrados:
– Copia de la FAT actualizada.
– Disco poco fragmentado.
•
Problemas del disco:
– Hardware (controladora, motor... Sectores defectuosos...)
– Software: errores en MBR, DBR, inconsistencias FAT...
145
2.- Mensajes de error.
•
•
Cuando hay problemas con disco, análisis del disco (sin
escribir nada) con chkdsk o con scandisk.
Dos tipos de análisis:
– De superficie: se comprueba qué clusters se pueden leer
sin problema.
– Estándar: Se verifican FAT y estructura de directorios para
identificar posibles inconsistencias.
• Mensajes de error (inconsistencias en FAT).
• Organización de FAT. Lectura y borrado de ficheros.
2.1.- Clusters perdidos.
– Son clusters que no están asociados a ningún fichero. Son
“ficheros sin nombre”.
– Se debe a interrupción durante proceso de escritura o
ficheros temporales mal borrados.
– Solución: ponerle nombre o poner “libres” los clusters.
2.2.- Subdirectorio inválido.
– Son subdirectorios que no tienen las entradas “.” y “..”.
– Se puede deber a que a un fichero de datos se le haya
puesto accidentalmente atributos de directorio o a que se
hayan dañado algunas entradas del directorio.
– Solución: arreglar el directorio (poner “.” y “..”) o convertirlo
en fichero.
2.3.- Errores de localización de clusters.
– La cadena de clusters tiene un número de bytes menor del
especificado en el directorio. Se han perdido clusters.
– Solución: Cambiar la entrada del directorio.
146
2.4.- Cluster inválido.
– En la cadena de clusters asociados a un fichero alguno
tiene una marca de “libre” o de “malo” antes de llegar al
EOF.
– Esto da lugar a una combinación de problemas de clusters
perdidos (los posteriores) y problemas de localización de
clusters (faltan para completar el tamaño del fichero).
– Solución: editar la FAT.
2.5.- Cadenas de clusters cruzadas.
– Se produce cuando hay clusters que están asociados
simultáneamente a dos o más ficheros.
– Suele deberse a escritura simultánea de ficheros por dos
aplicaciones mal depuradas en sistemas multitarea.
– Solución: editar la FAT y buscar la solución más razonable.
3.- Recuperación de datos borrados.
•
Cuando borramos un fichero:
– Se “anula” la entrada en el directorio poniendo un carácter
especial en el primer carácter del nombre.
– Se ponen “libres” todos los clusters que ocupaba.
– No se borran los clusters.....
•
Cuando formateamos un disco:
– Se borra las copias de la FAT.
– Se borra el directorio raíz.
– No se borran los clusters.....
147
3.1.- Reparación de ficheros borrados.
– Norma básica: no escribir nada en el disco.
– Editar el directorio y activar la entrada.
– Editar la FAT y activar los N clusters libres a partir del
primer cluster del fichero.
– Si el disco esta poco fragmentado, recuperación fácil.
– Si disponemos de una copia reciente de la FAT, trivial.
– Si se ha escrito un fichero, puede estar parcialmente
borrado. Puede recuperarse una parte.
3.2.- Reparación de discos formateados.
– Si tenemos copia de la FAT: unformat.
– Extracción de ficheros con copia de la FAT.
– Si no hay copia de la FAT, se pueden localizar los
subdirectorios y a partir de ellos localizar los ficheros (si el
disco está poco fragmentado).
4.- Recuperación de un disco averiado.
4.1.- Sectores dañados:
– Errores en la superficie del disco: no podemos leer un
fichero porque hay sectores defectuosos.
– Editamos con DiskEdit y copiamos los clusters asociados
al fichero. Podremos recuperar la mayor parte del fichero
(salvo a lo sumo un sector).
– Si el fichero es muy largo:
•
•
•
•
Análisis de superficie. Identificar clusters defectuosos.
Editar la FAT y preparar ficheros con los clusters buenos.
Editar el cluster dañado para extraer los sectores buenos.
Reconstruir todo lo que se pueda.
148
– No desfragmentar ni “reparar” con scandisk (porque
“arreglará” el fichero dejando libres los clusters sanos y
marcando defectuoso el malo).
– Copy con “ignorar” copia lo que puede del fichero (se salta
los clusters defectuosos).
– Xcopy hace copias con la misma estructura física. Se salta
pistas donde hay clusters que no se pueden leer.
– Cuando se manipula la FAT, recordar que hay dos copias.
– Marcar los sectores malos en la FAT y formateo a bajo
nivel.
4.2.- Sectores de MBR o DBR dañados.
– MBR dañado: formateo a bajo nivel. Reeditar tabla de
particiones. Si podemos leer el disco duro, extraer todo.
– Si el cilindro 0 está dañado, disco inservible.
– DBR dañado: Se puede desplazar haciendo una partición
pequeña y colocando la primera partición DOS en una
zona sin problemas en las pistas.
4.3.- Recuperación de un disco averiado (datos).
–
–
–
–
Arrancar de disquete. (SO y utilidades básicas).
¿Hay acceso a C:\ ? Sacar datos....
No hay acceso: leemos MBR (con FDISK). ¿Detecta HD?
Si no lo detecta buscar problema hardware:
• Set-up, temperatura, condensaciones, cables, giro de disco y
movimiento de cabezas, chips, controladora....
– Si lo detecta, verificamos que sea consistente.
Recuperamos MBR de back-up.
– Verificamos DBR.
– Una vez accedido, verificamos FAT y directorio raíz.
– Recuperamos datos. ¿Reutilizar disco?
•
Si no podemos extraer los datos, existen compañías
que se dedica al rescate de datos de HDs. Caro.
149
Tema 15: Instalación y
reparación de unidades de
disco flexible.
1.- Introducción.
2.- Mantenimiento preventivo.
3.- Instalación de una disquetera.
4.- Averías de la disquetera.
5.- El futuro de las unidades de disquete.
1.- Introducción.
•
La disquetera en los PCs:
–
–
–
–
–
•
PCs sin disquetera ni HD (ROM con BASIC; cassettes).
PCs con disquetera sin HD. SO en disquetes.
PCs con HD y disquetera. Instalación de programas.
La época del CD-ROM. Disquetera para transferir datos.
Unidad ZIP; CD-ROM grabables; unidad de cinta; la red.
Sistema de discos flexibles:
– Disquete: lámina de plastico con óxido de hierro. Limpiador
de algodón y protector. Protector escritura. Vida: 3-4 años.
– Disquetera: compatible (tamaño y capacidad de disquete).
– Controladora (tarjeta; tarjeta multifunción; placa base).
– Cable (34 líneas, 3 conectores: controladora, B:, A:).
150
2.- Mantenimiento preventivo.
•
Antes se utilizaban mucho y se averiaban con
frecuencia. Ahora se usan poco y se averían menos.
Mantenimiento:
•
– Limpieza de cabezas: sólo si hay muchos fallos. Puede
desalinear las cabezas. Evitar productos abrasivos.
– Cuidados con las cabezas en discos de 5.25 (protector).
– Cuidados de los disquetes (imanes, sol, no tocar,
temperatura y condensaciones).
– Cuidados generales de la disquetera: polvo, humo,
temperatura interna, cambios de temperatura.
– Software de test de disqueteras. Chequeo periódico.
– Ahora se usa poco: conviene probar a fondo mientras está
en garantía.
3.- Instalación de una disquetera.
•
•
Extracción de disquetera: conexión de datos; conexión
de alimentación; tornillos que la fijan.
Instalación de disquetera:
– Terminador: si hay dos disqueteras debemos quitar un
terminador (si no se daña la controladora).
– Seleccionar driver: Disk Select: DS1 ó DS0.
– Cables con vuelta: se seleccionan ambos como DS1.
– Conectar alimentación y cable de datos.
– Configuración de jumpers.
151
4.- Reparación de averías en la
disquetera.
•
Debido a su naturaleza mecánica, muchas averías.
4.1.- Disquete que no puede leerse.
–
–
–
–
“Sector no encontrado” o “Fallo general leyendo...”.
Reintentar.
Sacar disquete y volver a meterlo (centrado).
Probar disquete en otro equipo. ¿Tipo de disquetera?.
¿Alineamiento de cabezas?.
– Recuperación de sectores (como en HD).
4.2.- La disquetera no funciona.
– Problema detectado en el POST: set-up; problema en
controladora; problema en disquetera; cable roto.
– No problema en POST:
• Probar otro disquete.
• Limpiar cabezas.
• Formatear disquete y leer con otra disquetera. ¿Cabezas mal
alineadas? Software para detectarlo.
• Problemas de giro (5v/seg tolerancia 1%).
• No formatea: Desmontar y limpiar. Programa de test
(TestDrive por ejemplo). Sustituir componentes.
4.3.- Problemas aleatorios en la disquetera.
– Posiblemente problemas de alimentación (cambiamos la
disquetera, la controladora y el cable y persisten....).
152
5.- El futuro de los disquetes.
•
Escalada de capacidad y velocidad de transferencia:
– 360 KB, 720 KB, 1.2 MB, 1.44 MB, 2.88 MB.
– Cada vez mejor tecnología: mayor precisión, menos
desajustes, menos averías....
•
•
•
Límite de precisión posicionamiento de cabezas: Salto
de motor paso a paso a servo no se dio en disquete.
Demanda de capacidad creció demasiado rápidamente
(instalación de programas mediante CD-ROM).
El último intento de mejorar el floppy es el de 2.88 MB:
80 x 18 x 2 x 0.5KB
80 x 36 x 2 x 0.5 KB
•
Superfloppies:
–
–
–
–
–
–
–
•
1.44 KB
2.88 MB
Discos especiales (caros).
Mecanismos de lectura-escritura magneto-ópticos.
Posicionamiento de cabezas con servo.
Capacidad: 10 - 20 - .... 150 MB
Transferencia a 200 - 500 KB/S
Interfaces SCSI - LPT ...
Competición con CD-ROM grabable / regrabable y
unidades de cinta.
Los superfloppies no se estandarizan. Los CD-ROM y
los floppies de 1.44 si se han hecho estándar.
153
Tema 16: Dispositivos SCSI.
1.- Introducción.
2.- El sistema SCSI.
3.- Instalación física.
4.- Instalación software.
1.- Introducción.
•
•
•
•
•
Al principio, cada dispositivo su controladora. Muchos
dispositivos suponía muchas tarjetas.
Solución: el fabricante pone el dispositivo y la
controladora en el juntos.
Problema: ¿la controladora con qué bus se debe
comunicar?.
Solución: adaptadores (interfaz intermedio). SCSI
(Small Computer Systems Interface) es un adaptador.
Ventajas de SCSI (o de IDE):
–
–
–
–
–
Cableado controladora-dispositivo más corto: menos ruido.
Controladora y dispositivo perfectamente adaptados.
Fáciles de configurar. Pocas tarjetas.
Dispositivos sirven para muchas arquitecturas.
SCSI soporta: HD, tapes, printers, CDROM, grabadoras
CD, scanners, etc.
154
2.- El sistema SCSI.
•
El estándar SCSI:
– Aparece en 1984 por Shugart-tech (Seagate) SCSI-1.
Luego SCSI-2 (estándar) y luego SCSI-3.
– Cables: hasta 6 metros cableado simple o 25 balanceado.
– Identificadores: ID0, ID1, .... ID7. (SCSI-3 hasta 32).
– El adaptador es un dispositivo SCSI. Necesita ID.
– Terminadores: resistencias en los extremos de la línea
SCSI. Terminadores activos y pasivos.
Placa
base
Adapt.
SCSI
Dev. 1
Dev. 2
Dev. 3
Cont.
1
Cont.
2
Cont.
3
Bus SCSI
Bus PCI
•
terminadores
Elementos sistema SCSI:
– Host adapter: compatible bus del sistema y con el estándar
SCSI de los periféricos. Driver adecuado.
– Periféricos: usan estándar SCSI común. 2 conectores.
Terminadores. Identificación. Paridad. Driver. El hostadapter es uno más.
– Cableado: diferentes según estándar (50 pines, 68 pines).
Balanceado o no balanceado. Tipos de conectores.
Longitud.
– Terminadores. Activos y pasivos. Integrados o “de
conector”.
– Drivers de los dispositivos SCSI. BIOS.
155
3.- Instalación física.
3.1.- Host adapter.
– En algunos ordenadores, integrado en placa base.
– Elegir uno compatible con bus del PC (PCI mejor que ISA).
– Emulación SCSI con LPT. Tarjetas SCSI que se ponen en
LPT.
– Configuración: I/O, IRQ, DMA, ROM.
3.2.- Identificadores SCSI.
–
–
–
–
8 dispositivos en SCSI-1 y 2; 32 dispositivos en SCSI-3.
ID7 para host adapter; ID0 ID1 para HD (por software).
Otras limitaciones (documentación) CDROM: ID5.
Comunicación entre dispositivos: target - initiator.
3.3.- Paridad.
– Para detección de errores (debe estar igual en todos).
– Si se puede, activar. CDROM SCSI en Windows exige
paridad activada.
3.4.- Cableado.
– Centronics, mini-D (HP) o cable plano. De 50 o de 68.
– Cable gordo/fino (balanceado).
3.5.- Terminadores.
– Tener clara la línea SCSI. Terminar los extremos.
– Cada elemento debe tener 2 cables o cable + terminador.
3.6.- Problemas típicos de instalación.
– Drivers. Software de diagnóstico.
– Problemas con cables (longitud; mezclados balanceados y
no balanceados).
– Identificadores (los de rueda a veces fallan).
– Conflictos entre dispositivos SCSI o de la tarjeta.
156
4.- Instalación software.
•
Filosofía instalación de software para optimizar
compatibilidad (drivers de dispositivos estándar):
Sistema operativo
Interface
estándar
Driver adaptador
•
Driver disposit.
Driver disposit.
Driver disposit.
Dispositivo
Dispositivo
Dispositivo
Stándar:
– ASPI: Advanced SCSI Programming Interface (frecuente).
– CAM: Common Access Method (menos común).
•
•
El driver del host adapter tiene que ser totalmente
compatible con el sistema operativo.
Los discos SCSI incorporan BIOS con drivers para
poder arrancar.
157
Tema 17: Reparación de
impresoras.
1.- Introducción.
2.- Componentes de la impresora.
3.- Mantenimiento.
4.- Problemas comunes.
5.- La impresora láser.
1.- Introducción.
•
•
•
Problemas con impresoras: muchas piezas móviles.
Muchos modelos de impresoras. Muy diferentes unas
de otras.
Problemas típicos:
– Usuario; software; limpieza; configuración.
2.- Componentes de la impresora.
•
•
•
Driver (software para utilizarla).
Controlador-interface (usualmente LPT o COM).
Impresora:
– De impacto (margarita o agujas).
– Chorro de tinta.
– Láser.
158
3.- Mantenimiento.
•
•
•
Manual de mantenimiento.
Lubricar piezas.
Impresoras con cabeza móvil (margarita, aguja y chorro
de tinta): banda de arrastre de cabeza.
– Impresoras de margarita (ya casi no existen):
•
•
•
•
Sustitución de margaritas.
Bandas de arrastre de cabeza.
Cinta de tinta.
Lubricado de piezas móviles.
– Impresoras de aguja (comercios):
•
•
•
•
Bandas de posicionamiento de cabeza. Lubricado.
Cinta de tinta.
Sustitución de cabezas. Termosensores en cabezas.
Rodillos de arrastre de papel.
– Impresoras de chorro de tinta:
• Banda de posicionamiento de cabezas.
• Cartucho de tinta: limpieza y sustitución.
• Rodillos de arrastre de papel.
– Impresoras láser (impresión masiva):
• Limpieza: particulas de papel y de tóner.
• Sustitución de tóner. Sustitución de rodillo fotosensible. Kit de
limpieza y mantenimiento.
159
4.- Problemas comunes y su resolución.
•
Si hay problemas al imprimir:
–
–
–
–
–
Comprobar conexiones.
Puerto colgado: rearrancar impresora o PC.
Imprimir página de prueba en modo test de impresora.
Imprimir página de prueba desde el PC.
Comprobar que la configuración software es correcta:
• Impresora seleccionada.
• Driver adecuado.
– Reemplazar cable; comprobar puerto; reemplazar
impresora.
•
Cuidado con la longitud del cable y el ruido eléctrico:
– 2 o 3 metros en cable LPT.
– Hasta 20 metros en cable serie (si hay poco ruido).
•
Interruptores de configuración de la impresora:
– Emulación de impresoras HP.
– Selección de idioma y de fuentes.
– Configuración transmisión serie si es COM (n bits, paridad,
bits de stop, velocidad de transmisión).
•
Problemas software:
– Drivers: algunos dan problemas (versión sist. operativo).
– Programas que acceden directamente a la impresora.
Algunos mal depurados y dabn problemas con algunas
impresoras.
160
5.- La impresora láser.
•
Es un ordenador de propósito específico:
–
–
–
–
–
–
•
Placa base (circuito impreso).
Microprocesador (Motorola 68000, 68030,...).
ROM (fuentes, programas; ampliable).
RAM (módulos SIMM; 2, 4, 8MB...).
Puertos, I/O, bus, BIOS con programas...
Display, teclado, mecanismo de configuración....
Funcionamiento:
– Tambor fotosensible (en el cartucho de tóner):
•
•
•
•
•
•
Limpieza del tambor (quitar restos de tóner).
Eliminación de carga estática.
Carga de superficie del tambor (-6 kV).
Supresión de carga estática con láser (-100 V).
Se deposita tóner en zonas de -100 V: imagen en rodillo.
Transferencia de tóner al papel.
– Rodillos para fijar tóner al papel. Fijado térmico.
– Diodo láser: se enciende y se apaga. Resolución: 300 /
600 dpi. Sincronización de movimiento de rodillos y láser.
– Alimentación de papel. Alineado de papel y rodillo.
•
Mantenimiento:
– El tambor fotosensible es la pieza que mas sufre. Se
sustituye cada vez que se cambia el tóner.
– Ojo a los cartuchos reciclados: el tambor fotosensible debe
ser nuevo.
– Problemas: tóner viejo (poco tóner); rodillo dañado; papel
malo o húmedo; rodillos de alimentación y arrastre de
papel gastados o sucios.
– Limpieza de partículas de papel y toner.
161
Tema 18: Mantenimiento y
reparación de otros periféricos.
1.- Introducción.
2.- Modem y puerto serie.
3.- Teclados y ratones.
4.- Tarjeta de video.
5.- Tarjeta de sonido.
6.- Unidad de CD-ROM.
1.- Introducción.
•
•
Mantenimiento y reparación de principales elementos
del PC ya se ha visto: placa base, tarjetas, discos, etc.
Este tema dedicado a otros periféricos:
– Funcionamiento básico.
– Mantenimiento.
– Solución de problemas comunes.
162
2.- Modems y puerto serie.
•
•
Modem utiliza usualmente el puerto serie.
Puerto serie:
– UART (Universal Asynchronous Receiver Transmiter).
• 8250 (1 byte de buffer; 100 ns acceso). (Nat. Semiconductor).
• 16450 (1 byte de buffer; 20 ns acceso). (Nat. Semiconductor).
• 16550 (16 bytes buffer; 20 ns accespo). (Nat. Semiconductor).
– Conector RS232, DB9 o DB25. Muchas posibles
configuraciones. 2 lineas de datos y varias de control.
•
Modem: Comunica línea telefónica con RS232.
– Modem programables: programación de configuración
puerto serie y velocidad de transmisión.
– Software de comunicación: configuración y uso del
modem, transferencia de datos y ficheros, etc.
•
Cuidados y mantenimiento:
– Línea telefónica ruidosa: desacoplador de línea telefónica.
– Configuración: seleccionar parametros de la transmisión
serie: paridad (no, par, impar), n bits (7 u 8), bit de stop (1,
2 o 1.5), local echo (on off), velocidad de transmisión.
– Conflictos recursos del puerto serie (interrupciones y I/O).
3.- Teclado y ratón.
•
Tipos de teclado:
– 83, 101, 105 teclas... Tec. numéricas, cursores, F1 ... F12.
– XT (controladora en teclado) AT (controladora en placa
base). Conmutador modo AT-XT.
– Contactos teclado: interruptores y capacitivos.
– Conector: DIN y mini-DIN.
•
Mantenimiento del teclado:
– No coer ni beber cerca. Protector.
– Limpieza periódica. Orden de las teclas.
163
•
Problemas del teclado:
–
–
–
–
•
Mal enchufado. Enchufado en sitio incorrecto.
Problemas en una tecla o en muchas teclas. Contactos.
Cable de teclado roto por dentro.
Problemas del teclado y de la controladora.
Tipos de ratón:
– Mecánicos (de bola) y ópticos (alfombra red). Sensores.
– Serie (DB9), PS/2, Microsoft (mini-DIN). IRQ.
•
Mantenimiento y problemas habituales del ratón:
– Limpieza periódica (2 veces al año).
– Problemas por conflictos, limpieza y cables-conectores.
4.- Tarjeta de vídeo.
•
Display: modo principal de comunicación PC-usuario.
– Debe ser confortable, rápido.
– Tamaño de teclado, resolución, colores.
•
Elementos involucrados:
– CPU.
– Bus.
– Tarjeta de vídeo: memoria RAM de vídeo; chip de vídeo;
conversor D/A; ROM.
– Monitor.
Tarjeta de vídeo
cpu
Placa
base
Chip
video
bus
DAC
monitor
rom
Ram de
vídeo
164
•
•
Importancia del bus: 1280x1024 4 bytes, 72 frames/seg
requiere 377 MB/s. Ideal: PCI 66 MHz.
Memoria de las tarjetas de vídeo:
–
–
–
–
•
Cantidad: relacionada con la resolución. 256 K.... 4 MB.
Memorias de doble puerto (VRAM).
Window RAM (WRAM): para operaciones de bloque.
Apertura de video: ideal toda direccionada por CPU.
Video chip:
– Lee datos de RAM vídeo; los convierte en imagen digital.
– Frame-buffer chip: la imagen digital está en la memoria.
– Aceleradoras gráficas:
• Bit-map block transfer: bitblt (bit-blitting).
• Figuras geométricas. Figuras 3-D.
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Digital to Analog Converter:
– Transforma la imagen digital en señal de vídeo.
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Características tarjetas de vídeo:
– Resolución y número de colores (memoria):
• 320x200; 640x480; 800x600; 1024x768; 1280x1024.
• Colores: 16, 256, 32K, 64K, 16M.
• Memoria: 64K, 256K, 512K, 1M, 2M, 4M....
– Frecuencia de refresco: 43 Hz (inaceptable); 60 Hz; 72 Hz.
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Monitor: debe soportar resolución y frec. de refresco:
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Frecuencia de refresco y frecuencia de sinc. horizontal.
Tamaño del pixel (dot pitch) y resolución. Coherentes.
Tamaño del monitor.
Monitores multiresolución: Detectan frecuencuias de
refresco y sinc. horizontal. No necesitan ajustar tamaño.
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Problemas usuales:
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Monitor no encendido o sin brillo-contraste.
Mal conectado; conectores sueltos.
Selección de conmutadores para tipo de display-monitor.
Escribiendo letras negras sobre fondo negro: rearrancar.
Pitidos del altavoz: fallo en tarjeta de vídeo.
¿Funciona el resto del PC? (Dir a:\).
Sustituir monitor, cable, tarjeta de vídeo.
5.- Tarjetas de sonido.
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Funciones: AD/DA y MIDI. Usos:
– Grabar sonido, reproducir sonido y sintetizar sonido.
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Aspecto esencial conversión AD/DA: rango de
frecuencias de muestreo y niveles de muestreo. 8 bits y
16 bits.
Para MIDI: bancos de instrumentos, pistas, etc.
Importancia de altavoces y micrófonos.
Recursos: I/O, IRQ, DMA.
Problemas típicos:
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Conflictos de recursos.
Conexiones.
Altavoces enchufados.
Canales desactivados software.
Cable audio del CDROM.
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6.- Unidades de CD-ROM.
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CDROM esencial para instalación de programas.
Grabadoras de CDROM, CDs grabables/regrabables:
– Transporte de datos, backup, multimedia, etc.
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Anatomía de un CD:
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Rendimiento lector CD:
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330.000 sectores en una pista espiral.
Información (bits): agujeros en una lámina de alumnio.
Lectura con láser. Refleja-no refleja.
Modo de datos: ECC: 2048 bytes de datos + 288 de ECC.
Modo vídeo - audio sin ECC.
1x: 150 KB/s
600 ms acceso.
6x: 900 KB/s
145 ms acceso.
50x: 7.5 MB/s
90 ms acceso.
HD típico: 25 MB/s
8 ms acceso.
Se suele cachear la estructura de directorios.
Interfaces para CDROM:
– IDE, SCSI, privados.
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Instalación física:
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Instalar tarjeta (si es IDE o SCSI ya instalada).
Instalar unidad.
Cable de alimentación y de datos.
Instalar los drivers.
Conectar conector de audio a tarjeta de sonido.
Cuidados de los CDs:
– Limpieza radial con paño seco.
– No tocar superficie y evitar temperaturas extremas.
– Colocar los CDs centrados en la unidad de CDROM.
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