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ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR MICROPROCESADOR Es un circuito electrónico que actúa como Unidad Central de Proceso de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo. Se identifica rápido en una tarjeta madre porque esta acoplado a la misma en un socket, tiene forma cuadrada con un pequeño ventilador en la parte de arriba y para no genere mucho calor. El procesador del sistema es el cerebro del PC, el cual permite distribuir y controlar cualquier operación desde el momento del arranque hasta que apagamos el equipo. Según esto es lógico pensar que cuanto más rápido trabaje el procesador, más rápido podrá terminar todas las tareas; esto se traduce en mayor agilidad en el arranque del PC. Si bien, de todos es sabido que el procesador es muy importante para aumentar la velocidad, pero el resto de componentes deben ser los más adecuados ya que de lo contrario el procesador no podrá trabajar a máximo rendimiento por culpa del resto de componentes. La velocidad de un procesador se mide en Megahertz y, mientras mayor es el número de megahertz con que trabaja el computador, tiene mayor velocidad de proceso. En realidad, los megahertz indican la velocidad del reloj interno que posee todo microprocesador. Este establece el número de pulsos que se efectúan en cada segundo. Cuanto mayor sea el número de pulsos, mayor será la velocidad del microprocesador. En realidad "procesador" es un término relativamente moderno a los grandes ordenadores de antaño se conocía como Unidad Central de Proceso UCP, siendo del tamaño de un armario, posteriormente se redujo al de una gran caja, después se construyó en una placa de unas 15 x 15 pulgadas y finalmente se construyó en un solo circuito integrado encapsulado en un "chip. IBM a mediados de 1981, el mercado de microprocesadores para el PC estaba copado por Intel y lanza al mercado el procesador de 16 bits a 4.77 MHz de velocidad de reloj. En el 2001 ha alcanzado más de 1 GHz la velocidad de procesamiento en paralelo, capacidad de los registros; cache interna y facilidades hardware para multiprogramación. En 1982 el procesador Intel 80286 podría acceder más rápidos a sus propios registros que a la RAM, aumentando la velocidad del procesador el verdadero avance fue la implementación en el micro de un dispositivo que permitía el manejo de memoria virtual que se realizaba a nivel del sistema operativo. Los procesadores del tipo 8086 solo podían realizar operaciones aritméticas con números enteros mientras que las fracciones lo realizaban otro tipo de procesador aritmético (coprocesadores de punto flotante) y se lo instalaba en el zócalo vacío que se encontraba en la placa base. El 80486 de Intel incorporó el coprocesador matemático junto con el principal, con lo que su existencia dejó de ser opcional, convirtiéndose en estándar. En realidad "procesador" es un término relativamente moderno a los grandes ordenadores de antaño se conocía como Unidad Central de Proceso UCP, siendo del tamaño de un armario, posteriormente se redujo al de una gran caja, después se construyó en una placa de unas 15 x 15 pulgadas y finalmente se construyó en un solo circuito integrado encapsulado en un "chip. IBM a mediados de 1981, el mercado de microprocesadores para el PC estaba copado por Intel y lanza al mercado el procesador de 16 bits a 4.77 MHz de velocidad de reloj. En el 2001 ha alcanzado más de 1 GHz la velocidad de procesamiento en paralelo, capacidad de los registros; cache interna y facilidades hardware para multiprogramación. Las instrucciones no se las realizaba en un solo ciclo de reloj instrucción ensamblador no se realiza en un solo ciclo de reloj, ya que cada instrucción puede contener varias microinstrucciones para mejorar el rendimiento del procesador que aumento la eficiencia al procesador con varias instrucciones en paralelo y cada instrucción se encuentra en diversas fases de ejecución simultaneas de su microcodigos. El primero en implementar esta arquitectura en el PC fue el 80386 de Intel, que incluye seis de estas vías de ejecución. La unidad de interfaz del bus ("Bus Interface Unit") accede a memoria y a otros dispositivos de E/S. La unidad de precarga de instrucciones ("Code Prefetch Unit") recibe objetos desde la unidad de bus y la sitúa en una cola de 16 bytes. La unidad de decodificación de instrucciones ("Instruction Decode Unit") decodifica el código objeto recibido en la unidad de precarga y lo traduce a microcódigo. La unidad de ejecución ("Execution Unit") ejecuta las instrucciones del microcódigo. La unidad de segmento ("Segment Unit") traduce direcciones lógicas en direcciones absolutas, y realiza comprobaciones de protección. La unidad de paginación ("Paging Unit") traduce las direcciones absolutas en direcciones físicas; realiza comprobaciones de protección de página, y dispone de una cache con información de las 32 últimas páginas accedidas. El procesador 80486 permite el desarrollo de sistemas multiproceso, este procesador incluye por primera vez dispositivo de ahorro de energía (hibernación). Desde el 2005 se popularizo los procesadores de doble núcleo para ordenadores personales dando por fin las instrucciones en paralelo en un solo chip, cada procesador con su propia cache. No hay estándares para medir la velocidad del procesador pero por medio de la frecuencia se pueden calcular aunque existen otros factores. 8086 y 8088: Un promedio de 12 ciclos por instrucción. 80286 y 80386: Un promedio de 4.5 ciclos por instrucción (el 80386 fue el primer procesador de ordenador personal en implementar arquitectura de ejecución paralela). 80486: Media de 2 ciclos por instrucción Pentium y AMD serie K6: 2 instrucciones por ciclo. Pentium Pro, Celerón, Athlon y Duron: Por encima de 3 instrucciones por ciclo. 1971: MICROPROCESADOR 4004 El 4004 fue el primer microprocesador de Intel. Este descubrimiento impulsó la calculadora de Busicom y pavimentó la manera para integrar inteligencia en objetos inanimados así como la computadora personal. 1972: MICROPROCESADOR 8008 Codificado inicialmente como 1201, fue pedido a Intel por Computer Terminal Corporation para usarlo en su terminal programable Datapoint 2200, pero debido a que Intel terminó el proyecto tarde y a que no cumplía con las expectativas de Computer Terminal Corporation, finalmente no fue usado en el Datapoint 2200. Posteriormente Computer Terminal Corporation e Intel acordaron que el i8008 pudiera ser vendido a otros clientes. 1974: MICROPROCESADOR 8080 Los 8080 se convirtieron en los cerebros de la primera computadora personal la Altair 8800 de MITS, según se alega, nombrada en base a un destino de la Nave Espacial "Starship" del programa de televisión Viaje a las Estrellas, y el IMSAI 8080, formando la base para las máquinas que corrían el sistema operativo CP/M. Los fanáticos de las computadoras podían comprar un equipo Altair por un precio (en aquel momento) de $395. En un periodo de pocos meses, vendió decenas de miles de estas computadoras personales. 1978: MICROPROCESADOR 8086-8088 Una venta realizada por Intel a la nueva división de computadoras personales de IBM, hizo que los cerebros de IBM dieran un gran golpe comercial con el nuevo producto para el 8088, el IBM PC. El éxito del 8088 propulsó a Intel en la lista de las 500 mejores compañías de la prestigiosa revista Fortune, y la revista nombró la compañía como uno de Los triunfos comerciales de los sesenta. 1982: MICROPROCESADOR 286 El 286, también conocido como el 80286, era el primer procesador de Intel que podría ejecutar todo el software escrito para su predecesor. Esta compatibilidad del software sigue siendo un sello de la familia de Intel de microprocesadores. Luego de 6 años de su introducción, había un estimado de 15 millones de 286 basados en computadoras personales instalados alrededor del mundo. 1985: EL MICROPROCESADOR INTEL 386(TM) El Intel 386TM microprocesador ofreció 275 000 transistores, más de 100 veces tantos como en el original 4004. El 386 añadió una arquitectura de 32 bits, poseía capacidad multitarea, que significa que podría ejecutar múltiples programas al mismo tiempo y una unidad de traslación de páginas, lo que hizo mucho más sencillo implementar sistemas operativos que emplearan memoria virtual. 1989: EL DX CPU MICROPROCESADOR INTEL 486(TM) La generación 486TM realmente significó que el usuario contaba con una computadora con muchas opciones avanzadas, entre ellas, un conjunto de instrucciones optimizado, una unidad de coma flotante y un caché unificado integrados en el propio circuito integrado del microprocesador y una unidad de interfaz de bus mejorada. Estas mejoras hacen que los i486 sean el doble de rápidos que un i386 e i387 a la misma frecuencia de reloj. El procesador Intel 486TM fue el primero en ofrecer un coprocesador matemático, el cual acelera las tareas del micro, porque ofrece la ventaja de que las operaciones matemáticas complejas son realizadas (por el coprocesador) de manera independiente al funcionamiento del procesador central (CPU). 1993: PROCESADOR DE PENTIUM El procesador de Pentium® poseía una arquitectura capaz de ejecutar dos operaciones a la vez gracias a sus dos pipeline de datos de 32bits cada uno, uno equivalente al 486DX(u) y el otro equivalente a 486SX(u). Además, poseía un bus de datos de 64 bits, permitiendo un acceso a memoria 64 bits (aunque el procesador seguía manteniendo compatibilidad de 32 bits para las operaciones internas y los registros también eran de 32 bits). Las versiones que incluían instrucciones MMX no únicamente brindaban al usuario un mejor manejo de aplicaciones multimedia, como por ejemplo, la lectura de películas en DVD, sino que se ofrecían en velocidades de hasta 233 MHz, incluyendo una versión de 200 MHz y la más básica proporcionaba unos 166 MHz de reloj. El nombre Pentium®, se mencionó en las historietas y en charlas de la televisión a diario, en realidad se volvió una palabra muy popular poco después de su introducción. 1995: PROCESADOR PENTIUM® PROFESIONAL Lanzado al mercado para el otoño de 1995 el procesador Pentium® Pro se diseña con una arquitectura de 32 bits, su uso en servidores, los programas y aplicaciones para estaciones de trabajo (redes) impulsan rápidamente su integración en las computadoras. El rendimiento del código de 32 bits era excelente, pero el Pentium Pro a menudo iba más despacio que un Pentium cuando ejecutaba código o sistemas operativos de 16 bits. Cada procesador Pentium® Pro estaba compuesto por unos 5,5 millones de transistores. 1996: PROCESADOR AMD K5 Los primeros K5 aparecieron en 1.996. Se trataba de unos procesadores basados en la arquitectura RISC86, más próximos a lo que después serían los Pentium PRO y con un nivel de prestaciones desde un principio muy superior a los Pentium de Intel, pero con una serie de problemas, más de fabricación que del propio procesador, que hicieron que los K5 fueran un fracaso para AMD, y si bien los problemas se solucionaron totalmente con la salida de los K6, Intel supo aprovechar muy bien esta circunstancia para imponerse en el mercado de los procesadores para PC. Utilizaban para las funciones multimedia las instrucciones MMX, que se habían convertido en el estándar de la época. 1997: PROCESADOR PENTIUM® II El procesador de 7,5 millón-transistores Pentium® II, se busca entre los cambios fundamentales con respecto a su predecesor, mejorar el rendimiento en la ejecución de código de 16 bits, añadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar la memoria caché de segundo nivel del núcleo del procesador, colocándola en una tarjeta de circuito impreso junto a éste. 1998: EL PROCESADOR PENTIUM® II XEON (TM) Los procesadores Pentium® II XeonTM se diseñan para cumplir con los requisitos de desempeño en computadoras de medio-rango, servidores más poderosos y estaciones de trabajo (workstations). Consistente con la estrategia de Intel para diseñar productos de procesadores con el objetivo de llenar segmentos de los mercados específicos, el procesador Pentium® II XeonTM ofrece innovaciones técnicas diseñadas para las estaciones de trabajo (workstations) y servidores que utilizan aplicaciones comerciales exigentes como servicios de Internet, almacenaje de datos corporativo, creaciones digitales y otros. Pueden configurarse sistemas basados en el procesador para integrar de cuatro o ocho procesadores y más allá de este número. 1999: EL PROCESADOR CELERON (TM) Continuando la estrategia de Intel, en el desarrollo de procesadores para los segmentos del mercado específicos, el procesador Intel CeleronTM es el nombre que lleva la línea de procesadores de bajo costo de Intel. .Proporciona a los consumidores una gran actuación a un valor excepcional (bajo coste), y entrega un desempeño destacado para usos como juegos y el software educativo. 1999: PROCESADOR PENTIUM® III El Pentium® III procesador ofrece 70 nuevas instrucciones (Internet Streaming, las extensiones de SIMD) las cuales refuerzan dramáticamente el desempeño con imágenes avanzadas, 3D, añadiendo una mejor calidad de audio, video y desempeño en aplicaciones de reconocimiento de voz. Fue diseñado para reforzar el área del desempeño en el Internet, le permite a los usuarios hacer cosas, tales como, navegar a través de paginas pesadas (llenas de graficas) como las de los museos online, tiendas virtuales y transmitir archivos video de alto-calidad. El procesador incorpora 9,5 millones de transistores, y se introdujo usando en él la tecnología 0.25-micron. 1999: EL PROCESADOR PENTIUM® III XEON (TM) El procesador Pentium® III de XeonTMamplia las fortalezas de Intel en cuanto a las estaciones de trabajo (workstation) y segmentos de mercado de servidor y añade una actuación mejorada en las aplicaciones del comercio electrónico y la informática comercial avanzada. Los procesadores incorporan tecnología que refuerzan los multimedios y las aplicaciones de video. La tecnología del procesador III XeonTM acelera la transmisión de información a través del bus del sistema al procesador, mejorando la actuación significativamente. Se diseña pensando principalmente en los sistemas con configuraciones de multiprocesador 1999: PROCESADOR AMD K7 ATHLON La primera serie de Athlon, conocidos también como Athlon Classic salen al mercado en agosto de 1.999, presentando una amplia serie de novedades y luchando no ya contra los Celeron, sino directamente contra los Pentium III de Intel, a los que por cierto superaron ampliamente. 2000: PROCESADOR AMD ATHLON THUNDERBIRD Comercializados a partir de junio de 2.000, la principal diferencia es que abandonan el Slot A para utilizar el denominado Socket A, de 462 pines. Desde su salida al mercado, los Athlon se convirtieron en los procesadores más rápidos del mercado, superando siempre a todas las versiones del Pentium III e incluso a las primeras versiones del Pentium 4, presentando tan solo en inconveniente de unas temperaturas excesivamente elevadas. AMD Athlon y Athlon XP. 2001: PROCESADORES INTEL ITANIUM El Itanium, también conocido por su nombre en código Merced, fue el primer microprocesador de la arquitectura Intel Itanium (antes llamada IA64, creada por Hewlett-Packard y desarrollada conjuntamente por HP e Intel) que Intel lanzó al mercado. 2006: PROCESADOR INTEL CORE 2 DUO Basada en la revolucionaria microarquitectura Intel Core, la extraordinaria familia de procesadores Intel Core2 Duo se ha diseñado para ofrecer un potente rendimiento con ahorro energético para que pueda hacer más al mismo tiempo sin ralentizar su marcha. A partir de estos dos microprocesadores de 32 bits, el camino de innovaciones de la casa Intel fue vertiginoso, hasta que en la década del 90 llegaron a la flamante línea de Pentium. Como decíamos antes, Intel lidera el mercado de ventas y ofrece a los consumidores los siguientes productos: Procesador Intel® Core™2 Quad Q6600 Procesador Intel® Core™2 Extreme Procesador Intel® Core™2 Quad 2010: PROCESADORES INTEL CORE i7, i5 y i3 Core i7 es el primer procesador de Intel que tiene integrado el controlador de memoria, lo cual ya lo tenía AMD desde el Athlon 64, dicho controlador integrado acepta únicamente memorias DDR3. Core i5 es el segundo procesador de Intel en tener integrado el controlador de memoria, esta familia utiliza el socket LG1156 en Desktops, aceptan únicamente memoria DDR3. Al igual que los i7, los Core i5 también soportan Turbo Boost, además soportan Hyper-Threading a excepción de los Core i5-750S y Core i5-750. Core i3 es el tercer procesador de Intel en tener integrado el controlador de memoria, esta familia utiliza el socket LG1156 en las desktops, aceptan únicamente memoria DDR3. 2010: PROCESADORES DE AMD Phenom II X6, Phenom II X4, Phenom II X3 y Phenom II X2 Los Phenom II X6, son los procesadores de 6 núcleos de esta familia de AMD, usan el socket AM3 y son fabricados con tecnología de 45 nm, tienen 6 MB de Caché L3, soportan DDR3, además proporciona una tecnología de overclocking automático muy parecida al Turbo Boost de Intel. Phenom II X4 son los procesadores de 4 núcleos de esta familia de AMD, usan el socket AM3 y son fabricados con tecnología de 45 nm, tienen 4 MB o 6 MB de Caché L3, soportan DDR3. Phenom II X3 son los procesadores de 3 núcleos de esta familia de AMD, usan el socket AM3 y son fabricados con tecnología de 45 nm, tienen 6 MB de Caché L3, y también soportan DDR3. Phenom II X2 son los procesadores de 2 núcleos de esta familia de AMD, usan el socket AM3 y son fabricados con tecnología de 45 nm, tienen 6 MB de Caché L3, y también soportan DDR3. ARQUITECTURA DEL PROCESADOR El microprocesador tiene una arquitectura parecida a la computadora digital. En otras palabras, el microprocesador es como la computadora digital porque ambos realizan cálculos bajo un programa de control. En un microprocesador podemos diferenciar diversas partes: EL ENCAPSULADO Es lo que rodea a la oblea de silicio en si, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo, por oxidación por el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplaran a su zócalo a su placa base. LA MEMORIA CACHE Es una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que predeciblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM reduciendo el tiempo de espera. COPROCESADOR MATEMÁTICO También llamado FPU (Unidad de coma flotante). Que es la parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos, antiguamente estaba en el exterior del micro en otro chip. Esta parte está considerada como una parte "lógica" junto con los registros, la unidad de control, memoria y bus de datos. LOS REGISTROS Son básicamente un tipo de memoria pequeña con fines especiales que el micro tiene disponible para algunos usos particulares. Hay varios grupos de registros en cada procesador. Un grupo de registros está diseñado para control del programador y hay otros que no son diseñados para ser controlados por el procesador pero que CPU los utiliza en algunas operaciones, en total son treinta y dos registros. LA MEMORIA Es el lugar donde el procesador encuentra las instrucciones de los programas y sus datos. Tanto los datos como las instrucciones están almacenados en memoria, y el procesador las toma de ahí. La memoria es una parte interna de la computadora y su función esencial es proporcionar un espacio de trabajo para el procesador. PUERTOS Es la manera en que el procesador se comunica con el mundo externo. Un puerto es parecido a una línea de teléfono. Cualquier parte de la circuitería de la computadora con la cual el procesador necesita comunicarse, tiene asignado un número de puerto que el procesador utiliza como un número de teléfono para llamar al circuito o a partes especiales. TECNOLOGÍA MMX En 1997 Intel en sus procesadores Pentium contaba con esta tecnología, que sirve para la manipulación de imágenes y tratamiento de códigos de audio/video. SIMD ("Single Instrucction Multiple Data"). En la Pentium 3 en 1999, se mejoro la tecnología MMX ya que contaba con 70 nuevas instrucciones llamadas SSE ("Streaming SIMD Extensions") o KNI ("Katmai News Instrucctions"), sus instrucciones son adecuadas para decodificar formatos DVDs y procesamientos de gráficos tridimensionales y software de reconocimiento de voz. 3DNow Es la respuesta de AMD a la SSE de Intel en 1998 en la serie K6 este procesador incluye 21 instrucciones que mejoran las capacidades multimedia de estos procesadores y 24 nuevas instrucciones 3DNow ARQUITECTURA DIB La arquitectura de bus dual ("Dual Independent Bus") consiste en que el procesador dispone de dos buses exteriores que pueden funcionar simultánea e independientemente y el bus principal es el que comunica con el bus de la placa-base (bus del sistema); el segundo (bus de apoyo), comunica el procesador con la cache L-2 ya que se saco esta cache (L2) de la placa y se la acerco al procesador para que trabajara a la misma velocidad que el del núcleo, mientras que la cache (L1) siempre a estado incorporado al procesador. DIP "Dual In-line Package". El 8088 estaba encapsulado en un DIP de 40 pines. PGA "Pin Grid Array". Se utiliza a partir de la introducción de 80286 en 1.982. Existen muchas versiones: Socket 1, 169 pines; Socket 2, 238 p; Socket 3, 237 p; Socket 4, 273 p; Socket 5, 320 p; Socket 6, 235 p [1]; Socket 7, 321 p y Socket 8, 387 p. SE "Single Edge". VOLTAJE E INTENSIDAD En los procesadores 8088 funciona a 5v el procesador y todos los demás componentes de la placas base. Se han ido reduciendo los voltajes desde 3.5v, 3.3v, 2.2v pero hay tomar en cuenta que solo se reducido para el procesador mientras que en la placa base se mantiene en 3.3v. LOS REGISTROS El procesador necesita para su funcionamiento de ciertas áreas de almacenamiento los registro son dimensiones, mínimas de 3; ya que son mas rápidas comparándola con acceso a memoria RAM por lo menos 10 veces mas veloces. El 8088 dispone de catorce registros de 16 bits que se agrupan en cuatro grupos y que reciben nombres especiales (precisamente los que se utilizan para designarlos en lenguaje ensamblador). REGISTROS DE USO GENERAL Existen 4 registros denominados AX, BX, CX y DX AX.- Denominado acumulador, interviene en las operaciones aritméticas y lógicas consta con un micro-código más simples que de las instrucciones ejecutadas con otro registro. BX.- Registró base, suele contener las direcciones de inicio de una tabla de valores. CX.- Denominado contador. Las instrucciones de bucle (LOOP) utilizan este registro como contador. DX.- Registro de datos multiuso. Se utiliza en operaciones de multiplicación y división junto con AX. En operaciones de entrada/salida de puertos IN/OUT. Los registros son de 16 bits y pueden ser utilizados en dos mitades (nibbles). Que son de 8 bits. Segmento de código CS ("Code segment"). Señala la dirección del segmento de código del programa que se está ejecutando. Segmento de datos DS ("Data segment"). Señala la dirección del segmento de datos del programa en ejecución. Segmento de pila SS ("Stack segment"). Señala la dirección del segmento donde está la pila del programa. Segmento extra ES ("Extra segment"). Es un segmento auxiliar a los anteriores, se utiliza para señalar espacio extra en alguno de los segmentos o para almacenar momentáneamente direcciones intermedias. REGISTROS DE PUNTERO Son 5 registros destinados a contener direcciones; estas direcciones son desplazamientos dentro de los segmentos indicados por los registros de segmento. El primero, denominado indistintamente puntero de instrucción IP ("Instrucción pointer") y contador de programa PC ("Program counter"), indica el desplazamiento (dentro del segmento de código CS) de la próxima instrucción a ejecutar. El puntero de pila SP ("Stack Pointer"), señala el desplazamiento del final de la pila dentro del segmento de pila SS. En caso necesario la pila puede crecer a partir de este punto. El puntero base BP ("Base pointer"), señala el desplazamiento (dentro del segmento de pila SS) donde se encuentra el origen de la zona ocupada por las variables dinámicas. SI ("Source index") Y DI ("Destination index"). Estos dos registros denominados "de índice", en razón de su utilización muy particular; el índice fuente SI ("Source index") y el índice destino DI ("Destination index"), generalmente estos dos registros se utilizan con alguno de los registros de uso general y con ciertas instrucciones específicamente pensadas para transferir datos. REGISTRO DE ESTADO Existe un registro especial, el registro de estado (FLAGS), en el que 9 de los 18 bits actúan como semáforos (indicadores del estado del procesador y del resultado de determinadas operaciones). Por ejemplo, si después de una suma aritmética hay o no desbordamiento del bit más significativo. it Indicador de: Uso CF Acarreo ("Carry Flag") Indicador de arrastre del bit de mayor orden, que puede ocurrir en las operaciones aritméticas suma y resta. PF Paridad ("Parity Flag") Si está activo Indica un número par de bits activos (bits cuyo contenido es 1). Esta información es útil cuando el procesador controla transmisiones de datos. AF Acarreo auxiliar Indicador de ajuste en operaciones aritméticas con cantidades BCD ZF Cero ("Zero Flag") Está activo si el resultado de operación es cero o resultado de comparación igual. SF Signo ("Sign Flag") Si está activo indica que el resultado de operación o de comparación son negativos TF Detención ("Trap Flag") Si está activo, el procesador genera automáticamente una interrupción después de la ejecución de cada instrucción, lo que permite controlar paso a paso la ejecución del programa. Este bit debe estar normalmente inactivo (a 0). IF Interrupción ("Interrupt Flag") Este bit controla el estado del sistema de interrupciones enmascarables. Cuando está activo (1) permite las interrupciones; el estado inactivo (0) las deshabilita. DF Dirección ("Direction Flag") Indica la dirección de las operaciones. OF Desbordamiento (Overflow Flag") Señala desbordamiento aritmético Los valores están expresados en hexadecimal. La última secuencia de caracteres (NV UP EI PL NZ NA PO NC) muestra el contenido del registro de estado (el bit TF de detención no se muestra), el significado de la notación utilizada es el siguiente: Bit Indicador de: Indicativo si bit 1 Indicativo si bit 0 CF Acarreo CY ("Carry yes") NC ("No Carry") PF Paridad PE ("Parity Even") paridad par PO ("Parity Odd") paridad impar AF Acarreo auxiliar AC ("Auxiliar NA ("No Carry") Auxiliar") ZF Cero ZR ("Zero") NZ ("No Zero") SF Signo NG ("Negative") negativo PL ("Plus") positivo IF Interrupción EI ("Enabled Interrupt") activa DI ("Disabled Interrupt") desactivada DF Dirección DN ("Down") decremento UP incremento OF Desbordamiento OV ("Overflow") NV ("No overflow") Modelo Año Registros internos (bits) Bus de datos (bits) (1) Bus de direcc. (bits) Memoria (4) Frecuencia externa (2) Frecuencia interna máxima (3) También es posible inspeccionar el contenido de un solo registro, añadiendo al comando R el nombre del registro. Por ejemplo, el comando R-IP muestra el contenido del contador de programa. 8088 1979 16 8 20 1 MB. 4.77 MHz 14 MHz. 80286 1982 16 16 24 16 MB. 12.5 MHz. 80386 1985 32 32 32 4 GB. 20 MHz. 80486 1989 32 32 32 4 GB. 25 MHz. Pentium 1993 32 64 4 GB. 60 MHz. Pentium- 1995 pro 32 64 64 GB. 66 MHz 200 MHz Pentium 1997 II 32 64 64 GB. 66/100 266 MHz MHz Pentium 1999 32/128 64 64 GB. 550 MHz III Pentium 2001 4 32/128 64 64 GB. 400 MHz. 2 GHz Pentium 2003 M PARTES INTERNAS DEL MICROPROCESADOR Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma, resta, y a veces producto y división) y lógicas (and, or, not, etc.). Decodificador de instrucciones: Allí se interpretan las instrucciones que van llegando y que componen el programa. Aquí entra en juego los compiladores e intérpretes. Bloque de registros: Los registros son celdas de memoria en donde queda almacenado un dato temporalmente. Existe un registro especial llamado de indicadores, estado o flags, que refleja el estado operativo del Microprocesador. Bus de datos: Aquel por donde la CPU recibe datos del exterior o por donde la CPU manda datos al exterior. Bus de direcciones: Aquel, que es el utilizado por la CPU para mandar el valor de la dirección de memoria o de un periférico externo al que la CPU quiere acceder. En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el número de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuantas más líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU. Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicado en la práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existen también casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicación entre la CPU y la memoria, a las cuales también se acude. Todas las tarjetas del bus escuchan, y se tendrá que encontrar en primer lugar una tarjeta que mediante el envío de una señal adecuada indique a la CPU que es responsable de la dirección que se ha introducido. Las demás tarjetas se despreocupan del resto de la comunicación y quedan a la espera del próximo ciclo de transporte de datos que quizás les incumba a ellas. Los datos en si no se mandan al bus de direcciones sino al bus de datos. El bus XT tenía solo 8 bits con lo cual sólo podía transportar 1 byte a la vez. Si la CPU quería depositar el contenido de un registro de 16 bits o por valor de 16 bits, tenía que desdoblarlos en dos bytes y efectuar la transferencia de datos uno detrás de otro. De todas maneras para los fabricantes de tarjetas de ampliación, cuyos productos deben atenderse a este protocolo, es de una importancia básica la regulación del tiempo de las señales del bus, para poder trabajar de forma inmejorable con el PC. Pero precisamente este protocolo no ha sido nunca publicado por lBM con lo que se obliga a los fabricantes a medir las señales con la ayuda de tarjetas ya existentes e imitarlas. Por lo tanto no es de extrañar que se pusieran en juego tolerancias que dejaron algunas tarjetas totalmente eliminada. Bus de control: Aquel que usa una serie de líneas por las que salen o entran diversas señales de control utilizadas para mandar acciones a otras partes del ordenador. Terminales de alimentación, por donde se recibe los voltajes desde la fuente de alimentación del ordenador. Reloj del sistema, es un circuito oscilador o cristal de cuarzo, que oscila varios millones de veces por segundo. Es el que le marca el compás, el que le dicta a qué velocidad va a ejecutarse cualquier operación. Uno de los factores a tener en cuenta al comprar un ordenador es su velocidad, que se mide en MHz. De hecho, esa velocidad es la del reloj del sistema. PARTES EXTERNAS DEL MICROPROCESADOR Disipador de Calor: Es una estructura metálica (por lo general de aluminio) que va montado encima del Microprocesador para ayudarlo a liberar el calor. FanCooler: También conocidos como Electroventiladores y estos son unos pequeños ventiladores de color negro que van montados en el disipador de calor y a su vez en el Microprocesador, y que permite enfriar el disipador de calor del Microprocesador y a este último también. Por lo general giran entre 3500 y 4500 r.p.m. y trabajan a 12 Volts. TIPOS DE MICROPROCESADORES Según la posición para instalarlo: HORIZONTALES Tienen forma cuadrada con una ligera muesca en una de sus esquinas que indica el primer Pin. Por lo general van acompañados de un disipador de calor y un fancooler y se instalan de forma horizontal, de allí su nombre. Están presentes en equipos de la familia X86 que no vallan montados en el Slot1, sino directamente en el Socket de la tarjeta madre. Socket 3-5 para equipos 80-486,586,686, AMD y Cyrix; Socket 7 para equipos Pentium I, algunos AMD y Cyrix ; Socket 370 FTPGA o PPGA para equipos Pentium III Intel Coopermine o algunos Celeron. Las velocidades varían desde 33 Mhz para 80-286, 200 Mhz para Pentium I, 1.1 Ghz para Celeron y Pentium III y 1.2 a 2 Ghz para algunos Pentium IV. La característica de Velocidad, Memoria Caché y Voltaje del Microprocesador casi siempre son indicadas por el fabricante en la parte frontal del Microprocesador. VERTICALES Se caracterizan porque están montados en una tarjeta electrónica con disipador de calor y fanCooler incorporado y se instalan verticalmente en un Slot parecido a una ranura de expansión. Las velocidades varían desde 233 Mhz para algunos Pentium II hasta 800 Mhz para Pentium III. La característica de Velocidad, Memoria Caché y Voltaje del Microprocesador casi siempre son indicadas por el fabricante en una de las partes laterales del Disipador de calor del Microprocesador. 2- PLACA BASE O TARJETA MADRE Una tarjeta madre está formada por una serie de circuitos que cumplen una serie de funciones determinadas para el funcionamiento del CPU. Los principales componentes de la placa base son: El Socket del CPU. (Hardware) El controlador del teclado. (Firmware) El controlador de DMA´s e IRQ´s. (Firmware) Los buses de expansión. (Hardware) La memoria ROM BIOS. (Firmware) El controlador de la caché. (Firmware) La placa base, placa madre, tarjeta madre o board (en inglés motherboard, mainboard) es una tarjeta de circuito impreso a la que se conectan las demás partes de la computadora. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra el chipset, que sirve como centro de conexión entre el procesador, la memoria RAM, los buses de expansión y otros dispositivos. Va instalada dentro de una caja que por lo general está hecha de chapa y tiene un panel para conectar dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes dentro de la caja. La placa base, además, incluye un software llamado BIOS, que le permite realizar las funcionalidades básicas, como pruebas de los dispositivos, vídeo y manejo del teclado, reconocimiento de dispositivos y carga del sistema operativo. COMPONENTES DE LA PLACA BASE Diagrama de una placa base típica. Una placa base típica admite los siguientes componentes: Uno o varios conectores de alimentación: por estos conectores, una alimentación eléctrica proporciona a la placa base los diferentes voltajes e intensidades necesarios para su funcionamiento. El zócalo de CPU (a menudo llamado socket): es un receptáculo que recibe el micro-procesador y lo conecta con el resto de componentes a través de la placa base. Los conectores de memoria RAM (ranura de memoria, en inglés memory slot), en número de 2, 3 , 4 o 5 en las placas base comunes, e incluso 6. El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de datos entre los diferentes componentes de la computadora (procesador, memoria, tarjeta gráfica, unidad de almacenamiento secundario, etc.). Se divide en dos secciones, el puente norte (Northbridge) y el puente sur (Southbridge). El primero gestiona la interconexión entre el procesador, la memoria RAM y la GPU; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de estado sólido. Las nuevas líneas de procesadores de escritorio tienden a integrar el propio controlador de memoria en el interior del procesador. Un reloj: regula la velocidad de ejecución de las instrucciones del microprocesador y de los periféricos internos. La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante (como la configuración del equipo, fecha y hora), mientras el equipo no está alimentado por electricidad. La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y que éste último no se apague perdiendo la serie de configuraciones guardadas. La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil (antiguamente en memorias ROM, pero desde hace tiempo se emplean memorias flash). Este programa es específico de la placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos. Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), registradas en un disco duro o SSD, cuando arranca el sistema operativo. El bus (también llamado bus interno o en inglés (Front Side Bus (FSB)): conecta el microprocesador al chipset. El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal. El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión. Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99: estos conectores incluyen: a. Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a desaparecer a favor del USB b. Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos. c. Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexión de antiguas impresoras. d. Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar periféricos recientes. e. Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática. f. Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para la conexión del monitor de la computadora. g. Los conectores IDE o Serial ATA, para conectar dispositivos de almacenamiento, tales como discos duros, unidades de estado sólido y lectores ópticos. h. Los conectores de audio, para conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o micrófono. Las ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de expansión (estas tarjetas se utilizan para agregar características o aumentar el rendimiento de un ordenador; por ejemplo, una tarjeta gráfica se puede añadir a un ordenador para mejorar el rendimiento 3D). Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express. TIPOS DE BUS DE LA TARJETA MADRE Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos de la computadora. Los Buses Generales son los siguientes: BUS DE DATOS Son las líneas de comunicación por donde circulan los datos externos e internos del microprocesador. BUS DE DIRECCIÓN Línea de comunicación por donde viaja la información específica sobre la localización de la dirección de memoria del dato o dispositivo al que se hace referencia. BUS DE CONTROL Línea de comunicación por donde se controla el intercambio de información con un módulo de la unidad central y los periféricos. BUS DE EXPANSIÓN Conjunto de líneas de comunicación encargado de llevar el bus de datos, el bus de dirección y el de control a la tarjeta de interfaz (entrada, salida) que se agrega a la tarjeta principal. BUS DEL SISTEMA Todos los componentes de la CPU se vinculan a través del bus de sistema, mediante distintos tipos de datos el microprocesador y la memoria principal, que también involucra a la memoria caché de nivel 2. La velocidad de transferencia del bus de sistema está determinada por la frecuencia del bus y el ancho del mínimo. La mayoría de las placas de PC vendidas después de 2001 se pueden clasificar en dos grupos: LAS PLACAS BASE PARA PROCESADORES AMD 1) Slot A Duron, Athlon 2) Socket A Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron 3) Socket 754 Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion 4) Socket 939 Athlon 64, Athlon FX , Athlon X2, Sempron, Opteron 5) Socket 940 Opteron y Athlon 64 FX 6) Socket AM2 Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom 7) Socket F Opteron 8) Socket AM2 + Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom 9) Socket AM3 Phenom II X2/X3/X4. 10) Socket AM4 Phenom III X3/X4/X5 LAS PLACAS BASE PARA PROCESADORES INTEL 1) Slot 1: Pentium II, Pentium III, Celeron 2) Socket 370: Pentium III, Celeron 3) Socket 423: Pentium 4 4) Socket 478: Pentium 4, Celeron 5) Socket 775: Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo), Core 2 Duo, Core 2 Quad Core 2 Extreme, Xeon 6) Socket 603 Xeon 7) Socket 604 Xeon 8) Socket 771 Xeon 9) LGA1366 Intel Core i7, Xeon 10) LGA1156 Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7 3- BUS Buses de comunicación en un circuito impreso En arquitectura de computadores, el bus es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de un ordenador o entre ordenadores. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistencias y condensadores además de circuitos integrados. En los primeros computadores electrónicos, todos los buses eran de tipo paralelo, de manera que la comunicación entre las partes del computador se hacía por medio de cintas o muchas pistas en el circuito impreso, en los cuales cada conductor tiene una función fija y la conexión es sencilla requiriendo únicamente puertos de entrada y de salida para cada dispositivo. La tendencia en los últimos años es el uso de buses seriales como el USB, Custom Firewire para comunicaciones con periféricos y el reemplazo de buses paralelos para conectar toda clase de dispositivos, incluyendo el microprocesador con el chipset en la propia placa base. Son conexiones con lógica compleja que requieren en algunos casos gran poder de cómputo en los propios dispositivos, pero que poseen grandes ventajas frente al bus paralelo que es menos inteligente. Existen diversas especificaciones de bus que definen un conjunto de características mecánicas como conectores, cables y tarjetas, además de protocolos eléctricos y de señales. FUNCIONAMIENTO La función del MICROBus es la de permitir la conexión lógica entre distintos subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintos órdenes: desde dentro de los mismos circuitos integrados, hasta equipos digitales completos que forman parte de supercomputadoras. La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos por los cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las señales y entregarlas como datos útiles. Las señales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o señales de control. Los buses definen su capacidad de acuerdo a la frecuencia máxima de envío y al ancho de los datos. Por lo general estos valores son inversamente proporcionales: si se tiene una alta frecuencia, el ancho de datos debe ser pequeño. Esto se debe a que la interferencia entre las señales (crosstalk) y la dificultad de sincronizarlas, crecen con la frecuencia, de manera que un bus con pocas señales es menos susceptible a esos problemas y puede funcionar a alta velocidad. Todos los buses de computador tienen funciones especiales como las interrupciones y las DMA que permiten que un dispositivo periférico acceda a una CPU o a la memoria usando el mínimo de recursos. EVOLUCIÓN PRIMERA GENERACIÓN Bus Backplane del PDP-11 junto con algunas tarjetas Los primeros computadores tenían 2 sistemas de buses, uno para la memoria y otro para los demás dispositivos. La CPU tenía que acceder a dos sistemas con instrucciones para cada uno, protocolos y sincronizaciones diferentes. Los primeros microcomputadores se basaban en la conexión de varias tarjetas de circuito impreso a un bus Backplane pasivo que servía de eje al sistema. En ese bus se conectaba la tarjeta de CPU que realiza las funciones de arbitro de las comunicaciones con las demás tarjetas de dispositivo conectadas; las tarjetas incluían la memoria, controladoras de diskette y disco, adaptadores de vídeo. La CPU escribía o leía los datos apuntando a la dirección que tuviera el dispositivo buscado en el espacio único de direcciones haciendo que la información fluyera a través del bus principal. Entre las implementaciones más conocidas, están los buses Bus S-100 y el Bus ISA usados en varios microcomputadores de los años 70 y 80. En ambos, el bus era simplemente una extensión del bus del procesador de manera que funcionaba a la misma frecuencia. Por ejemplo en los sistemas con procesador Intel 80286 el bus ISA tenia 6 u 8 Mhz de frecuencia dependiendo del procesador. SEGUNDA GENERACIÓN Jerarquía de diversos buses en un equipo moderno: SATA, FSB, AGP, USB entre otros. El hecho de que el bus fuera pasivo y que usara la CPU como control, representaba varios problemas para la ampliación y modernización de cualquier sistema con esa arquitectura. Además que la CPU utilizaba una parte considerable de su potencia en controlar el bus. Desde que los procesadores empezaron a funcionar con frecuencias más altas, se hizo necesario jerarquizar los buses de acuerdo a su frecuencia: se creó el concepto de bus de sistema (conexión entre el procesador y la RAM) y de buses de expansión, haciendo necesario el uso de un chipset. El bus ISA utilizado como backplane en el PC IBM original pasó de ser un bus de sistema a uno de expansión, dejando su arbitraje a un integrado del chipset e implementando un bus a una frecuencia más alta para conectar la memoria con el procesador. En cambio, el bus Nubus era independiente desde su creación, tenía un controlador propio y presentaba una interfaz estándar al resto del sistema, permitiendo su inclusión en diferentes arquitecturas. Fue usado en diversos equipos, incluyendo algunos de Apple y se caracterizaba por tener un ancho de 32 bits y algunas capacidades Plug and Play (autoconfiguración), que lo hacían muy versátil y adelantado a su tiempo. Entre otros ejemplos de estos buses autónomos, están el AGP y el bus PCI. TERCERA GENERACIÓN Los buses de tercera generación se caracterizan por tener conexiones punto a punto, a diferencia de los buses arriba nombrados en los que se comparten señales de reloj, y otras partes del bus. Esto se logra reduciendo fuertemente el número de conexiones que presenta cada dispositivo usando interfaces seriales. Entonces cada dispositivo puede negociar las características de enlace al inicio de la conexión y en algunos casos de manera dinámica, al igual que sucede en las redes de comunicaciones. Entre los ejemplos más notables, están los buses PCI-Express, el Infiniband y el HyperTransport. TIPOS DE BUSES Existen dos grandes tipos clasificados por el método de envío de la información: bus paralelo o serial. Hay diferencias en el desempeño y hasta hace unos años se consideraba que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial. BUS PARALELO Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos duros, tarjetas de expansión y de vídeo, hasta las impresoras. Diagrama de un Bus Backplane como extensión del bus de procesador. El Front Side Bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier bus presenta unas funciones en líneas dedicadas: Las Líneas de Dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación. Las Líneas de Control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado. Las Líneas de Datos trasmiten los bits, de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2. Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero la lógica es sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo. En los primeros microcomputadores, el bus era simplemente la extensión del bus del procesador y los demás integrados "escuchan" las línea de direcciones, en espera de recibir instrucciones. En el PC IBM original, el diseño del bus fue determinante a la hora de elegir un procesador con I/O de 8 bits (Intel 8088), sobre uno de 16 (el 8086), porque era posible usar hardware diseñado para otros procesadores, abaratando el producto. BUS SERIE En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos duros, tarjetas de expansión y para el bus del procesador. COMPONENTES Y ESTRUCTURA Un bus está compuesto por conductos (vías), éstas hacen posible la interconexión de los diferentes componentes entre sí, y principalmente con la CPU y la memoria. En estos conductos se destacan dos subcategorías, el bus de datos y el bus de direcciones; entre estos existe una fuerte relación, puesto que para cada instrucción/archivo enviado por uno de los dos buses, por el otro va información sobre esta instrucción/archivo. En lo referente a la estructura de interconexión mediante los buses, existen de dos tipos: Bus único: Considera a la memoria y a los periféricos como posiciones de memoria, y hace un símil de las operaciones E/S con las de escritura/lectura en memoria. Todas estas equivalencias consideradas por este bus, hacen que no permita controladores DMA (Direct Acces Memory; de acceso directo a memoria). Bus dedicado: Este en cambio, al considerar la memoria y periféricos como dos componentes diferentes, permite controladores DMA (dedicando un bus especial para él). Éste bus especial del bus dedicado, contiene subcategorías más: 1) Bus de datos: transmite información entre la CPU y los periféricos de: Entrada como el Teclado, el Escáner, el Ratón, etc.; Salida como la Impresora, el Monitor o la tarjeta de Sonido; y Almacenamiento como el Disco Duro, el Diskette o la Memoria-Flash. 2) Bus de direcciones: identifica el dispositivo a quién va destinada la información que se transmite por el bus de datos. 3) Bus de control o de sistema: organiza y redirige la información hacia el bus pertinente para la información que se tiene que transmitir. Es el bus encargado de hacer el direccionamiento, quién realiza toda la función de direccionar es el controlador, diferente para cada tipo de dispositivo. La capacidad operativa del bus depende de: la inteligencia del sistema, la velocidad de éste, y la "anchura" del bus (número de conductos de datos que operan en paralelo) Aquí tenemos una tabla de los diferentes procesadores que ha habido hasta ahora y su capacidad de bus: Procesadores Bus de direcciones Bus de datos (bits) (bits) 808680186 20 16 808880188 20 8 80286 24 16 80386 SX 32 16 80386 DX 32 32 80486 SX 80486 DX PENTIUM PENTIUM II/III/IV 32 64 AMD K5/K6/K7 AMD ATHLON/THUNDERBIRD AMD ATHLON XP/MP INTEL ITANIUM 32/64 64/128 AMD ATHLON64 ARQUITECTURA EL BUS XT Y EL BUS ISA (AT) El primero al salir al mercado comercial junto con el primer PC de IBM, fue el bus XT al 1980, funcionaba a la misma velocidad que los microprocesadores de la época, los 8086 y 8088, a 4.77 MHz; y su amplitud de banda era de 8 bits. De aquí que con el 8088 se compenetraran perfectamente, pero con el 8086 (ancho de banda de 16 bits) ya no había tanta compenetración y surgió el concepto y el hecho de los "cuellos de botella". El significado del acrónimo que nos indica su nombre es: Industrial Standard Arquitecture, que traducido sería, Arquitectura Industrial Estandarizada. Con la introducción del AT, apareció el nuevo bus de datos de 16 bits (ISA), y compatible con su antecesor. También se amplió el bus de direcciones hasta 24 bits, la velocidad de señales de frecuencia también se aumentó: de 4.77 MHz a 8.33 MHz. De nuevo nos encontramos con un atasco de información entre la memoria y la CPU. A las tarjetas de expansión incluso, se le asignaron una señal en estado de espera (wait state), el cual daba más tiempo a las tarjetas lentas para enviar toda la información a la memoria. MCA (BUS MICRO CHANNEL) En sí no es ningún tipo de bus, más bien es un sistema de canalización, en el que los datos no son enviadas hacia al receptor con una simple instrucción de direccionamiento si no que es éste, el receptor, quién tiene que recogerlos. Para que esta tarea se lleve a cabo, se ha de informar al receptor previamente con la dirección dónde están los datos a recibir, y se le deja un camino (bus) libre para él, para que transporte los datos libremente. Surgió cuándo IBM trabajaba para crear una nueva tecnología de bus, la sacó con sus ordenadores que incorporaban el PS/2, el MCA (Micro Channel Arquitecture) permitía un ratio (transferencia de datos) máximo de 20 Mb/s, por la nueva dirección de 32 bits, y el aumento de velocidad a 10 MHz. Dentro este tipo de bus, la CPU no es nada más que otro dispositivo dónde pueden ir y venir los datos. La circuitería de control, denominada CAP (punto de decisión central), se enlaza con un proceso denominado controlo de bus para determinar y responder a las prioridades de cada uno de los dispositivos dominantes del bus. Para permitir la conexión de más dispositivos, el MCA especifica interrupciones sensibles al nivel, que resultan más fiables que el sistema de interrupciones del bus ISA. de esta forma es posible compartir interrupciones. Esta estructura era completamente incompatible con las tarjetas de expansión del tipo ISA, concretamente la diferencia que tenían una respeto del otro se debía al tamaño de los conectores, más pequeños a las del tipo MCA que las del tipo ISA. EISA (EXTENDED ISA) Este bus es, tal y como nos indica su nombre (Enhanced Industrial Standard Arquitecture), una extensión del primitivo bus ISA o AT. Tal y como hacía el MCA, su bus de direcciones era de 32 bits basándose en la idea de controlar un bus desde el microprocesador. Mantuvo la compatibilidad con las tarjetas de expansión de su antecesor ISA, motivo por el cual tuvo que adoptar la velocidad de éste (8.33 MHz). Una de las ventajas que presentaba fue la de que era un sistema abierto, cantidad de compañías contribuyeron a su desarrollo: AST, Compaq, Epson, Hewlett Packard,, Olivetti, Tandy, Wyse, y Zenith. Fue el primer bus a poder operar con sistemas de multiproceso (integrar al sistema varios buses dentro del sistema, cada uno con su procesador). Al igual que al MCA, incorporó un chip, el ISP Sistema Periférico Integrado, encargado de controlar el tráfico de datos señalando prioridades para cada posible punto de colisión o de bloqueo mediante reglas de control de la especificación EISA. Ni MCA ni EISA sustituyeron a su predecesor ISA, a pesar de sus ventajas, estos representaban encarecer el coste del PC (a menudo más del 50%), y no ofrecían ninguna mejora evidente en el rendimiento del sistema, y si se notaba alguna mejora, tampoco era demasiado necesaria puesto que ningún dispositivo daba el máximo de sí, ni en el bus ISA. LOCAL BUS Vistos los resultados de los intentos fallidos para renovar y sustituir al bus ISA, surgió este nuevo tipo de bus con un concepto de bus diferente a todos los otros existentes, su mayor consolidación y aprovechamiento lo tuvo en el área de las tarjetas gráficas, que eran las que más desfavorecidas quedaron con los anteriores buses y velocidades. VESA LOCAL BUS VL no se arriesgó a padecer otro intento fallido como los de EISA o MCA, y no quiso sustituir al ISA, sino que lo complementó. Por lo tanto tenemos que para poseer un PC con VL, éste también tiene que tener el bus ISA, y sus respectivas tarjetas de expansión, del VL en cambio, tendremos una o dos ranuras de expansión, y son sólo estas las que son conectadas con la CPU mediante un bus VL; de esta forma tenemos a cada sistema de bus trabajando por su cuenta y sin estorbarse el uno al otro. El VL es una expansión homogeneizada del bus local, que funcionaba a 32 bits pero podía realizar operaciones de 16 bits. El comité VESA presentó la primera versión del VL-BUS en agosto del 1992, y dado su completa integración y compenetración con el procesador 80486 se extendió rápidamente por el mercado. Al presentar Intel su nuevo procesador Pentium de 64 bits, VESA empezó a trabajar en la nueva versión de su bus, el VL-BUS 2.0. Esta nueva especificación comprende los 64 bits posibles direccionables del procesador, y compatibilidad con la anterior versión de 32 bits, su velocidad y la cantidad de ranuras de expansión se aumentó y se estableció en tres ranuras funcionando a 40 MHz, y dos a 50 MHz. PCI (PERIPHERAL COMPONENTS INTERCONNECT) Este modelo que hoy en día rige en los ordenadores convencionales, y es el más extendido de todos, lo inventó Intel y significa: interconexión de los componentes periféricos. Con la llegada de este nueve bus automatizado en todos sus procesos el usuario ya no se tendrá que preocupar más de controlar las direcciones de las tarjetas o de otorgar interrupciones. Integra control propio de todo el relacionado con él: DMA, interrupciones, direccionamiento de datos. Es independiente de la CPU, puesto que entre estos dos dispositivos siempre habrá un controlador del bus PCI, y da la posibilidad de poder instalarlo a sistemas no basados en procesadores Intel. Las tarjetas de expansión se pueden acoplar a cualquier sistema, y pueden ser intercambiadas como se quiera, tan solo los controladores de los dispositivos tienen que ser ajustados al sistema anfitrión (host), es decir a la correspondiente CPU. Su velocidad no depende de la de la CPU sino que está separada de ella por el controlador del bus. Solución al problema del VL-BUS, dónde las tarjetas debían aceptar la máxima frecuencia de la CPU o sinó no podían funcionar. El conector empleado es estilo Micro Channel de 124 pines (128 en caso de trabajar con 64 bits), aunque sólo se utilizan 47 de las conexiones (49 en el caso de tratarse de un conector bus-master), la diferencia se adeuda a las conexiones de toma de tierra y de alimentación. PCI es la eliminación de un paso al microprocesador; en vez de disponer de su propio reloj, el bus se adapta al empleado por el microprocesador y su circuitería, por lo tanto los componentes del PCI están sincronizados con el procesador. El actual PCI opera con una frecuencia de 20 a 33.3 MHz. Las tarjetas ISA no pueden ser instaladas en una ranura PCI convencional, aunque existen equipos con un puente denominado <<PCI-to-ISABridge>>. Consta de un chip que se conecta entre los diferentes slots ISA y el controlador del bus PCI, su tarea es la de transportar las señales provenientes del bus PCI capo al bus ISA. Su gran salida y aceptación fue en gran parte por su velocidad, así el hardware se podía adaptar a la contínua evolución y el incremento de velocidad de los procesadores. SCSI (SMALL COMPUTER SYSTEM INTERFACE) Se origina a principios de los años ochenta cuando el fabricante de discos desarrolló su propio sistema de E/S nominada SASI (Shugart Asociates System Interface) que dado su éxito y su gran aceptación comercial fue aprobado por ANSI al 1986. SCSI no se conecta directamente a la CPU sino que utiliza de puente uno de los buses anteriormente mencionados. Se podría definir como un subsistema de E/S inteligente, cumplido y bidireccional. Un solo adaptador host SCSI puede controlar hasta 7 dispositivos SCSI conectados con él. Una de las ventajas del SCSI en frente a otros es que los dispositivos se direccionan lógicamente en vez de físicamente, este sistema es útil por dos razones: 1. Elimina cualquier limitación que el conjunto PC-Bios pueda imponer a las unidades de disco. 2. El direccionamiento lógico elimina la sobrecarga que podría tener el host al maniobrar los aspectos físicos del dispositivo, el controlador SCSI lo controla. Aunque varios dispositivos (hasta 7), pueden compartir un mismo adaptador SCSI, tan sólo 2 de éstos pueden comunicarse sobre el mismo bus a la vez. Puede configurarse de tres maneras diferentes que le dan gran versatilidad: 1. Único iniciador/Único objetivo: Es el más común, el iniciador es un adaptador en una ranura de un PC, y el objetivo es el controlador del disco duro. Es una configuración fácil de implementar pero no aprovecha al máximo las posibilidades del bus, excepto cuando se controlan varios discos duros. 2. Único iniciador/Múltiple objetivo: Menos común y raramente implementado, es bastante parecido al anterior excepto que se controlan diferentes tipos de dispositivos de E/S. (CD-Rom y un disco duro) 3. Múltiple iniciador/Múltiple objetivo: Mucho menos utilizado que los anteriores, se aprovechan a fondo las capacidades del bus. AGP (ACCELERATED GRAPHICS PORT) 4- LA MEMORIA Es la parte de la computadora donde se cargan los programas ó se mantienen guardados ciertos datos por cierto tiempo. Puede estar compuesta por un solo chip o varios chips montados en una placa electrónica. La unidad de medición de la memoria de una computadora es el Byte, también conocido como Octeto porque esta compuesto por el conjunto de 8 Bits. Así, la capacidad de una memoria la podemos resumir en el siguiente cuadro comparativo: 1 Bit 1 Nibble 1 Byte 1 Kbyte 1 Mbyte 1 GByte 1 TByte equivale a equivale a equivale a equivale a equivale a equivale a equivale a Encendido ó Apagado (1-0). 4 Bits 8 Bits 1024 Bytes 1024 Kbytes 1024 Mbytes 1024 Gbytes TIPOS DE MEMORIAS MEMORIA RAM (RANDOM ACCESS MEMORY) Module o memoria de acceso aleatorio, es un tipo de memoria que utilizan los ordenadores para almacenar los datos y programas a los que necesita tener un rápido acceso. Es una memoria de acceso aleatorio ya que los datos, se guardan de forma dinámica. Es volátil ya que pierde su información cuando se interrumpe la electricidad en el mismo. Su capacidad puede estar entre 512 Kbytes hasta 2 Gbyte. Se trata de una memoria de tipo volátil, es decir, que se borra cuando apagamos el ordenador, aunque también hay memorias RAM no volátiles (como por ejemplo las memorias de tipo flash. Los datos almacenados en la memoria RAM no sólo se borran cuando apagamos el ordenador, sino que también deben eliminarse de esta cuando dejamos de utilizarlos (por ejemplo, cuando cerramos el fichero que contiene estos datos). Estas memorias tienen unos tiempos de acceso y un ancho de banda mucho más rápido que el disco duro, por lo que se han convertido en un factor determinante para la velocidad de un ordenador. Esto quiere decir que, dentro de unos límites, un ordenador irá más rápido cuanta mayor sea la cantidad de memoria RAM que tenga instalada, expresada en MegaBytes o GigaBytes. Los chips de memoria suelen ir conectados a unas plaquitas denominadas módulos, pero no siempre esto ha sido así, ya que hasta los ordenadores del tipo 8086 los chips de memoria RAM estaban soldados directamente a la placa base. Con los ordenadores del tipo 80386 aparecen las primeras memorias en módulos, conectados a la placa base mediante zócalos, normalmente denominados bancos de memoria, y con la posibilidad de ampliarla (esto, con los ordenadores anteriores, era prácticamente imposible). Físicamente se clasifican en: SIMM (SINGLE IN-LINE MEMORY MODULE) También conocido como memoria EDO (Extended Data Out). Es un modulo de memoria integrado simple de 30 pines para modelos x286 de PC a 72 pines para modelos x486-686 y algunos Pentium I y II. Trabajan a un bus de 66 Mhz y por lo general deben estar conectados en pares (Si van en Pentium). Esto se debe a que los buses de datos de las Pentium tienen un ancho de 64 Bits y los primero 80-486 - 686 (No todos) tienen un bus de datos de 32 Bits. Estas memorias trabajan a 60ns,70ns u 80ns, siendo las más rápidas las de 60 ns . Los primeros módulos utilizados fueron los denominados SIMM (Single Inline Memory Module). Estos módulos tenían los contactos en una sola de sus caras y podían ser de 30 contactos (los primeros), que posteriormente pasaron a ser de 72 contactos. De 30 contactos De 70 contactos DRAM (Dynamic RAM) Las memorias DRAM (Dynamic RAM) fueron las utilizadas en los primeros módulos (tanto en los SIMM como en los primeros DIMM). Es un tipo de memoria más barata que la SDRAM, pero también bastante más lenta, por lo que con el paso del tiempo ha dejado de utilizarse. Esta memoria es del tipo asíncronas, es decir, que iban a diferente velocidad que el sistema, y sus tiempos de refresco eran bastante altos (del orden de entre 80ns y 70ns), llegando en sus últimas versiones, las memorias EDO-RAM a unos tiempos de refresco de entre 40ns y 30ns. DIMM (DUAL IN-LINE MEMORY MODULE) También es conocido como SDRAM (Sequential-Dynamic Random Access Memory). Es un modulo de memoria integrado Dual Secuencial-Dinámica que posee 168 pines y trabajan a buses de 66 Mhz,100 Mhz,133 Mhz,400 Mhz y 800 Mhz. Pueden ser de 3.3 Volts para algunos PC-100 y PC-133 y 5 Volts para algunos PC-66. Trabajan a 7,8,10 ó 12 ns siendo las de 7 ns las más rápidas. SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) Las memorias SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) son las utilizadas actualmente (aunque por SDRAM se suele identificar a un tipo concreto de módulos, en realidad todos los módulos actuales son SDRAM). Son un tipo de memorias síncronas, es decir, que van a la misma velocidad del sistema, con unos tiempos de acceso que en los tipos más recientes son inferiores a los 10ns, llegando a los 5ns en los más rápidos. SDR (Single Data Rate) Modulo SDR. Se pueden ver las dos muescas de posicionamiento. Los módulos SDR (Single Data Rate) son los conocidos normalmente como SDRAM, aunque, como ya hemos dicho, todas las memorias actuales son SDRAM. Se trata de módulos del tipo DIMM, de 168 contactos, y con una velocidad de bus de memoria que va desde los 66MHz a los 133MHz. Estos módulos realizan un acceso por ciclo de reloj. Empiezan a utilizarse con los Pentium II y su utilización llega hasta la salida de los Pentium 4 de Intel y los procesadores Athlon XP de AMD, aunque las primeras versiones de este último podían utilizar memorias SDR. Este tipo de módulos se denominan por su frecuencia, es decir, PC66, PC100 o PC133. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) Módulo DDR. Vemos que tiene una sola muesca de posicionamiento, situada a la derecha del centro del módulo. Los módulos DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) son una evolución de los módulos SDR. Se trata de módulos del tipo DIMM, de 184 contactos y 64bits, con una velocidad de bus de memoria de entre 100MHz y 200MHz, pero al realizar dos accesos por ciclo de reloj las velocidades efectivas de trabajo se sitúan entre los 200MHz y los 400MHz. Este es un punto que a veces lleva a una cierta confusión, ya que tanto las placas base como los programas de información de sistemas las reconocen unas veces por su velocidad nominal y otras por su velocidad efectiva. Comienzan a utilizarse con la salida de los Pentium 4 y Thlon XP, tras el fracasado intento por parte de Intel de imponer para los P4 un tipo de memoria denominado RIMM, que pasó con más pena que gloria y tan sólo llegó a utilizarse en las primeras versiones de este tipo de procesadores (Pentium 4 Willamette con socket 423). Se han hecho pruebas con módulos a mayores velocidades, pero por encima de los 200MHz (400MHz efectivos) suele bajar su efectividad. Esto, unido al coste y a la salida de los módulos del tipo DDR2, ha hecho que en la práctica sólo se comercialicen módulos DDR de hasta 400MHz (efectivos). Estas memorias tienen un consumo de entre 0 y 2.5 voltios. Módulo DDR2. Vemos que tiene una sola muesca de posicionamiento, situada a la derecha del centro del módulo, aunque más hacia en centro que en los módulos DDR. También se puede apreciar la mayor densidad de contactos. Los módulos DDR2 SDRAM son una evolución de los módulos DDR SDRAM. Se trata de módulos del tipo DIMM, en este caso de 240 contactos y 64bits. Tienen unas velocidades de bus de memoria real de entre 100MHz y 266MHz, aunque los primeros no se comercializan. La principal característica de estos módulos es que son capaces de realizar cuatro accesos por ciclo de reloj (dos de ida y dos de vuelta), lo que hace que su velocidad de bus de memoria efectiva sea el resultado de multiplicar su velocidad de bus de memoria real por 4. Esto duplica la velocidad en relación a una memoria del tipo DDR, pero también hace que los tiempos de latencia sean bastante más altos (pueden llegar a ser el doble que en una memoria DDR). El consumo de estas memorias se sitúa entre los 0 y 1.8 voltios, es decir, casi la mitad que una memoria DDR. Tanto las memorias DDR como las memorias DDR2 se suelen denominar de dos formas diferentes, o bien en base a su velocidad de bus de memoria efectiva (DDR-266, DDR-333, DDR-400, DDR2-533, DDR2-667, DDR2-800) o bien por su ancho de banda teórico, es decir, por su máxima capacidad de transferencia (PC-2100, PC-2700 y PC-3200 en el caso de los módulos DDR y PC-4200, PC-5300 y PC-6400 en el caso de los módulos DDR2). El Ancho de banda de los módulos DDR y DDR2 se puede calcular multiplicando su velocidad de bus de memoria efectiva por 8 (DDR-400 por 8 = PC-3200). Este tipo de memorias (que ya han empezado a comercializarse, y están llamadas a sustituir a las DDR2) son también memorias del tipo SDRAM DIMM, de 64bits y 240 contactos, aunque no son compatibles con las memorias DDR2, ya que se trata de otra tecnología y además físicamente llevan la muesca de posicionamiento en otra situación. Según las informaciones disponibles se trata de memorias con una velocidad de bus de memoria real de entre 100MHz y 250MHz, lo que da una velocidad de bus de memoria efectiva de entre 800MHz y 2000MHz (el doble que una memoria DDR2 a la misma velocidad de bus de memoria real), con un consumo de entre 0 y 1.5 voltios (entre un 16% y un 25% menor que una DDR2) y una capacidad máxima de transferencia de datos de 15.0GB/s. RIMM O RANBUS: Debido al avance tecnológico del Microprocesador AMD K7, el cual puede llegar a funcionar con velocidades de bus FSB de 200MHz, una serie de fabricantes han preparado un nuevo tipo de memoria denominado módulo RIMM o RAMBUS, el cual utiliza los flancos de subida y bajada del reloj del Microprocesador, consiguiendo la comunicación a 200MHz. Obsérvese como la disposición de las muescas y pines de conexión han cambiado, con lo que probablemente tendremos que volver a cambiar de placa base. Actualmente, las RAMBUS apareció en las placas con chipsets I810, pero es un consuelo pensar que dichas placas vienen con un adaptador para los antiguos módulos DIMM. EL CHIPSET El "chipset" es el conjunto (set) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB. Antiguamente estas funciones eran relativamente sencillas de realizar y el chipset apenas influía en el rendimiento del ordenador, por lo que el chipset era el último elemento al que se concedía importancia a la hora de comprar una placa base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre la naturaleza del mismo. Pero los nuevos y muy complejos micros, junto con un muy amplio abanico de tecnologías en materia de memorias, caché y periféricos que aparecen y desaparecen casi de mes en mes, han hecho que la importancia del chipset crezca enormemente. De la calidad y características del chipset dependerán: Obtener o no el máximo rendimiento del microprocesador. Las posibilidades de actualización del ordenador. El uso de ciertas tecnologías más avanzadas de memorias y periféricos. Debe destacarse el hecho de que el uso de un buen chipset no implica que la placa base en conjunto sea de calidad. Como ejemplo, muchas placas con chipsets que darían soporte a enormes cantidades de memoria, 512 MB o más, no incluyen zócalos de memoria para más de 128 ó 256. O bien el caso de los puertos USB, cuyo soporte está previsto en la casi totalidad de los chipsets de los últimos dos años pero que hasta fecha reciente no han tenido los conectores necesarios en las placas base. Trataremos sólo los chipsets para Pentium y superior, ya que el chipset de un 486 o inferior no es de mayor importancia (dentro de un límite razonable) por estar en general todos en un nivel similar de prestaciones y rendimiento, además de totalmente descatalogados. Tampoco trataremos todas las marcas, sino sólo las más conocidas o de más interés; de cualquier forma, muchas veces se encuentran chipsets aparentemente desconocidos que no son sino chipsets VIA, ALI o SIS bajo otra marca. MEMORIA ROM (READ ONLY MEMORY) Memoria de solo lectura conteniendo el BIOS de una vieja placa madre. Es la memoria que se utiliza para almacenar los programas que ponen en marcha el ordenador y realizan los diagnósticos. La memoria ROM es aquella memoria de almacenamiento que permite sólo la lectura de la información y no su destrucción, independientemente de la presencia o no de una fuente de energía que la alimente. La memoria de sólo lectura o ROM (acrónimo en inglés de read-only memory) es una clase de medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y otros dispositivos electrónicos. Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar -al menos no de manera rápida o fácil- y se utiliza principalmente para contener el firmware (programa que está estrechamente ligado a hardware específico, y es poco probable que requiera actualizaciones frecuentes) u otro contenido vital para el funcionamiento del dispositivo. En su sentido más estricto, se refiere sólo a máscara ROM -en inglés MROM- (el más antiguo tipo de estado sólido ROM), que se fabrica con los datos almacenados de forma permanente, y por lo tanto, su contenido no puede ser modificado. Sin embargo, las ROM más modernas, como EPROM y Flash EEPROM se pueden borrar y volver a programar varias veces, aún siendo descritos como "memoria de sólo lectura (ROM), porque el proceso de reprogramación en general es poco frecuente, relativamente lento y, a menudo, no se permite la escritura en lugares aleatorios de la memoria. A pesar de la simplicidad de la ROM, los dispositivos reprogramables son más flexibles y económicos, por dicha razón, las máscaras ROM no se suelen encontrar en hardware producido a partir de 2007. Los desarrollos posteriores tomaron en cuenta estas deficiencias, así pues se creó la memoria de sólo lectura programable (PROM). Inventada en 1956 permitía a los usuarios modificarla sólo una vez con la aplicación de pulsos de alto voltaje. Eliminó los problemas 1 y 2 antes mencionados, ya que el usuario podía pedir gran cantidad de PROMs vacías y programarlas con el contenido necesario elegido por los diseñadores. En 1971 se desarrolló la memoria de sólo lectura programable y borrable (EPROM) que permitía reiniciar su contenido exponiendo el dispositivo a fuertes rayos ultravioleta. De esta manera erradicaba el punto 3 de la anterior lista. Más tarde en 1983 se inventó la EEPROM, resolviendo el conflicto número 4 de la lista ya que se podía reprogramar el contenido mientras proveyese un mecanismo para recibir contenido externo (por ejemplo, a través de un cable serial). En medio de la década de 1980 Toshiba inventó la memoria flash, una forma de EEPROM que permitía eliminar y reprogramar contenido en una misma operación mediante pulsos eléctricos miles de veces sin sufrir ningún daño. Todas estas tecnologías mejoraron la versatilidad y flexibilidad de la ROM aunque el costo por chip incrementaba. Por eso las máscaras ROM fueron la solución económica durante bastantes años. Aún así, hay que tener en cuenta que las nuevas tecnologías con más capacidad de modificación estuvieron diseñadas para eliminar del mercado a las ROM y reemplazarla. Uso de la ROM para almacenamiento de software Los ordenadores domésticos a comienzos de los años 1980] venían con todo su sistema operativo en ROM. No había otra alternativa razonable ya que las unidades de disco eran generalmente opcionales. La actualización a una nueva versión significa usar un soldador o un grupo de interruptores DIP y reemplazar el viejo chip de ROM por uno nuevo. Actualmente los sistemas operativos en general ya no van en ROM. Todavía los ordenadores pueden dejar algunos de sus programas en memoria ROM, pero incluso en este caso, es más frecuente que vaya en memoria flash. Los teléfonos móviles y los asistentes personales digitales (PDA) suelen tener programas en memoria ROM (o por lo menos en memoria flash). Algunas de las videoconsolas que usan programas basados en la memoria ROM son la Super Nintendo, la Nintendo 64, la Sega Mega Drive o la Game Boy. Estas memorias ROM, pegadas a cajas de plástico aptas para ser utilizadas e introducidas repetidas veces, son conocidas como cartuchos. Por extensión la palabra ROM puede referirse también a un archivo de datos que contenga una imagen del programa que se distribuye normalmente en memoria ROM, como una copia de un cartucho de videojuego. Una razón de que todavía se utilice la memoria ROM para almacenar datos es la velocidad ya que los discos son más lentos. Aún más importante, no se puede leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio disco. Por lo tanto, la BIOS, o el sistema de arranque oportuno del PC normalmente se encuentran en una memoria ROM. VELOCIDAD DE LA ROM Aunque la velocidad relativa de las memorias RAM y ROM ha variado con el tiempo, desde el año 2007 la memoria de acceso aleatorio es más rápida para la lectura que la mayoría de las memorias ROM, por lo tanto el contenido ROM se suele traspasar normalmente a la memoria RAM cuando se utiliza. VELOCIDAD DE ESCRITURA Para esos tipos de ROM que puedan ser modificados eléctricamente, la velocidad es mucho más lenta que la velocidad de lectura, y puede requerir excepcionalmente alto voltaje. EPROM Y EEPROM Wen Tsing Chow y otros ingenieros de la División Arma continuaron con este suceso diseñando la primera Memoria de Sólo Lectura No destruible' (Non-Destructive Read-Only Memory, NDRO) para aplicarlo a misiles guiados, fundamentado en una base de doble abertura magnética. Estas memorias, diseñadas originalmente para mantener constantes de objetivos, fueron utilizadas para sistemas de armas de MBIs y MMRBMs. La principal motivación para este invento fue que la Fuerza Aérea Estadounidense necesitaba reducir los costes de la fabricación de plaquetas de objetivos basadas en PROMs que necesitaban cambios constantes a medida que llegaba nueva información sobre objetivos del bloque de naciones comunistas. Como estas memorias son borrables, programables y re-programables, constituyen la primera implementación de una producción de memorias EPROM y EEPROM, de fabricación anterior al 1963. Debe observarse que los términos modernos de estos dispositivos, PROM, EPROM y EEPROM, no fueron creados hasta un tiempo después de que las aplicaciones de misiles nucleares guiados hayan estado operacionales. Las implementaciones originales de Arma se refieren a las PROMs como "matriz de almacenamiento de constantes"; y a las EPROMs y EEPROMs simplemente eran denominadas "memorias NDRO". Las modernas implementaciones comerciales de las PROM, EPROM y EEPROM basadas en circuitos integrados, borrado por luz ultravioleta, y varias propiedades de los transistores, aparecen unos 10 años después. Hasta que esas nuevas implementaciones fueron desarrolladas, fuera de aplicaciones militares, era más barato fabricar memorias ROM que utilizar una de las nuevas caras tecnologías desarrolladas y fabricados por los contratistas de misiles de las fuerzas aéreas. De todas formas, en misiles, naves espaciales, satélites y otras aplicaciones de mucha confiabilidad, siguen en uso muchos de los métodos de la implementación original de los '50. Memoria reprogramable Una memoria no volátil es reprogramable cuando su contenido se puede variar después de programada. El primer dispositivo de memoria no volátil fue propuesto por Kahng y Sze en 1967. Estos dispositivos se basan en la modificación de la carga eléctrica atrapada en la puerta de un transistor mos. Existen varias estructuras para conseguir esto. Las principales son: EPROM. Es una memoria de solo lectura que contiene información sobre la configuración de la tarjeta madre y su compatibilidad con cierto hardware. Aquí se controla la fecha del sistema, secuencia de arranque del sistema, seguridad, discos fijos, cd-rom drivers, flopply drivers, Zip drivers, Red, MODEM, sonido, entre otros. Se reconoce porque es un chip grande que casi siempre está cerca de una pila de reloj con las siglas AMIBIOS American Megatrend, PHOENIX, Award BIOS, entre otros. Este, es el BIOS (Basic Input Output System) del sistema y cada uno tiene una configuración específica para el modelo de tarjeta madre donde este montado. Su capacidad es de 640 Kbytes y es reprogramable eléctricamente (EEPROM). MEMORIA VIRTUAL Es el espacio libre que queda en el disco duro del PC que utiliza el sistema operativo (Windows por ejemplo) para facilitar y agilizar las tareas requeridas por el usuario. Para que un PC funcione sin problemas de memoria virtual, debe tener al menos 100 Mbytes de espacio libre en el disco duro. MEMORIA CACHÉ Es una memoria que se encuentra en el nivel 2 (L2) del Microprocesador y se utiliza para guardar información de las operaciones de la ALU de la CPU. En alguna tarjetas madres para Pentium I, es externa, con la forma de una pequeña tarjeta parecida a un SIMM justo a un lado del Socket del procesador, casi siempre de color verde o marrón. Esta caché funciona como lo externa, sólo que está más cerca del micro, es más rápida y más cara, además de complicar el diseño del micro, por lo que su tamaño se mide en pocas decenas de kilobytes. Se incorporó por primera vez en los micros 486, y por aquel entonces era de 8 Kb (aunque algunos 486 de Cyrix tenían sólo 1 Kb). Dentro de la gran carcasa negra encontramos una placa de circuito en la que va soldado el micro en sí, junto con varios chips que forman la caché, externa a lo que es propiamente el micro. Sin embargo, esta caché funciona a una frecuencia que es la mitad de la del microprocesador (es decir, a 116, 133 MHz o más), y no a la de la placa base como la caché externa clásica (de 50 a 66 MHz en los Pentium o 100 MHz en los AMD K62). Los Celeron normales, que carecen de caché L2 en absoluto). Estos micros tienen sus 128 Kb de caché L2 integrada en el propio encapsulado del micro y la hacen funcionar a la misma velocidad que éste, de forma que no llega a ser tan rápida como la caché L1 pero sí lo bastante como para permitirles competir con los Pentium II pese a tener sólo la cuarta parte de caché. Los Pentium II y los Celeron Mendocino tienen una caché interna y una semi-externa, Tecnologías usadas en la caché Aunque en general no se puede elegir qué memoria caché adquirir con el ordenador, puesto que se vende conjuntamente con la placa base o con el micr. Ante todo, el tipo de memoria empleada para fabricar la caché es uno de los factores más importantes. Suele ser memoria de un tipo muy rápido (como por ejemplo SRAM o SDRAM) y con características especiales, como burst pipeline: transmitir datos "a ráfagas" (burst). La velocidad de la caché influye en su rendimiento, como es obvio. Las cachés se mueven en torno a los 10 nanosegundos (ns) de velocidad de refresco; es decir, que cada 10 ns pueden admitir una nueva serie de datos. Por tanto, a menor tiempo de refresco, mayor velocidad. El último parámetro que influye en las cachés es la forma de escribir los datos en ellas. Esto se suele seleccionar en la BIOS, bien a mano o dejando que lo haga el ordenador automáticamente; las dos formas principales son: Write-Througth: impronunciable término que indica el modo clásico de trabajo de la caché; Write-Back: un modo más moderno y eficaz de gestionar la caché. MEMORIA MECÁNICA Aquella que está compuesta por discos duros, Discos flexibles, CD´s, ZIP´s, cintas magnéticas, etc. La capacidad está determinada por el fabricante. TECNOLOGÍAS ISA, EISA, PCI ,AGP Y AMR. ISA Acrónimo de Industry Standard Architecture. En informática, denominación del diseño de bus del equipo PC/XT de IBM, que permite añadir varios adaptadores adicionales en forma de tarjetas que se conectan en Slots de expansión de color negros integrados a la tarjeta madre. Trabajan con un bus de datos de 8 bits. EISA En informática, acrónimo de Extended Industry Standard Architecture, un tipo de bus desarrollado en 1988 por un consorcio de nueve compañías de computadoras. Es una evolución del bus ISA, con características más avanzadas, aunque mantiene la compatibilidad con el mismo, ya que una tarjeta ISA se puede conectar al bus EISA. Se reconoce en la tarjeta madre porque es mucho más corto que el slot ISA y está situada justo después del mencionado bus ISA. Trabaja a 16 Bits. PCI En informática, acrónimo de Peripheral Component Interconnect, especificación creada por Intel para la conexión de periféricos a computadoras personales. Permite la conexión de hasta 10 periféricos por medio de tarjetas de expansión conectadas a un bus local. La especificación PCI puede intercambiar información con la CPU a 32 o 64 bits dependiendo del tipo de implementación. El bus está multiplexado y puede utilizar una técnica denominada bus mastering, que permite altas velocidades de transferencia. Otra ventaja del PCI bus local consiste en que puede coexistir en el mismo equipo con buses de tipo ISA, EISA. En una tarjeta madre se reconocen porque son unos Slots de color blanco o beige claro, un poco más largos que los Slots EISA. AGP: (Accelerator Graphic by Pulses) Es un Slot un poco más pequeño que los Slot PCI de color marrón, exclusivo para tarjetas de vídeo AGP que trabajan a 128 Bits. Casi siempre están al lado de los Slots PCI. AMR Tecnología utilizada por un tipo de Módem de tarjetas madre integradas que van posicionados cerca de las ranuras ISA-EISA o PCI de la tarjeta madre. Son las ranuras más pequeñas y tiene un color marrón. 5- TARJETAS DE INTERFACES TARJETA DE VIDEO Es una placa electrónica que permite visualizar el trabajo que se está realizando en el equipo a través de un monitor. Se caracteriza porque tiene un conector hembra de color celeste o negro de 5, 12 ó 15 Pines distribuido en tres filas (DB 12, DB15). Estas tarjetas por lo general tienen memoria propia que por lo general pueden ser de 256 Kbytes para algunas ISA a 64 Mbytes para algunas AGP. Pueden utilizar las tecnologías ISA, EISA; PCI y AGP ó venir integrado en la tarjeta madre. TARJETA DE SONIDO Permite crear audio en el equipo a través de unas cornetas. Se caracteriza por la presencia de tres (3) conectores redondos con las siglas OUT, MIC, IN ó AUX y un conector para conectar joystick de 15 pines distribuido en 2 filas. MODEM Este dispositivo permite a la computadora utilizar las líneas telefónicas para conectarse a Internet, efectuar y atender llamadas telefónicas. La velocidad de los MODEM puede variar desde 14.000 Kbps hasta 115.000 Kbps. Se caracterizan por la presencia de dos conectores hembras de 4 Pines cada uno con las siglas PHONE Y LINE o figuras mnemotécnicas. En LINE se conecta la línea telefónica y en Phone una extensión de teléfono o el teléfono principal. Los MODEM pueden ser Internos si son tarjetas ISA, EISA, AMR o PCI, ó externos si se conectan en el puerto serial COMM 2. La palabra módem deriva de su operación como MOdulador o DEModulador. Un módem por un lado recibe información digital de un computador y la convierte en analógica, apropiada para ser enviada por una línea telefónica, por otro lado, de esta ultima recibe información analógica para que la convierta en digital, para ser enviada al computador. INTERFAZ RS-232C: A fin de que equipos de computación y módems de distintos fabricantes puedan interconectarse de manera universal, la norma americana rs-232c (ccitt v.24 internacional) especifica características mecánicas, funcionales y eléctricas que debe cumplir la interconexión entre un computador y un módem. Un módem comprende hardware para conectarlo a un port serie de PC. VELOCIDAD DE UN MÓDEM Y BAUDIOS Hay que diferenciar entre velocidad de señalización y velocidad de transmisión. Esto hace a la diferencia que existe entre baudios y bits por segundo. Imaginemos una onda senoidal cuya amplitud puede saltar de valor entre cuatro niveles distintos. En cada segundo pueden ocurrir 2400 de estos cambios de amplitud, esta onda presenta una velocidad de señalización de 2400 baudios. Cada uno de estos saltos de amplitud en dicho segundo, es un baudio. Puesto que se puede cambiar entre cuatro amplitudes diferentes, se puede convenir que cada una representa dos bits determinados, con lo cual se tiene una velocidad de transmisión de 2400x2= 4800 bits por segundo. La detección de cada amplitud (baud) puede hacerse cada 1/2400 de segundo= 0,4 milisegundos. Este tiempo es suficiente para que el módem pueda detectar un baud, e interpretar los dos bits que codifica. En pocos años, la velocidad de transmisión por las líneas telefónicas comunes fue aumentando 100 veces: de 300 a 33.600 bps. Esto se logro, codificando 12 bits por baudio. Hardware de los módems inteligentes actuales: Hoy en día, en un módem podemos encontrar un microcontrolador, encargado de procesar los comandos que envía el usuario y un microprocesador (el digital signal processor – DSP), dedicado a la demodulacion de las complejas señales analógicas. Este hardware permite operar a grandes velocidades y que los módems sean multinorma. DIFERENCIAS ENTRE LOS MÓDEMS INTERNOS Y EXTERNOS Un módem interno está contenido en una plaqueta similar a las que se enchufan en el interior del gabinete de una PC. Ocupa un zócalo disponible y no necesita usar un puerto serial. El módem externo está contenido en una caja propia, requiere un cable para conectarse a la PC, y otro para obtener energía. Es adaptable a distintas computadoras. No ocupa ningún zócalo, pero debe conectase a un puerto serial. Presenta luces indicadoras que dan cuenta de la operación que está realizando. Dentro de esta clase de módem debemos incluir los PCMCIA para notebooks. TARJETA DE RED Esta tarjeta permite a la computadora conectarse con otras PC para compartir y utilizar programas y recursos de otro equipo. Se utilizan en Cybercafe, Intranet y para la comunicación de 2 o más equipos entre sí en general. Pueden trabajar a velocidades que van desde los 10 Mbits hasta los 100 Mbits. Actualmente se reconocen por la presencia de un conector parecido al del MODEM pero tiene 8 pines. Las tarjetas de red antiguas traían otro conector adicional para cable coaxial pero esto ya está en desuso por el nivel de ruido que se produce en dicho tipo de cable. TARJETAS USB Es un dispositivo de uso universal donde se puede conectar cámaras digitales, escáner, impresoras, webcam y cualquier otro dispositivo que se haya fabricado para la tecnología USB. Se identifican porque sus conectores son aplanados. 6.- DISCOS DUROS Es una unidad de almacenamiento mecánica compuesta por uno o más platos de material metálico resistente dispuesto en un eje, encerrado en una cápsula. Son internos y por tanto, unidades fijas que no se pueden extraer. Un disco duro o disco rígido (en inglés hard disk drive) es un dispositivo no volátil, que conserva la información aún con la pérdida de energía, que emplea un sistema de grabación magnética digital. Dentro de la carcasa hay una serie de platos metálicos apilados girando a gran velocidad. Sobre los platos se sitúan los cabezales encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares para comunicar un disco duro con la computadora; las interfaces más comunes son Integrated Drive Electronics (IDE, también llamado ATA); SCSI generalmente usado en servidores; Serial ATA, este último estandarizado en el año 2004 y FC exclusivo para servidores. También existe otro tipo de almacenamiento, a efectos prácticos, sustituto del disco duro mecánico, denominadas Unidades de estado sólido que utilizan memorias de circuitos integrados basadas en Flash para almacenar la información. El uso de esta clase de dispositivos generalmente se limitaba a las supercomputadoras, por su elevado precio, aunque hoy en día ya son muchísimo más asequibles para el mercado doméstico. Así, el caché de pista es una memoria de estado sólido, tipo memoria RAM, dentro de una unidad de estado sólido. Su traducción del inglés es unidad de disco duro, pero este término es raramente utilizado, debido a la practicidad del término de menor extensión disco duro (o disco rígido). Estructura física CABEZAL DE LECTURA Dentro de un disco duro hay uno o varios platos (entre 2 y 4 normalmente, aunque hay hasta de 6 ó 7 platos), que son discos (de aluminio o cristal) concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y escritura) es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos están las cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto zonas interiores como exteriores del disco. Cada plato posee dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada cara. Si se observa el esquema Cilindro-Cabeza-Sector de más abajo, a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4 platos, aunque por cuestiones comerciales, no siempre se usan todas las caras de los discos y existen discos duros con un número impar de cabezas, o con cabezas deshabilitadas. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy cerca (hasta a 3 nanómetros), debido a una finísima película de aire que se forma entre éstas y los platos cuando éstos giran (algunos discos incluyen un sistema que impide que los cabezales pasen por encima de los platos hasta que alcancen una velocidad de giro que garantice la formación de esta película). Si alguna de las cabezas llega a tocar una superficie de un plato, causaría muchos daños en él, rayándolo gravemente, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se mueve a 129 km/h en el borde de un disco de 3,5 pulgadas). DIRECCIONAMIENTO Cilindro, Cabeza y Sector Pista (A), Sector (B), Sector de una pista (C), Clúster (D) Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco: Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro. Cara: cada uno de los dos lados de un plato. Cabeza: número de cabezales. Pista: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior. Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente (una de cada cara). Sector: cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes, aunque próximamente serán 4 KB. Antiguamente el número de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores en las pistas exteriores, y utiliza más eficientemente el disco duro. El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el CHS (cilindrocabeza-sector), ya que con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Más adelante se creó otro sistema más sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques), que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un único número. TIPOS DE DISCOS DUROS DISCOS ST Creados por la Seagate Technology Corp. Tienen capacidades que van desde los 10 Mbytes hasta los 512 Mbytes y trabajan a una velocidad de unas 3600 r.p.m. DISCOS IDE Creados por la fusión de varias compañías y poseen capacidades que van desde los 512 Mbytes hasta los 30 Gbytes. Trabajan a velocidades que van desde los 3600 r.p.m. hasta las 7500 r.p.m. DISCOS EIDE Estos discos tienen capacidades superiores a los 32 Gbytes y trabajan a 7500 r.p.m. Utilizan una tecnología llamada UDMA (Ultra Acceso Directo a la Memoria) que les permite trabajar con mas eficiencia. DISCOS SCSI Estos discos pueden tener capacidades desde 1 Gbytes hasta unos 80 Gbytes y más. Trabajan a 10.000 r.p.m. y son más rápidos que los anteriores. Tienen una tarjeta controladora SCSI con su propia BIOS y generan mucho calor por su rapidez. Por lo general se les utilizan en servidores de red por su eficiencia. TIPOS DE CONEXIÓN Si hablamos de disco duro podemos citar los distintos tipos de conexión que poseen los mismos con la placa base, es decir pueden ser SATA, IDE, SCSI o SAS: IDE Integrated Device Electronics ("Dispositivo con electrónica integrada") o ATA (Advanced Technology Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta aproximadamente el 2004, el estándar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos y alargados. SCSI Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad de almacenamiento y velocidad de rotación. Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de acceso puede llegar a 7 milisegundos y su velocidad de transmisión secuencial de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2). Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que posibilita una mayor velocidad de transferencia. SATA (SERIAL ATA) El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus serie para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existen tres versiones, SATA 1 de hasta 1,5 Gigabits por segundo (hoy día descatalogado), SATA 2 de hasta 3 Gigabits por segundo de velocidad de transferencia, el más extendido en la actualidad; y por último SATA 3 de hasta 6 Gigabits por segundo el cual se está empezando a hacer hueco en el mercado. Físicamente es mucho más pequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente SAS (SERIAL ATTACHED SCSI) Interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente. Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI. Además, el conector es el mismo que en la interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costes. Por lo tanto, las unidades SATA pueden ser utilizadas por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS. FACTOR DE FORMA El más temprano "factor de forma" de los discos duros, heredó sus dimensiones de las disqueteras. Pueden ser montados en los mismos chasis y así los discos duros con factor de forma, pasaron a llamarse coloquialmente tipos FDD "floppy-disk drives" (en inglés). La compatibilidad del "factor de forma" continua siendo de 3½ pulgadas (8,89 cm) incluso después de haber sacado otros tipos de disquetes con unas dimensiones más pequeñas. 8 pulgadas: 241,3×117,5×362 mm (9,5×4,624×14,25 pulgadas). En 1979, Shugart Associates sacó el primer factor de forma compatible con los disco duros, SA1000, teniendo las mismas dimensiones y siendo compatible con la interfaz de 8 pulgadas de las disqueteras. Había dos versiones disponibles, la de la misma altura y la de la mitad (58,7mm). 5,25 pulgadas: 146,1×41,4×203 mm (5,75×1,63×8 pulgadas). Este factor de forma es el primero usado por los discos duros de Seagate en 1980 con el mismo tamaño y altura máxima de los FDD de 5¼ pulgadas, por ejemplo: 82,5 mm máximo. Éste es dos veces tan alto como el factor de 8 pulgadas, que comúnmente se usa hoy; por ejemplo: 41,4 mm (1,64 pulgadas). La mayoría de los modelos de unidades ópticas (DVD/CD) de 120 mm usan el tamaño del factor de forma de media altura de 5¼, pero también para discos duros. El modelo Quantum Bigfoot es el último que se usó a finales de los 90'. 3,5 pulgadas: 101,6×25,4×146 mm (4×1×5.75 pulgadas). Este factor de forma es el primero usado por los discos duros de Rodine que tienen el mismo tamaño que las disqueteras de 3½, 41,4 mm de altura. Hoy ha sido en gran parte remplazado por la línea "slim" de 25,4mm (1 pulgada), o "low-profile" que es usado en la mayoría de los discos duros. 2,5 pulgadas: 69,85×9,5-15×100 mm (2,75×0,374-0,59×3,945 pulgadas). Este factor de forma se introdujo por PrairieTek en 1988 y no se corresponde con el tamaño de las lectoras de disquete. Este es frecuentemente usado por los discos duros de los equipos móviles (portátiles, reproductores de música, etc...) y en 2008 fue reemplazado por unidades de 3,5 pulgadas de la clase multiplataforma. Hoy en día la dominante de este factor de forma son las unidades para portátiles de 9,5 mm, pero las unidades de mayor capacidad tienen una altura de 12,5 mm. 1,8 pulgadas: 54×8×71 mm. Este factor de forma se introdujo por Integral Peripherals en 1993 y se involucró con ATA-7 LIF con las dimensiones indicadas y su uso se incrementa en reproductores de audio digital y su subnotebook. La variante original posee de 2GB a 5GB y cabe en una ranura de expansión de tarjeta de ordenador personal. Son usados normalmente en iPods y discos duros basados en MP3. 1 pulgadas: 42,8×5×36,4 mm. Este factor de forma se introdujo en 1999 por IBM y Microdrive, apto para los slots tipo 2 de compact flash, Samsung llama al mismo factor como 1,3 pulgadas. 0,85 pulgadas: 24×5×32 mm. Toshiba anunció este factor de forma el 8 de enero de 2004 para usarse en móviles y aplicaciones similares, incluyendo SD/MMC slot compatible con disco duro optimizado para vídeo y almacenamiento para micromóviles de 4G. Toshiba actualmente vende versiones de 4GB (MK4001MTD) y 8GB (MK8003MTD) 5 y tienen el Record Guinness del disco duro más pequeño. Los principales fabricantes suspendieron la investigación de nuevos productos para 1 pulgada (1,3 pulgadas) y 0,85 pulgadas en 2007, debido a la caída de precios de las memorias flash, aunque Samsung introdujo en el 2008 con el SpidPoint A1 otra unidad de 1,3 pulgadas. El nombre de "pulgada" para los factores de forma normalmente no identifica ningún producto actual (son especificadas en milímetros para los factores de forma más recientes), pero estos indican el tamaño relativo del disco, para interés de la continuidad histórica. CARACTERÍSTICAS DE UN DISCO DURO Las características que se deben tener en cuenta en un disco duro son: Tiempo medio de acceso: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista y el sector deseado; es la suma del Tiempo medio de búsqueda (situarse en la pista), Tiempo de lectura/escritura y la Latencia media (situarse en el sector). Tiempo medio de búsqueda: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en la pista deseada; es la mitad del tiempo empleado por la aguja en ir desde la pista más periférica hasta la más central del disco. Tiempo de lectura/escritura: Tiempo medio que tarda el disco en leer o escribir nueva información: Depende de la cantidad de información que se quiere leer o escribir, el tamaño de bloque, el número de cabezales, el tiempo por vuelta y la cantidad de sectores por pista. Latencia media: Tiempo medio que tarda la aguja en situarse en el sector deseado; es la mitad del tiempo empleado en una rotación completa del disco. Velocidad de rotación: Revoluciones por minuto de los platos. A mayor velocidad de rotación, menor latencia media. Tasa de transferencia: Velocidad a la que puede transferir la información a la computadora una vez la aguja está situada en la pista y sector correctos. Puede ser velocidad sostenida o de pico. 7- FLOPPY Es una unidad de lectura mecánica de discos flexibles de 3½ " y 1.44 Mbytes de capacidad. La unidad en si es fija en la CPU y no contiene discos internos por los que la hace una unidad de discos extraíbles. Almacenamiento en disquetes El método de grabación magnética es el mismo que emplean todas las variedades de cinta magnética: casetes de música, de vídeo, etc. La base de esta clase de grabación es la propiedad de magnetización que tienen algunos materiales, tales como el hierro. La superficie de los discos que contienen una superficie delgada de material magnético, se trata como si fuera una matriz de posiciones de puntos, cada uno de los cuales es un bit que se activa al equivalente magnético de 0 y 1 (magnetizado o desmagnetizado, respectivamente). Como las posiciones de estos puntos no están predeterminadas, necesitan unas marcas que ayuden a la unidad de grabación a encontrar y comprobar dichas posiciones. Otro concepto importante en los discos magnéticos es el procedimiento de acceso a su información que debe ser lo suficientemente rápido, si escuchamos un casete de música podríamos decir que el acceso es lineal por que no podemos llegar rápidamente al final de la cinta en los discos flexibles es totalmente diferente ya que existen dos movimientos que facilitan el acceso rápido, el primero de ellos es el de rotación en el que se emplea muy poco tiempo, con una velocidad aproximada de 300 r.p.m. en un disquete. El otro es el desplazamiento tangencial para ir a la posición deseada, por esto se denomina de "almacenamiento aleatorio" porque se puede ir a cualquier parte del disco sin tener que recorrer todo el trayecto. 8- UNIDAD ZIP Estas unidades pueden leer la información de un disco Zip a una velocidad superior que una unidad de 3 ½.". La capacidad de información que manejan estas unidades depende del fabricante. Así, las unidades actuales, tienen capacidades que van desde 100 Mbytes hasta 500 Mbytes. Pueden ser internas si están instaladas en la CPU del PC ó externas si están conectadas al puerto LPT1 de la impresora o USB del PC. ZIP 100 externo NEC ZIP 100 interno ZIP 250 externo. ZIP 750 externo USB. ZIP 250 interno. Disco ZIP de 100MB. Lado trasero de un disco estándar ZIP100, mostrando el punto retroreflectivo en la esquina superior izquierda. Discos ZIP de 100 MB y 750 MB. La unidad Iomega Zip, llamada también unidad Zip, es un dispositivo o periférico de almacenamiento, que utiliza discos Zip como soporte de almacenamiento; dichos soportes son del tipo magneto-óptico, extraíbles de media capacidad, lanzada por Iomega en 1994. La primera versión tenía una capacidad de 100 MB, pero versiones posteriores lo ampliaron a 250 y 750 MB. Se convirtió en el más popular candidato a suceder al disquete de 3,5 pulgadas, seguido por el SuperDisk. Aunque nunca logró conseguirlo, sustituyó a la mayoría de medios extraíbles como los SyQuest y robó parte del terreno de los discos magneto-ópticos al ser integrado de serie en varias configuraciones de portátiles y Apple Macintosh. La caída de precios de grabadoras y consumibles CD-R y CD-RW y, sobre todo de los pendrives y las tarjetas flash (que sí han logrado sustituir al disquete), acabaron por sacarlo del mercado y del uso cotidiano. En un intento de retener parte del mercado que perdía, Iomega comercializó bajo la marca Zip, una serie de regrabadoras de CD-ROM, conocidas como Zip-650 o Zip-CD. Las unidades Zip vienen en una amplia variedad e interfaces. Las unidades internas tienen interfaz IDE o SCSI. Las unidades externas viene con puerto paralelo y SCSI inicialmente, y unos años después USB. Durante algún tiempo, hubo una unidad llamada Zip Plus que podía detectar si se conectaba a un puerto de impresora o a uno SCSI, pero se detectaron gran cantidad de incompatibilidades y fue descatalogado. Incluía además software adicional y una fuente de alimentación externa más pequeña que la inicial. Con el tiempo las unidades Zip USB se alimentaron por el propio conector USB. Los discos Zip tiene todos un tamaño de 99 mm de ancho, 100 mm de alto y 7 mm de grosor en la zona del cierre. A los lados el grosor es menor. El tamaño extra respecto de los 90 mm del disquete de 3,5 provee del espacio para que la fuerza centrífuga sostenga el disco que rota lejos de su carcasa protectora a altas velocidades, eliminando el calor de la fricción que limitan las revoluciones por minuto (y con ello las velocidades de transferencia) de generaciones anteriores de soportes magnéticos. Este acercamiento sin contacto también aumenta la vida teórica de los consumibles. En la parte inferior de un disco Zip incluye un retro-reflector en la esquina superior izquierda (viendo el disco por la cara inferior). Esto era una medida para reducir soportes falsificados de bajo coste que socavan los beneficios de Iomega (pues los rellenos reflexivos se venden bajo licencia). En los discos de 250MB y 750MB, el punto ha sido reducido o eliminado como medida de seguridad para evitar su uso accidental en unidades de 100 MB. Si un disco se introduce en una unidad de menor capacidad es expulsado de inmediato. Algunos fabricantes de consumibles usan una chapa cóncava para conseguir el mismo efecto. La caja de los discos Zip es mayoritariamente transparente, muy similar a la de los discos magneto-ópticos y de los discos de MiniDisc. Se venden en paquetes individuales y cajas de 5 y 10 unidades. Los consumibles baratos se venden en caja de cartón e incluso en envoltorio de celofán. 9- UNIDAD DE CD-ROM Siglas del Ingles Compact Disk Read Only Memory. Es una unidad de lectura de Discos Compactos que pueden trabajan con velocidades que van desde 1X hasta 56X. La capacidad la tienen los CD´s que pueden ser 650 Mbytes o 700 Bytes. 10- UNIDAD CD-WRITER Siglas del Ingles Compact Disk Writer. Es una unidad de lectura escritura de Discos Compactos que pueden trabajan con velocidades que van desde 1X hasta 32X. 11- UNIDAD DVD-ROM Es una unidad de lectura Discos Compactos especiales llamados DVD que pueden trabajan con velocidades de 2X o más. Estos CD´s poseen capacidades mayores a los CD´s convencionales, por los general de 1024 Mbytes o 1 Gbyte, y son más utilizados para la difusión de películas para PC´s. Unidad de DVD: el nombre de este dispositivo hace referencia a la multitud de maneras en las que se almacenan los datos: DVD-ROM (dispositivo de lectura únicamente), DVD-R y DVD+R (solo pueden escribirse una vez), DVD-RW y DVD+RW (permiten grabar y borrar las veces que se quiera). También difieren en la capacidad de almacenamiento de cada uno de los tipos. Un DVD tiene 24 bits, una velocidad de muestreo de 48000 Hz y un rango dinámico de 144 dB. Se dividen en dos categorías: los de capa simple y los de doble capa. Los DVD de capa simple puede guardar hasta 4,7 gigabytes según los fabricantes en base decimal, y aproximadamente 4,38 gigabytes reales en base binaria o gibibytes (se lo conoce como DVD-5), alrededor de doce veces más que un CD estándar. Emplea un láser de lectura con una longitud de onda de 650 nm (en el caso de los CD, es de 780 nm) y una apertura numérica de 0,6 (frente a los 0,45 del CD), la resolución de lectura se incrementa en un factor de 1,65. Esto es aplicable en dos dimensiones, así que la densidad de datos física real se incrementa en un factor de 3,3. El DVD usa un método de codificación más eficiente en la capa física: los sistemas de detección y corrección de errores utilizados en el CD, como la comprobación de redundancia cíclica CRC, la codificación Reed Solomon Product Code, (RS-PC), así como la codificación de línea Eight-to-Fourteen Modulation, la cual fue reemplazada por una versión más eficiente, EFM Plus, con las mismas características que el EFM clásico. El subcódigo de CD fue eliminado. Como resultado, el formato DVD es un 47% más eficiente que el CD-ROM, que usa una tercera capa de corrección de errores. A diferencia de los discos compactos, donde el sonido (CDDA) se guarda de manera fundamentalmente distinta que los datos, un DVD correctamente creado siempre contendrá datos siguiendo los sistemas de archivos UDF e ISO 9660. El disco puede tener una o dos caras, y una o dos capas de datos por cada cara; el número de caras y capas determina la capacidad del disco. Los formatos de dos caras apenas se utilizan. Tipos de DVD Los DVD se pueden clasificar según su contenido: DVD-Video: Películas (vídeo y audio). DVD-Audio: Audio de alta fidelidad . DVD-Data: Todo tipo de datos. Según su capacidad de regrabado: DVD-ROM: Sólo lectura, manufacturado con prensa. DVD-R y DVD+R: Grabable una sola vez. La diferencia entre los tipos +R y -R radica en la forma de grabación y de codificación de la información. En los +R los agujeros son 1 lógicos mientras que en los –R los agujeros son 0 lógicos. DVD-RW y DVD+RW: Regrabable. DVD-RAM: Regrabable de acceso aleatorio. Lleva a cabo una comprobación de la integridad de los datos siempre activa tras completar la escritura. DVD+R DL: Grabable una sola vez de doble capa. El DVD-ROM almacena desde 4,7 GB hasta 17 GB. Según su número de capas o caras: DVD-5: una cara, capa simple; 4,7 GB o 4,38 GiB - Discos DVD±R/RW. DVD-9: una cara, capa doble; 8,5 GB o 7,92 GiB - Discos DVD+R DL. La grabación de doble capa permite a los discos DVD-R y los DVD+RW almacenar significativamente más datos, hasta 8,5 GB por disco, comparado con los 4,7 GB que permiten los discos de una capa. Los DVD-R DL (dual layer) fueron desarrollados para DVD Forum por Pioneer Corporation. DVD+R DL fue desarrollado para el DVD+R Alliance por Philips y Mitsubishi Kagaku Media. Un disco de doble capa difiere de un DVD convencional en que emplea una segunda capa física ubicada en el interior del disco. Una unidad lectora con capacidad de doble capa accede a la segunda capa proyectando el láser a través de la primera capa semitransparente. El mecanismo de cambio de capa en algunos DVD puede conllevar una pausa de hasta un par de segundos. Los discos grabables soportan esta tecnología manteniendo compatibilidad con algunos reproductores de DVD y unidades DVD-ROM. Muchos grabadores de DVD soportan la tecnología de doble capa, y su precio es comparable con las unidades de una capa, aunque el medio continúa siendo considerablemente más caro. DVD-10: dos caras, capa simple en ambas; 9,4 GB o 8,75 GiB - Discos DVD±R/RW. DVD-14: dos caras, capa doble en una, capa simple en la otra; 13,3 GB o 12,3 GiB - Raramente utilizado. DVD-18: dos caras, capa doble en ambas; 17,1 GB o 15,9 GiB Discos DVD+R. También existen DVD de 8 cm (no confundir con miniDVD, que son CD que contienen información de tipo DVD video) que tienen una capacidad de 1,5 GB. El DVD Forum creó los estándares oficiales DVD-ROM/R/RW/RAM, y Alliance creó los estándares DVD+R/RW para evitar pagar la licencia al DVD Forum. Dado que los discos DVD+R/RW no forman parte de los estándares oficiales, no muestran el logotipo «DVD». En lugar de ello, llevan el logotipo «RW» incluso aunque sean discos que solo puedan grabarse una vez, lo que ha suscitado cierta polémica en algunos sectores que lo consideran publicidad engañosa, además de confundir a los usuarios. La mayoría de grabadoras de DVD nuevas pueden grabar en ambos formatos y llevan ambos logotipos «+RW» y «DVD-R/RW». 12- FUENTE DE PODER Es la parte de la CPU que provee de energía a la tarjeta madre y demás dispositivos internos. TIPOS DE FUENTE DE PODER FUENTE DE PODER AT Se caracteriza porque es análogo para encender y apagar, es decir se debe pulsar el botón de encendido de la CPU y volverlo a pulsar para apagarla cuando Windows muestre el mensaje "AHORA PUEDE APAGAR SU EQUIPO". mensaje "AHORA PUEDE APAGAR SU EQUIPO". 1.- Ventilador: expulsa el aire caliente del interior de la fuente y del gabinete, para mantener frescos los circuitos. 2.- Conector de alimentación: recibe el cable de corriente desde el enchufe doméstico. 3.- Selector de voltaje: permite seleccionar el voltaje americano de 127V ó el europeo de 240V. 4.- Conector de suministro: permite alimentar cierto tipo de monitores CRT. 5.- Conector AT: alimenta de electricidad a la tarjeta principal. Esquema externo de la 6.- Conector de 4 terminales IDE: utilizado fuente de poder AT para alimentar los discos duros y las unidades ópticas. 7.- Conector de 4 terminales FD: alimenta las disqueteras. 8.- Interruptor manual: permite encender la fuente de manera mecánica. FUENTE DE PODER ATX Se caracteriza porque es Digital para encender y apagar, es decir se debe pulsar el botón de encendido de la CPU para encenderla y cuando queramos apagar el equipo le ordenamos al computador que se apague desde Windows y el equipo se apaga sin necesidad de pulsar botones manualmente. Son los más comunes en dañarse porque son más delicados a fluctuaciones de voltaje. 1.- Ventilador: expulsa el aire caliente del interior de la fuente y del gabinete, para mantener frescos los circuitos. 2.- Interruptor de seguridad: permite encender la fuente de manera mecánica. 3.- Conector de alimentación: recibe el cable de corriente desde el enchufe doméstico. 4.- Selector de voltaje: permite seleccionar el voltaje americano de 127V ó el europeo de 240V. 5.- Conector SATA: utilizado para alimentar los discos duros y las unidades ópticas tipos SATA. 6.- Conector de 4 terminales: utilizado para alimentar de manera directa al Esquema de Fuente de microprocesador. poder ATX 7.- Conector ATX: alimenta de electricidad a la tarjeta principal. 8.- Conector de 4 terminales IDE: utilizado para alimentar los discos duros y las unidades ópticas. 9.- Conector de 4 terminales FD: alimenta las disqueteras. PARTES EXTERNAS DE FUENTE ATX Y SUS FUNCIONES Las fuentes de alimentación AT, fueron usadas hasta que apareció el Pentium MMX, es en ese momento cuando ya se empezarían a utilizar fuentes de alimentación ATX. Las características de las fuentes AT, son que sus conectores a placa base varían de los utilizados en las fuentes ATX, y por otra parte, quizás bastante más peligroso, es que la fuente se activa a través de un interruptor, y en ese interruptor hay un voltaje de 220v, con el riesgo que supondría manipular el PC. También destacar que comparadas tecnológicamente con las fuentes ATX, las AT son un tanto rudimentarias electrónicamente hablando. En ATX, es un poco distinto, ya que se moderniza el circuito de la fuente, y siempre está activa, aunque el ordenador no esté funcionando, la fuente siempre está alimentada con una tensión pequeña para mantenerla en espera. Una de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor que enciende/apaga la fuente, si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base, y esta se encarga de encender la fuente, esto conlleva pues el poder realizar conexiones/desconexiones por software. CONEXIÓN DE DISPOSITIVOS En Fuentes AT, se daba el problema de que existían dos conectores a conectar a placa base, con lo cual podía dar lugar a confusiones y a cortocircuitos, la solución a ello es basarse en un truco muy sencillo, hay que dejar en el centro los cables negros que los dos conectores tienen, así no hay forma posible de equivocarse. En cambio, en las fuentes conector para la placa base, y solo hay una manera de por eso no hay problema. ATX solo existe un todo de una pieza, encajarlo, así que Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos: El más grande, sirve para conectar dispositivos como discos duros, lectores de CD-ROM ó DVD, grabadoras, dispositivos SCSI, etc. Mientras que el otro, visiblemente más pequeño, sirve para alimentar por ejemplo disqueteras o algunos dispositivos ZIP. CÓDIGO DE COLORES DEL CABLEADO DE LA FUENTE DE PODER Los cables de las fuentes de poder tienen un voltaje determinado que va de acuerdo a las especificaciones del fabricante. Por lo general los cables están codificados de la siguiente manera: Pin 1 2 3 4 5 6 Description Power Good +5V DC +12V DC Ð12V DC Ground Ground Pin 1 2 3 4 5 6 Description 3.3V 3.3V Ground +5V Ground +5V Pin 7 8 9 10 11 12 Description Ground Ground Ð5V DC +5V DC +5V DC +5V DC Pin Description 11 3.3V 12 Ð12V 13 Ground 14 PS-ON 15 Ground 16 Ground 7 Ground 17 Ground 8 Power OK 18 Ð5V 9 5VSB 19 +5V 10 +12V 20 +5V La fuente de poder, fuente de alimentación o fuente de energía es el dispositivo que provee la electricidad con que se alimenta una computadora u ordenador. Por lo general, en las computadoras de escritorio (PC), la fuente de poder se ubica en la parte de atrás del gabinete, junto a un ventilador que evita su recalentamiento. La fuente de poder es una fuente eléctrica, un artefacto activo que puede proporcionar corriente eléctrica gracias a la generación de una diferencia de potencial entre sus bornes. Se diseña a partir de una fuente ideal, que es un concepto utilizado en la teoría de circuitos para analizar el comportamiento de los componentes electrónicos y los circuitos reales. La fuente de alimentación se encarga de convertir la tensión alterna de la red industrial en una tensión casi continua. Para esto consta de un rectificador, fusibles y otros componentes que le permiten recibir la electricidad, regularla, filtrarla y adaptarla a las necesidades de la computadora. Es importante cuidar la limpieza de la fuente de poder; de lo contrario, puede acumular polvo que obstruya la salida de aire. Al aumentar la temperatura, la fuente puede recalentarse y quemarse, dejando de funcionar. Una falla en la fuente de poder incluso puede perjudicar a otros componentes de la computadora, como la placa madre o la placa de video. CLASIFICACIÓN Las fuentes de alimentación, para dispositivos electrónicos, pueden clasificarse básicamente como fuentes de alimentación lineal y conmutada. Las lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser más complejo cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, pero sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente. Una fuente conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y normalmente más eficiente pero será más complejo y por tanto más susceptible a averías. FUENTES DE ALIMENTACIÓN LINEALES Las fuentes lineales siguen el esquema: transformador, rectificador, filtro, regulación y salida. En primer lugar el transformador adapta los niveles de tensión y proporciona aislamiento galvánico. El circuito que convierte la corriente alterna en continua se llama rectificador, después suelen llevar un circuito que disminuye el rizado como un filtro de condensador. La regulación, o estabilización de la tensión a un valor establecido, se consigue con un componente denominado regulador de tensión. La salida puede ser simplemente un condensador. FUENTES DE ALIMENTACIÓN CONMUTADAS Una fuente conmutada es un dispositivo electrónico que transforma energía eléctrica mediante transistores en conmutación. Mientras que un regulador de tensión utiliza transistores polarizados en su región activa de amplificación, las fuentes conmutadas utilizan los mismos conmutándolos activamente a altas frecuencias (20-100 Kilociclos típicamente) entre corte (abiertos) y saturación (cerrados). La forma de onda cuadrada resultante es aplicada a transformadores con núcleo de ferrita (Los núcleos de hierro no son adecuados para estas altas frecuencias) para obtener uno o varios voltajes de salida de corriente alterna (CA) que luego son rectificados (con diodos rápidos) y filtrados (Inductores y capacitores) para obtener los voltajes de salida de corriente continua (CC). Las ventajas de este método incluyen menor tamaño y peso del núcleo, mayor eficiencia y por lo tanto menor calentamiento. Las desventajas comparándolas con fuentes lineales es que son más complejas y generan ruido eléctrico de alta frecuencia que debe ser cuidadosamente minimizado para no causar interferencias a equipos próximos a estas fuentes. Las fuentes conmutadas tienen por esquema: rectificador, conmutador, transformador, otro rectificador y salida. La regulación se obtiene con el conmutador, normalmente un circuito PWM (Pulse Width Modulation) que cambia el ciclo de trabajo. Aquí las funciones del transformador son las mismas que para fuentes lineales pero su posición es diferente. El segundo rectificador convierte la señal alterna pulsante que llega del transformador en un valor continuo. La salida puede ser también un filtro de condensador o uno del tipo LC. Las ventajas de las fuentes lineales son una mejor regulación, velocidad y mejores características EMC. Por otra parte las conmutadas obtienen un mejor rendimiento, menor coste y tamaño. Tipos de Fuentes Las dos fuentes de alimentación son: AT o ATX. Fuente de Poder AT: ("Advanced Technology") ó tecnología avanzada. Se caracteriza porque es análogo para encender y apagar, es decir se debe pulsar el botón de encendido de la CPU y volverlo a pulsar para apagarla cuando Windows muestre el mensaje "AHORA PUEDE APAGAR SU EQUIPO". 1.- Ventilador: expulsa el aire caliente del interior de la fuente y del gabinete, para mantener frescos los circuitos. 2.- Conector de alimentación: recibe el cable de corriente desde el enchufe doméstico. 3.- Selector de voltaje: permite seleccionar el voltaje americano de 127V ó el europeo de 240V. 4.- Conector de suministro: permite alimentar cierto tipo de monitores CRT. 5.- Conector AT: alimenta de electricidad a la tarjeta principal. Esquema externo de la 6.- Conector de 4 terminales IDE: utilizado fuente de poder AT para alimentar los discos duros y las unidades ópticas. 7.- Conector de 4 terminales FD: alimenta las disqueteras. 8.- Interruptor manual: permite encender la fuente de manera mecánica. Partes y funciones externas de la fuente de poder AT. Fuente de Poder ATX: ("Advanced Technology eXtended") ó tecnología avanzada extendida. Se caracteriza porque es Digital para encender y apagar, es decir se debe pulsar el botón de encendido de la CPU para encenderla y cuando queramos apagar el equipo le ordenamos al computador que se apague desde Windows y el equipo se apaga sin necesidad de pulsar botones manualmente. Son los más comunes en dañarse porque son más delicados a fluctuaciones de voltaje. 1.- Ventilador: expulsa el aire caliente del interior de la fuente y del gabinete, para mantener frescos los circuitos. 2.- Interruptor de seguridad: permite encender la fuente de manera mecánica. 3.- Conector de alimentación: recibe el cable de corriente desde el enchufe doméstico. 4.- Selector de voltaje: permite seleccionar el voltaje americano de 127V ó el europeo de 240V. 5.- Conector SATA: utilizado para alimentar los discos duros y las unidades ópticas tipos SATA. 6.- Conector de 4 terminales: utilizado para Esquema de Fuente de alimentar de manera directa al poder ATX microprocesador. 7.- Conector ATX: alimenta de electricidad a la tarjeta principal. 8.- Conector de 4 terminales IDE: utilizado para alimentar los discos duros y las unidades ópticas. 9.- Conector de 4 terminales FD: alimenta las disqueteras. 13.- REGULADOR DE VOLTAJE Es la parte de la computadora que se encarga de regular y mantener toda la computadora con un nivel de energía estable. De allí su nombre de REGULADOR DE VOLTAJE. Por lo general, posee tres diodos LED, Verde que india el paso correcto de energía eléctrica; Amarillo que indica un problema de electricidad, pudiera ser una baja de voltaje y Rojo que indica el Stand By mientras se carga el regulador para encender. 14.- MONITOR Es un dispositivo electrónico que permite visualizar gráficamente los datos que se procesan en la CPU. Están compuestos por un tubo de rayos catódicos que forma la pantalla. TIPOS DE MONITORES Monitor EGA, en informática, acrónimo inglés de Enhanced Graphics Adaptor (adaptador de gráficos mejorado), un adaptador de monitor de vídeo lanzado por IBM en 1984. El EGA es capaz de emular el CGA, acrónimo inglés de Color Graphics Adapter (Adaptador para Gráficos Color) y el MDA, así como de proporcionar varios modos de vídeo adicionales, entre ellos un modo de 43 caracteres de línea y un modo gráfico con 640 píxeles horizontales por 350 píxeles verticales y 16 colores seleccionados en una paleta de 64. Se reconocen por que en el enchufe de su cable RGB, posee 5 Pines. MONITOR MDA Acrónimo de Monochrome Display Adaptor (adaptador monocromo de pantalla). En informática, un adaptador de vídeo presentado en 1981, capaz de utilizar un solo modo de carácter: 25 líneas de 80 caracteres cada una, con subrayado, parpadeo y caracteres de mayor intensidad. Aunque IBM no ha usado nunca el acrónimo MDA, se utiliza a menudo para referirse al adaptador monocromo de pantalla e impresora de esta compañía. MONITOR MCGA En informática, acrónimo de Multi-Colour Graphics Array (matriz gráfica multicolor), un adaptador de vídeo incluido en los equipos IBM PS/2, modelos 25 y 30. La MCGA puede emular a un CGA (adaptador gráfico a color) y permite dos modos gráficos adicionales. El primer modo tiene 640 píxeles horizontales por 480 píxeles verticales con dos colores elegidos de una paleta de 262.144 colores. El segundo tiene 320 píxeles horizontales por 200 píxeles verticales con 256 elegidos de una paleta de 262.114 colores. MONITOR VGA En informática, acrónimo de Video Graphics Array, un adaptador de vídeo presentado por IBM en 1987. El adaptador VGA reproduce todos los modos de vídeo de la tarjeta EGA (acrónimo de Enhanced Graphics Adapter) e incorpora varios modos adicionales. Los nuevos modos más conocidos son el de 640 píxeles horizontales por 480 verticales, con 16 colores simultáneos a elegir de una paleta de 262.144 colores, y el modo de 320 píxeles horizontales por 200 verticales, con 256 colores a elegir de una paleta de 262.144 colores. Se reconocen por que en el enchufe de su cable RGB, posee 12 Pines. MONITOR SVGA Parecidos a los VGA pero más potentes. Tienen tamaños de 14",15",17" y 21", trabajan con resoluciones de 640x480, 800x600, 1024x768 Pixeles o mas y pueden presentar la combinación de 24.000.000 a 32.000.000 colores. Se reconocen por que en el enchufe de su cable RGB, posee 15 Pines y por lo general son dispositivos Plug and Play (PnP). Monitor de Cristal Liquido: Son aquellos utilizados en equipos LapTop, trabajan a altas resoluciones y consumen poca energía. 15.- TECLADOS Es un dispositivo que se utiliza para introducir datos a la computadora y obtener información significativa para el usuario. TIPOS DE TECLADOS Standard: La forma de su conector es grande con cinco (5) pines machos. Tiene una pequeña incisión lateral que permite al usuario identificar la posición correcta para su instalación. PS/2 La forma de su conector es pequeña con cinco (5) pines machos. Tiene una pequeña incisión lateral que permite al usuario identificar la posición correcta para su instalación. USB Aquellos que se conectan en el puerto USB del PC. 16.- MOUSE Es un dispositivo señalador diseñado para adaptarse en la mano del usuario muy común, popularizado gracias a estar incluido en el equipamiento estándar del Apple Macintosh. Fue desarrollado por Xerox en el parque de investigación de Palo Alto (EEUU). TIPOS DE MOUSE Según su conector: RS-232 La forma de su conector es grande en forma de trapecio en la parte frontal con nueve (9) pines hembras. PS/2 La forma de su conector es pequeña y circular con cinco (5) pines machos. Tiene una pequeña marca lateral que permite al usuario identificar la posición correcta para su instalación. USB Aquellos que se conectan en el puerto USB del PC. Según su mecanismo de función: Opto mecánicos Utilizan una bolita para hacer girar dos engranajes que interrumpen la señal emitida por los lentes y hacen mover el puntero del mouse. Láser No utilizan bolitas, pero en su lugar tiene un lente que emite un haz de luz que rebota sobre una superficie plana y hace mover el puntero del mouse. Mecánicos Tienen una gran bola de plástico, de varias capas, en su parte inferior para mover dos ruedas que generan pulsos en respuesta al movimiento de éste sobre la superficie. Una variante es el modelo de Honeywell que utiliza dos ruedas inclinadas 90 grados entre ellas en vez de una bola. La circuitería interna cuenta los pulsos generados por la rueda y envía la información a la computadora, que mediante software procesa e interpreta. Parte inferior de un ratón con cable y sensor óptico. ÓPTICOS Es una variante que carece de la bola de goma que evita el frecuente problema de la acumulación de suciedad en el eje de transmisión, y por sus características ópticas es menos propenso a sufrir un inconveniente similar. Se considera uno de los más modernos y prácticos actualmente. Puede ofrecer un límite de 800 ppp, como cantidad de puntos distintos que puede reconocer en 2,54 centímetros (una pulgada); a menor cifra peor actuará el sensor de movimientos. Su funcionamiento se basa en un sensor óptico que fotografía la superficie sobre la que se encuentra y detectando las variaciones entre sucesivas fotografías, se determina si el ratón ha cambiado su posición. En superficies pulidas o sobre determinados materiales brillantes, el ratón óptico causa movimiento nervioso sobre la pantalla, por eso se hace necesario el uso de una alfombrilla o superficie que, para este tipo, no debe ser brillante y mejor si carece de grabados multicolores que puedan "confundir" la información luminosa devuelta. LÁSER Este tipo es más sensible y preciso, haciéndolo aconsejable especialmente para los diseñadores gráficos y los jugadores de videojuegos. También detecta el movimiento deslizándose sobre una superficie horizontal, pero el haz de luz de tecnología óptica se sustituye por un láser con resoluciones a partir de 2000 ppp, lo que se traduce en un aumento significativo de la precisión y sensibilidad. Un modelo trackball de Logitech. TRACKBALL El concepto de trackball es una idea que parte del hecho: se debe mover el puntero, no el dispositivo, por lo que se adapta para presentar una bola, de tal forma que cuando se coloque la mano encima se pueda mover mediante el dedo pulgar, sin necesidad de desplazar nada más ni toda la mano como antes. De esta manera se reduce el esfuerzo y la necesidad de espacio, además de evitarse un posible dolor de antebrazo por el movimiento de éste. A algunas personas, sin embargo, no les termina de resultar realmente cómodo. Este tipo ha sido muy útil por ejemplo en la informatización de la navegación marítima. Por conexión POR CABLE Es el formato más popular y más económico, sin embargo existen multitud de características añadidas que pueden elevar su precio, por ejemplo si hacen uso de tecnología láser como sensor de movimiento. Actualmente se distribuyen con dos tipos de conectores posibles, tipo USB y PS/2; antiguamente también era popular usar el puerto serie. Es el preferido por los videojugadores experimentados, ya que la velocidad de transmisión de datos por cable entre el ratón y el ordenador es óptima en juegos que requieren de una gran precisión. Un modelo inalámbrico con rueda y cuatro botones, y la base receptora de la señal. INALÁMBRICO En este caso el dispositivo carece de un cable que lo comunique con el ordenador o computadora, en su lugar utiliza algún tipo de tecnología inalámbrica. Para ello requiere un receptor que reciba la señal inalámbrica que produce, mediante baterías, el ratón. El receptor normalmente se conecta al ordenador a través de un puerto USB o PS/2. Según la tecnología inalámbrica usada pueden distinguirse varias posibilidades: Radio Frecuencia (RF): Es el tipo más común y económico de este tipo de tecnologías. Funciona enviando una señal a una frecuencia de 2.4Ghz, popular en la telefonía móvil o celular, la misma que los estándares IEEE 802.11b y IEEE 802.11g. Es popular, entre otras cosas, por sus pocos errores de desconexión o interferencias con otros equipos inalámbricos, además de disponer de un alcance suficiente: hasta unos 10 metros. Infrarrojo (IR): Esta tecnología utiliza una señal de onda infrarroja como medio de trasmisión de datos, popular también entre los controles o mandos remotos de televisiones, equipos de música o en telefonía celular. A diferencia de la anterior, tiene un alcance medio inferior a los 3 metros, y tanto el emisor como el receptor deben estar en una misma línea visual de contacto directo ininterrumpido para que la señal se reciba correctamente. Por ello su éxito ha sido menor, llegando incluso a desaparecer del mercado. Bluetooth (BT): Bluetooth es la tecnología más reciente como transmisión inalámbrica (estándar IEEE 802.15.1), que cuenta con cierto éxito en otros dispositivos. Su alcance es de unos 10 metros o 30 pies (que corresponde a la Clase 2 del estándar Bluetooth). El controlador Es, desde hace un tiempo, común en cualquier equipo informático, de tal manera que todos los sistemas operativos modernos suelen incluir de serie un software controlador (driver) básico para que éste pueda funcionar de manera inmediata y correcta. No obstante, es normal encontrar software propio del fabricante que puede añadir una serie de funciones opcionales, o propiamente los controladores si son necesarios. MODELO MIGHTY MOUSE DE APPLE. Uno, dos o tres botones Hasta mediados de 2005, la conocida empresa Apple, para sus sistemas Mac apostaba por un ratón de un sólo botón, pensado para facilitar y simplificar al usuario las distintas tareas posibles. Actualmente ha lanzado un modelo con dos botones simulados virtuales con sensores debajo de la cubierta plástica, dos botones laterales programables, y una bola para mover el puntero, llamado Mighty Mouse. Modelo inalámbrico con cuatro botones. 17.- IMPRESORA Es un dispositivo electromecánico que permite imprimir o escribir sobre una hoja de papel la información procesada en la computadora. TIPOS DE IMPRESORAS Básicamente existen tres (3) tipos a saber: MATRIZ DE PUNTOS Poseen un cabeza con unas agujas que golpean sobre una cinta que a su vez deja la impresión de la letra en la hoja. INYECCIÓN DE TINTA: Se caracterizan porque su cabezal envía un chorro de tinta directamente en el papel dejando la impresión de las letras. LÁSER Trabajan con calor la tinta de estos equipos es un polvillos dentro de una cápsula (Cabezal) que al calentarse deja impreso la información en la hoja. Su funcionamiento es similar al de una Fotocopiadora. Contenido 1- MICROPROCESADOR .............................................................................. 1 1971: MICROPROCESADOR 4004 ............................................................ 4 1972: MICROPROCESADOR 8008 ............................................................ 4 1974: MICROPROCESADOR 8080 ............................................................ 5 1978: MICROPROCESADOR 8086-8088 ................................................... 5 1982: MICROPROCESADOR 286 .............................................................. 5 1985: EL MICROPROCESADOR INTEL 386(TM)......................................... 6 1989: EL DX CPU MICROPROCESADOR INTEL 486(TM) ............................ 6 1993: PROCESADOR DE PENTIUM ........................................................... 7 1995: PROCESADOR PENTIUM® PROFESIONAL ....................................... 7 1996: PROCESADOR AMD K5................................................................... 7 1997: PROCESADOR PENTIUM® II ........................................................... 8 1998: EL PROCESADOR PENTIUM® II XEON (TM) ..................................... 8 1999: EL PROCESADOR CELERON (TM) .................................................... 9 1999: PROCESADOR PENTIUM® III .......................................................... 9 1999: EL PROCESADOR PENTIUM® III XEON (TM) .................................. 10 1999: PROCESADOR AMD K7 ATHLON .................................................. 10 2000: PROCESADOR AMD ATHLON THUNDERBIRD ............................... 10 2001: PROCESADORES INTEL ITANIUM ................................................. 11 2006: PROCESADOR INTEL CORE 2 DUO ................................................ 11 2010: PROCESADORES INTEL CORE i7, i5 y i3 ........................................ 12 2010: PROCESADORES DE AMD Phenom II X6, Phenom II X4, Phenom II X3 y Phenom II X2 ................................................................................. 12 ARQUITECTURA DEL PROCESADOR ....................................................... 13 EL ENCAPSULADO .............................................................................. 13 LA MEMORIA CACHE .......................................................................... 14 COPROCESADOR MATEMÁTICO ......................................................... 14 LOS REGISTROS .................................................................................. 14 LA MEMORIA...................................................................................... 14 PUERTOS ............................................................................................ 14 TECNOLOGÍA MMX ............................................................................ 15 ARQUITECTURA DIB ........................................................................... 15 VOLTAJE E INTENSIDAD ...................................................................... 16 LOS REGISTROS .................................................................................. 16 PARTES INTERNAS DEL MICROPROCESADOR......................................... 21 PARTES EXTERNAS DEL MICROPROCESADOR ........................................ 24 TIPOS DE MICROPROCESADORES .......................................................... 24 HORIZONTALES .................................................................................. 25 VERTICALES ........................................................................................ 25 2- PLACA BASE O TARJETA MADRE ........................................................... 25 COMPONENTES DE LA PLACA BASE ....................................................... 27 TIPOS DE BUS DE LA TARJETA MADRE ................................................... 29 BUS DE DATOS ................................................................................... 29 BUS DE DIRECCIÓN ............................................................................. 30 Bus de control .................................................................................... 30 Bus de expansión ............................................................................... 30 Bus del sistema .................................................................................. 30 LAS PLACAS BASE PARA PROCESADORES AMD ...................................... 30 LAS PLACAS BASE PARA PROCESADORES INTEL ..................................... 31 3- BUS ...................................................................................................... 32 FUNCIONAMIENTO ............................................................................... 32 EVOLUCIÓN ........................................................................................... 33 PRIMERA GENERACIÓN ...................................................................... 33 SEGUNDA GENERACIÓN ..................................................................... 34 TERCERA GENERACIÓN ...................................................................... 35 TIPOS DE BUSES .................................................................................... 35 BUS PARALELO ................................................................................... 36 BUS SERIE ........................................................................................... 36 COMPONENTES Y ESTRUCTURA ............................................................ 37 ARQUITECTURA ..................................................................................... 38 El Bus XT y el Bus ISA (AT) .................................................................. 38 MCA (Bus Micro Channel) .................................................................. 39 EISA (Extended ISA) ............................................................................ 40 LOCAL BUS ......................................................................................... 40 VESA LOCAL BUS ................................................................................ 41 PCI (Peripheral Components Interconnect) ........................................ 41 SCSI (SMALL COMPUTER SYSTEM INTERFACE) ................................... 42 AGP (Accelerated Graphics Port) ........................................................ 43 4- LA MEMORIA........................................................................................ 44 TIPOS DE MEMORIAS ............................................................................ 45 MEMORIA RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)................................... 45 EL CHIPSET ............................................................................................ 51 MEMORIA ROM (READ ONLY MEMORY) ............................................... 52 VELOCIDAD DE ESCRITURA ................................................................. 55 EPROM y EEPROM.............................................................................. 55 EPROM. .............................................................................................. 56 MEMORIA VIRTUAL ............................................................................... 56 MEMORIA CACHÉ .................................................................................. 57 MEMORIA MECÁNICA ........................................................................... 58 TECNOLOGÍAS ISA, EISA, PCI ,AGP Y AMR. .......................................... 58 5- TARJETAS DE INTERFACES .................................................................... 60 TARJETA DE VIDEO ................................................................................ 60 TARJETA DE SONIDO ............................................................................. 60 MODEM ................................................................................................ 60 INTERFAZ RS-232C:............................................................................. 61 VELOCIDAD DE UN MÓDEM Y BAUDIOS ............................................. 61 DIFERENCIAS ENTRE LOS MÓDEMS INTERNOS Y EXTERNOS .............. 62 TARJETA DE RED .................................................................................... 62 TARJETAS USB ....................................................................................... 63 6.- DISCOS DUROS .................................................................................... 64 Estructura física..................................................................................... 65 CABEZAL DE LECTURA ........................................................................ 65 DIRECCIONAMIENTO .......................................................................... 66 TIPOS DE DISCOS DUROS ....................................................................... 67 DISCOS ST........................................................................................... 67 DISCOS IDE ......................................................................................... 67 DISCOS EIDE ....................................................................................... 67 DISCOS SCSI ........................................................................................ 67 TIPOS DE CONEXIÓN ............................................................................. 68 IDE...................................................................................................... 68 SCSI .................................................................................................... 68 SATA (Serial ATA) ............................................................................... 68 SAS (Serial Attached SCSI) .................................................................. 69 FACTOR DE FORMA ............................................................................... 69 CARACTERÍSTICAS DE UN DISCO DURO ................................................. 71 7- FLOPPY ................................................................................................. 73 Almacenamiento en disquetes .............................................................. 73 8- UNIDAD ZIP .......................................................................................... 74 9- UNIDAD DE CD-ROM ............................................................................ 78 10- UNIDAD CD-WRITER ........................................................................... 79 11- UNIDAD DVD-ROM ............................................................................. 80 12- FUENTE DE PODER ............................................................................. 84 TIPOS DE FUENTE DE PODER ................................................................. 84 Fuente de Poder AT............................................................................ 84 Fuente de Poder ATX.......................................................................... 85 PARTES EXTERNAS DE FUENTE ATX Y SUS FUNCIONES .......................... 86 CONEXIÓN DE DISPOSITIVOS ................................................................. 86 CÓDIGO DE COLORES DEL CABLEADO DE LA FUENTE DE PODER ........ 87 CLASIFICACIÓN ...................................................................................... 89 FUENTES DE ALIMENTACIÓN LINEALES .............................................. 89 FUENTES DE ALIMENTACIÓN CONMUTADAS ..................................... 89 13.- REGULADOR DE VOLTAJE .................................................................. 93 14.- MONITOR .......................................................................................... 94 TIPOS DE MONITORES ........................................................................... 94 Monitor MDA ..................................................................................... 94 Monitor MCGA ................................................................................... 94 Monitor VGA ...................................................................................... 95 Monitor SVGA .................................................................................... 95 15.- TECLADOS ......................................................................................... 96 TIPOS DE TECLADOS .............................................................................. 96 PS/2.................................................................................................... 96 USB .................................................................................................... 96 16.- MOUSE .............................................................................................. 96 TIPOS DE MOUSE .................................................................................. 96 RS-232 ................................................................................................ 97 PS/2.................................................................................................... 97 USB .................................................................................................... 97 Ópticos ............................................................................................... 98 Láser .................................................................................................. 98 Trackball............................................................................................. 99 Por conexión ......................................................................................... 99 Por cable ............................................................................................ 99 Inalámbrico ...................................................................................... 100 El controlador ..................................................................................... 101 Modelo Mighty Mouse de Apple. ..................................................... 101 17.- IMPRESORA ..................................................................................... 102 TIPOS DE IMPRESORAS ........................................................................ 102 Matriz de Puntos .............................................................................. 102 Inyección de Tinta: ........................................................................... 102 Láser ................................................................................................ 102