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EN EL INTERIOR DEL PC
La mayoría de los elementos fundamentales de los que
depende el funcionamiento de un ordenador se encuentran en
el interior de una caja, sujetos a un bastidor metálico y
protegidos del exterior por una carcasa, generalmente
también metálica. Si retiramos dicha carcasa podremos ver
el interior del PC,
En el interior del PC se encuentran los siguientes componentes:
Fuente de alimentación.
Placa base, a la que se acoplan el microporocesador, la memoria
RAM, la tarjeta gráfica y la tarjeta de sonido.
El disco duro.
La unidad óptica, ya sea de tipo CD-ROM o DVD.
Los cables de colores, que parten de la fuente de
alimentación y que son los encargados de suministrar la
corriente eléctrica necesaria a todos los componentes.
Otros cables, en forma de banda y de color gris, que
conectan el disco duro, la disquetera y la unidad óptica con
la placa base y que sirven para transmitir los datos entre
dichos componentes y la placa base
FUENTE DE ALIMENTACIÓN
La fuente de alimentación convierte la corriente alterna que
tomamos de la red eléctrica en continua, que es la que
necesitan los circuitos electrónicos del ordenador. Además,
reduce la tensión desde 220 V hasta unos pocos voltios
FUENTE DE ALIMENTACIÓN
Tiene un potente ventilador que evacua el calor que se
produce en su interior durante su funcionamiento. A veces
también incluye una toma de corriente para el monitor, así
como un interruptor, que permite cortar la corriente al
ordenador sin necesidad de desenchufarlo
PLACA BASE
La placa base es el circuito electrónico más importante del
ordenador. A ella se conectan, de una u otra forma todos los
demás componentes del ordenador. Está formada por una
placa de circuito impreso rectangular, de dimensiones un
poco mayores a un papel de tamaño A4
MICROPROCESADOR
El microprocesador es un circuito integrado formado por
millones de transistores, cuya función es procesar los datos
y las instrucciones que recibe de la memoria RAM. El área
ocupada por dicho circuito viene a ser un cuadrado de 1 cm
de lado, pero la gran cantidad de patillas de conexión que
necesita para conectarse a la placa base, hace que su tamaño
total sea mayor.
Durante su trabajo el microprocesador genera una gran
cantidad de calor que es necesario evacuar mediante un
disipador térmico y un ventilador
RENDIMIENTO DEL PROCESADOR
Algunas de las características que determinan el rendimiento
de un microprocesador son las siguientes :
•
•
•
•
•
La frecuencia del reloj
El número de transistores
La tecnología de proceso
El número de bits
La memoria caché
FRECUENCIA DEL RELOJ
Determina el ritmo de trabajo del procesador. Se mide en
hercios (Hz).
Un hercio equivale a un ciclo de reloj por segundo.
Los procesadores actuales trabajan a frecuencias de reloj del
orden de miles de millones de hercios (gigahercios, GHz).
Nº transistores
Cuanto mayor sea mayor será la capacidad de trabajo del
procesador
Un procesador actual tiene del orden de 108-109 transistores.
Hasta ahora el nº de transistores en los procesadores ha seguido
la “ley” de Moore, que predijo que el nº de transistores se
duplicaría cada dos años (después de revisar la idea de que
sería cada año)
Tecnología del proceso
La tecnología de proceso, que determina la anchura de las
pistas que unen los diferentes transistores. También se
especifica como litografía debido al proceso de fabricación de
procesadores.
Los procesadores actuales tienen pistas de decenas de
nanometros (10-9m)
Es necesario reducir el nº de pistas para conseguir
procesadores de mayor número de transistores y una
frecuencia de reloj más alta.
El nº de bits
El número de bits que puede utilizar en sus operaciones. El
primer procesador para PC, el 8088 (de 1979) trabajaba con
16 bits.
Los procesadores actuales suelen ser de 64 bits o bien de 32
bits.
Memoria caché
Es una pequeña memoria incluida en el propio
procesador.
Actúa como memoria intermedia entre la memoria RAM
y el núcleo del procesador, almacenando los datos y
las instrucciones con las que va a trabajar el
procesador de forma más inmediata.
Su tamaño es pequeño, pero su velocidad de trabajo
es muy alta.
Se divide en dos niveles: nivel 1 (L1) y nivel 2 (L2).
A veces la memoria caché L1 se divide en dos
secciones: una para datos y otra para instrucciones.
MICROPROCESADOR
MEMORIA RAM
Es donde se almacenan temporalmente los datos y los
programas con los que trabaja el ordenador en un momento
dado. Todo lo que hay en ella almacenado se borra cuando
apagamos o reiniciamos el ordenador.
Físicamente es una plaquita de circuito impreso con varios chips
MÓDULO MEMORIA RAM
RAM
Se trata de un conjunto de celdas alojadas en placas o
módulos que pueden ser SIMM or DIMM (Single or Dual In-line
Memory Modules)
Las celdas están etiquetadas por un número que las identifica
El tiempo de acceso a cada celda de memoria o posición no
depende del lugar en que se localice fisicamente
Estas posiciones almacenan bytes, teniendo cada uno asociada
una dirección.
FUNCIONAMIENTO RAM
La RAM es volátil.
Para arrancar un ordenador la CPU ejecuta las instrucciones en
la memoria ROM.
Después de chequear el sistema acude al disco duro para
cargar el SO en la RAM
ESTRUCTURA FÍSICA
La memoria RAM está formada también por microchips
En los circuitos integrados de la RAM además de transistores
encontramos condensadores.
Los condensadores son componentes electrónicos que
almacenan carga eléctrica.
En las DRAM (Dinámicas) cada celda de memoria en la que
almacenar un bit está formada por una pareja
transistor/condensador.
El condensador es el “depósito” que almacena carga para
representar un 1 lógico y estaría vacío para representar un 0
lógico.
El transistor actúa como un interruptor o llave que permite o
bloquea la llegada de carga al condensador.
Las RAM dinámicas se llaman así porque están de forma
continua “recargando” los condensadores para que la
información no se pierda, a través de la CPU o del controlador
de memoria.
Esta operación de refresco ocurre de forma automática miles
de veces cada segundo
ESTRUCTURA
La memoria RAM está estructurada en forma de red
bidimensional.
Los nodos de la red, que serían las celdas de memoria, quedan
en la intersección de lo que llamamos bus de direcciones con el
bus de datos.
ESCRITURA
Por el bus de direcciones llega carga eléctrica en la posición
deseada.
Esta corriente activa o corta los transistores conectados al bus
de datos.
Los transistores activos permiten que la carga circule a lo
largo de los buses de datos seleccionados.
Cuando la corriente alcanza un bus de direcciones donde hay
un transistor activo, carga el correspondiente condensador.
ESCRITURA RAM
LECTURA RAM
Se envía un pulso eléctrico a lo largo del bus de direcciones,
activando los transistores correspondientes.
Donde haya un condensador cargado, este se descargará por
el circuito creado, enviando corriente a lo largo del bus de
datos.
El software reconoce de qué bus de datos se trata e interpreta
las señales como un byte
LECTURA RAM
CARACTERÍSTICAS MEMORIAS RAM
• Capacidad para almacenar datos
• En 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB
• Tipo de memoria
• DDR-SDRAM
• SDR-SDRAM
• DDR2-SDRAM
• Velocidad de trabajo
• Frecuencia del reloj (frecuencia interna)
• Latencia
CARACTERÍSTICAS RAM (2)
• Timing: tiempo de respuesta de la memoria. No todos los
ciclos de reloj son útiles.
• Ancho de banda:
Es la máxima cantidad de datos /segundo que puede intercambiar la
memoria con el procesador con el bus que los une (FSB). Se expresa en
MB/s multiplicando el ancho del bus por la frecuencia externa efectiva
de la memoria.
CHIPSET
El Chipset. Normalmente está formado por dos chips de
gran tamaño, que reciben los nombres de Puente norte
y Puente sur, y cuya función es regular el flujo de datos
entre los diferentes componentes conectados a la placa
base (procesador, memoria RAM, tarjeta gráfica, disco
duro, etc). Actualmente el chipset puede incluir también
circuitos con funciones de sonido, de tarjeta gráfica, de
red y de MODEM, si bien las prestaciones en cuanto al
sonido y a los gráficos son muy inferiores a las que se
consiguen con tarjetas específicas
BIOS
La BIOS. Se trata de una memoria ROM (de solo
lectura, que no se borra al apagar el ordenador) que
contiene las instrucciones necesarias para arrancar el
ordenador y cargar el sistema operativo (por ejemplo,
Windows). Durante el arranque la BIOS lee los datos
que contiene la memoria CMOS y realiza un chequeo
de los dispositivos de hardware. Si todo va bien, busca el
sistema operativo y lo carga. A partir de ese momento es
el sistema operativo el que toma el control del ordenador
MEMORIA CMOS
La memoria CMOS. Se trata de una memoria
RAM que contiene la fecha y la hora, así como
otros datos básicos de la configuración del
hardware del ordenador. Para evitar que estos
datos se borren al apagar el ordenador, existe
una pila que le suministra corriente. Los datos de
la memoria CMOS se pueden modificar mediante
el programa Setup, al que suele accederse
pulsando la tecla Supr al iniciarse el arranque del
ordenador.
CONECTORES PLACA BASE
La placa base también se caracteriza por tener una gran cantidad de conectores:
• Zócalo para conectar el microprocesador.
• Ranuras para conectar los módulos de memoria RAM.
• Un conector para el cable de datos de la disquetera.
• Conectores EIDE (primario y secundario) donde pueden conectarse discos duros y unidades ópticas, hasta
dos por conector.
• Ranuras de expansión, donde podemos conectar diferentes tarjetas de expansión, como: tarjeta de
sonido, tarjeta de red, etc.
• Ranura AGP, para conectar la tarjeta gráfica. (o ranura PCI express)
• Puertos de E/S (Entrada/Salida), que nos permiten conectar a la placa base todo tipo de periféricos
externos, como el ratón, el teclado, el monitor, la impresora, el escáner, etc.
• Conector de alimentación, donde se conecta el manojo de cables de corriente procedentes de la fuente de
alimentación.
TARJETA GRÁFICA. CUESTIONES
• ¿Tienen procesador propio? ¿Cómo se llama?
• ¿Tienen memoria propia? ¿De qué capacidades en un equipo
medio?
• ¿Qué tipo de conexiones (interfaz) existen o han existido entre
TG y placa base?
• ¿Qué conectores externos para periféricos tienen las TG?
• Busca publicidad de un equipo informático. Localiza qué TG
lleva y sus características.
TARJETA GRÁFICA
• La función básica de una tarjeta gráfica es convertir la
información procesada por el ordenador o por la propia
tarjeta en señales para el monitor.
• Las tarjetas aceleradores 3D también procesan imágenes
tridimensionales.
• Tienen su propio procesador y su propia RAM
TARJETA GRÁFICA
• Ranuras tarjeta gráfica.
Pueden ser:
• Tipo AGP (Accelerated Graphic Port)
• PCI Express (Peripheral Component Interconnect)
• Conexiones externas
• VGA
• DVI
• S VIDEO
TARJETA GRÁFICA
CARACTERÍSTICAS TG
• Procesador gráfico: GPU (Unidad de procesamiento gráfico).
• La memoria gráfica, tipo RAM. No almacena toda la
información gráfica. Parte quedará en la RAM principal con la
que se comunica vía puente norte (chipset)
• Tipo de interfaz o conexión a la placa base:
• AGP 8x
• PCI - Express 16x
• Conexiones externas tarjeta gráfica
• VGA: Señal analógica para monitores CRT
• S video : señal analógica para TV
• DVI: Señal digital para monitores LCD
DISCO DURO
• Dispositivo almacenamiento permanente de tipo magnético.
• Formado por varios discos metálicos con recubrimiento
magnético.
• Un cabezal de lectoescritura permite grabar y leer datos. Se
mueve con un brazo articulado
DISCO DURO
FUNCIONAMIENTO DISCO DURO
•
•
•
•
Gira a velocidad constante. (5400 o 7200 rpm)
La distancia entre el cabezal y el disco es de solo una micra.
La información se distribuye en pistas circulares concéntricas
Las pistas se dividen en sectores de 512 bytes generalmente
FRAGMENTACIÓN DISCO DURO
• Con el uso, la información del disco duro va dispersándose
entre distintos sectores.
• Esto se llama fragmentación y hace que la lectura de la
información del disco duro sea más lenta.
• Para solucionar el problema hay que DESFRAGMENTAR el
disco duro. (la herramienta “desfragmentador de disco” viene
incluida en el SO)
CARACTERÍSTICAS DISCO DURO
• Capacidad almacenamiento
• Interfaz (conexión a placa base)
• EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics). Existen varios protocolos de
transmisión de datos:
• ATA: utiliza cable plano
• Serial ATA: SATA (1 y 2)
• SCSI (Small Computer System Interface)
• Velocidad de giro
• Tiempo de acceso
CARACTERÍSTICAS DISCO DURO
• Tiempo de acceso: el que tarda el brazo en situarse en una
posición aleatoria.
• Tamaño del bufer: Cantidad de memoria caché RAM del disco
duro
El chipset
Los controladores que regulan el tráfico de datos
entre buses diferentes son circuitos electrónicos con
unas funciones muy concretas. Se necesitan muchos
controladores para interconectar entre sí mediante
buses todos los componentes de la placa base. Sin
embargo, la mayoría de estos controladores se
encuentran agrupados en varios chips de gran tamaño
que, en conjunto, se denominan chipset (literalmente,
conjunto de chips).
La arquitectura de chipset más extendida consiste en dos chips,
que suelen llamarse puente norte y puente sur. Ambos puentes
están unidos entre sí mediante un bus de gran ancho de banda
que en ocasiones se denomina canal de enlace (en inglés: link
channel).
EL PUENTE NORTE
Controla el flujo de datos entre la CPU, la memoria RAM y el
puerto AGP (o PCI Express) al que se conecta la tarjeta
gráfica.
EL PUENTE SUR
Controla el flujo de datos con la BIOS, con los
dispositivos de entrada/salida (E/S), como el ratón y
el teclado, con las unidades conectadas al la interfaz
EIDE (discos duros y unidades ópticas de CD y DVD),
con las tarjetas de expansión PCI (tarjeta de sonido,
tarjeta de red, tarjeta sintonizadora de TV, MODEM
interno…) y con los dispositivos externos conectados a
los puertos USB (cámara digital, impresora, escáner,
discos duros externos…).
CHIPSET: PUENTE NORTE
• Graphics Memory Controller Hub (GMCH)
• Localizado lo más cerca posible de CPU y RAM y del puerto
gráfico
• El controlador de memoria es un componente fundamental que
renueva continuamente los módulos de RAM que contienen
células de memoria con transistores y capacitores que disipan
la carga tan pronto como se crea. El controlador de memoria
lee y vuelve a escribir en los millones de celdas de memoria los
valores que correspondan
• Cuando la CPU necesita información de la RAM envía una
solicitud al controlador de memoria del puente norte.
• Este por su parte lanza la petición a lo largo de la memoria y
dice a la CPU cuanto tiempo tiene que esperar para leer la
memoria a través de una conexión fundamental, el Front Side
Bus (FSB)
• El puente norte es también la unión para todos los
componentes en los que la velocidad es clave, como la tarjeta
de video
• El puente norte trabajaba con conexión AGP (Accelerated
Graphics Port) pasando bits de la RAM a la memoria de la
tarjeta AGP
• Ahora funcionan con PCI-Express, aún más rápido (PCI Express
utiliza transmisión en serie y paralelo)
• PCI=Peripheral Components Interconnect.
PUENTE SUR
• El puente sur o ICH (Input/Output Bridge) maneja el tráfico
entre varios periféricos de E/S para los que la velocidad no es
tan importante: unidades de disco, puertos USB, Ethernet, de
audio…
CONEXIONES Y PUERTOS
PUERTOS PARALELO
Puerto es el nombre de las conexiones externas
Los puertos paralelo pueden transmitir datos en un sentido.
Se utilizaban para conectar la impresora fundamentalmente, aunque
también servía para algunos modems o dispositivos de almacenamiento.
Las conexiones IDE y PATA (parallel ATA) también son puertos paralelos
y también están en desuso.
Hoy está en desuso y solo sirve para impresoras antiguas que no lleven
USB.
PUERTO PARALELO
El puerto paralelo utiliza las líneas 2 a 9 para transmitir datos
(bytes) y el resto para señales de control, bien de la impresora
al ordenador o del ordenador a la impresora (líneas
diferentes).
Ejemplos de control:
La línea 13 (en verde y saliendo de la impresora) envía una
señal para indicar que el periférico está listo para recibir el
trabajo de impresión.
La línea 1, en rojo desde el ordenador, indica a la impresora
que debe leer los datos que llegaran por líneas 2-9.
La línea 11, en marrón desde impresora, envía una señal al
ordenador cuando la impresora está bloqueada: imprimiendo
y con el buffer lleno, atasco de papel…
De esta forma el ordenador frena el envío de datos.
La línea 10 envía por el contrario una señal que indica al
ordenador que puede enviar el siguiente byte.
La linea 12 en marrón oscuro desde la impresora, indica falta
de papel.
PUERTO SERIE
Los puertos serie tienen como primera ventaja frente a los
paralelo, que pueden enviar información en los dos sentidos.
Los bits no se transmiten en grupos de 8 como en los puertos
paralelo, sino de uno en uno.
Una rutina de software tendrá que recomponer los bytes en el
destino.
PUERTO USB
• Los periféricos actuales tienen conexión por USB
• El cable USB lleva 4 hilos:
• dos para suministrar tensión a los periféricos
• Dos para transmitir datos, D+ y D-. Llevan carga uno u otro para
representar un 1 o un 0 respectivamente.
USB
PUERTO SATA
• El puerto SATA tiene
IDE Y ATA
•
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•
ATA, PATA, IDE y EIDE se consideran sinónimos
IDE = Integrated Device Electronics
ATA = Advanced Technology Attachment
PATA es Parallel ATA, pero ATA a secas es paralelo.
SATA es Serial ATA. Existen SATA I, II y III con velocidades
crecientes.
AGP Y PCI EXPRESS
• AGP Accelerated Graphic Port. Conexión directa entre el
adaptador de gráficos y la memoria
• Tiene 32 bits como PCI pero cuenta con 8 canales adicionales
para acceder a la RAM.
• Puede acceder directamente a la RAM a través del puente
norte
• PCI es un bus ya que puede conectar más de un periférico
PCI EXPRESS
PUERTOS
• VGA (Video Graphics Array) para monitores TRC
• DVI (Digital Video Interface) para monitores LCD
• S-video: para video
• Fairchild 1961primer circuito integrado
• ¿Qué empresa formaron Moore y
al abandonar Fairchild semiconductors?