Ensamblaje de Computadoras

Programa Nacional de Informtica

Ensamblaje de Computadoras

Manual del Participante

ENSAMBLAJE DE COMPUTADORAS



CAPITULO 1.- BASES HARDWARE

Informacin digital Dato ................................................................................................... 1 Cdigo ASCII ..................................................................................... 2 Sistema de digitacin binaria ............................................................. 3 Sistema de digitacin decimal ........................................................... 4 Sistema de digitacin hexadecimal.................................................... 4 Conversin de sistema de numeracin de la PC............................... 4 Conversin de datos binario a decimal.............................................. 5 Conversin de datos decimal a hexadecimal ................................... 6 Conversin de datos hexagecimal a decimal .................................... 7 Interpretacin de los nmeros binarios.............................................. 8

Configuracin del Computador Unidad central de procesamiento ...................................................... 9 Clasificacin del procesador............................................................ 10 Estructura del microprocesador ....................................................... 11 Unidad de control............................................................................. 11 Unidad de ejecucin ....................................................................... 13

Memorias Activas y Pasivas del Computador Concepto de memoria ..................................................................... 14 Memorias semiconductoras............................................................. 14 Memorias ROM................................................................................ 15 Memorias Magnticas...................................................................... 17

Buses de Comunicaciones Estructura del bus............................................................................ 18 Transporte de datos por el bus de datos ......................................... 18 Bus Externo .................................................................................... 19 Bus de Expansin............................................................................ 19 Arquitectura y Tecnologa................................................................ 21 Buses locales .................................................................................. 23 Recursos del sistema28

Puertos de Entrada y Salida Puertos seriales ............................................................................... 31 Puertos paralelos............................................................................. 36 Nuevas tecnologas de puertos ....................................................... 39 Puertos USB.................................................................................... 39 Puertos Fireware ............................................................................. 41

TABLA DE CONTENIDO




CAPITULO 2.- COMPUTADORAS PERSONALES

Computador Personal

Resea histrica de las computadoras............................................ 42 Arquitectura de la computadora....................................................... 45 Caractersticas generales ................................................................ 46 Dispositivos y perifricos estndar .................................................. 48 Perifricos........................................................................................ 51 Perifricos de entrada...................................................................... 51 Perifricos de salida ........................................................................ 56 Impresoras....................................................................................... 56 Plotter .............................................................................................. 60

CAPITULO 3.- PLACA BASE

Placa Base Factor de forma de las placas bases ............................................... 62 Tecnologa de la placa base............................................................ 67 Otras placas bases .......................................................................... 70 Chips de control e interfaces ........................................................... 72 Conjunto de chips Intel .................................................................... 76 Arquitectura North y South Bridge ................................................... 77 Chips super E/S............................................................................... 78 Arquitectura de concentrador .......................................................... 79

CAPITULO 4.- MEMORIAS DEL COMPUTADOR

Memoria Principa de Computador Memoria Principal ............................................................................ 88 Tecnologa de la memoria principal ................................................. 89 Memorias chip DIP RAM y tabletas tipo SIPP ................................. 89 Tableta de memorias DRAM FPM................................................... 90 Tableta de memorias RAM EDO ..................................................... 91 Tabletas de memorias SDRAM ....................................................... 92 Nuevas tecnologas DRAM.............................................................. 93 Tabletas de memorias RAMBUS o RDRAM.................................... 94 Bancos de la memoria principal....................................................... 97 Bancos de la memoria tipo DIP ....................................................... 97 Bancos de la memoria SIMM........................................................... 98 Bancos de la memoria DIMM .......................................................... 99 Bancos de la memoria RIMM ........................................................ 101 Memoria de sistema ...................................................................... 102 Memoria RAM cache ..................................................................... 103

CAPITULO 5.- MICROPROCESADORES

El Microprocesador El microprocesador........................................................................ 107




Arquitectura en Pipeline................................................................. 107 Arquitecturas o modelos de los microprocesadores ...................... 108 Overclocking.................................................................................. 109 Microprocesadores Comerciales ................................................... 110 Microprocesador 80286 ................................................................. 110 Microprocesador 80386 ................................................................. 110 Microprocesador 80486 ................................................................. 110 Microprocesador Pentium.............................................................. 110 Microprocesador Pentium pro........................................................ 111 Microprocesador Pentium II ........................................................... 112 Microprocesador Celeron .............................................................. 112 Microprocesador Pentium III .......................................................... 113 Microprocesador Pentium IV ......................................................... 114 Microprocesador Pentium IV HT con doble ncleo........................ 115 Bonosficios del ncleo doble ......................................................... 116 Tecnologa Hyper- Threading ........................................................ 116 Chipset Intel955 X Express ........................................................... 117 Aplicaciones .................................................................................. 118 Zcalo ZIF ..................................................................................... 119 Slot 1 ............................................................................................. 120 Instalacin del microprocesador Pentium IV.................................. 121

CAPITULO 6.- CONTROLADORAS ESTANDARES

Controladoras de disco duro

Estndar IDE ................................................................................. 125

Controladora de disquetera Controladora de la disquetera ....................................................... 125

Controladora de puertos de E/S Controladoras bsicas de puertos de comunicacin ..................... 125 Nuevas tecnologas de controladoras de puertos.......................... 126

Controladora o adaptador de video grafico Normas digitales ............................................................................ 127 Normas analgicas ........................................................................ 127 Matriz grafica de video................................................................... 127 Sper matriz grafica de video SVGA ............................................. 127 Soporte de colores......................................................................... 128 Partes de los adaptadores de video .............................................. 129 Bios de video ................................................................................. 129 Procesador de video...................................................................... 130 La RAM de video ........................................................................... 130 Pantalla en el modo texto .............................................................. 131 Pantalla en el modo grafico ........................................................... 132 Ancho de bus de video .................................................................. 132 Controlador de video ..................................................................... 134 Resolucin de la computadora grafica........................................... 134




Numero de pxeles......................................................................... 134 Dot Pitch ........................................................................................ 134 Paleta de colores o BIT color......................................................... 134

CAPITULO 7.- UNIDADES DE DISCO

Unidades de discos flexibles Disqueteras ................................................................................... 136

Unidades de discos o fijos Estructura fsicas de un disco duro................................................ 139 Unidad lgica................................................................................. 140 Unidad fsica.................................................................................. 140 Sistema de codificacin de datos para el disco duro ..................... 140 Funcionamiento de una unidad de disco duro ............................... 143 Estructuras Fsicas: cabezas, cilindros y sectores........................ 144 Estructura lgica de un disco duro................................................. 146 Cluster ........................................................................................... 147 Vfat ................................................................................................ 148 Fat 32 ............................................................................................ 148 NTFS ............................................................................................. 149 HPFS ............................................................................................. 150 Las particiones............................................................................... 151 Particiones y directorios................................................................. 152 Discos duros IDE........................................................................... 152 Trabajar con dos a mas discos duros ............................................ 154 Instalacin de un disco duro .......................................................... 154 Instalacin fsica ............................................................................ 154 Instalacin lgica ........................................................................... 157

CAPITULO 8.- RATON Y TECLADOS

Teclados Teclados ........................................................................................ 159

Mouse Ratn o Mouse .............................................................................. 162

CAPITULO 9.- MULTIMEDIA

Multimedia Multimedia ..................................................................................... 164 Lectoras CD................................................................................... 165 Cmara digital ............................................................................... 168

CAPITULO 10.- FUENTE DE PODER SWITCHING

Fuente de poder Switching Fuentes de Poder Switching169




CAPITULO 11.- MONITORES

Monitores Monitores de Tubos de Rayos Catdicos ..................................... 177 Parmetros del monitor TRC ......................................................... 180 Entrelazado .................................................................................. 182 Monitores de Cristal Lquido (LCD)................................................ 184 Monitores de Plasma..................................................................... 184

CAPITULO 12.- ENSAMBLAJE FINAL DE COMPUTADORA

Instalacin Fsica del Computador

Ensamblaje del computadora ........................................................ 178 Instalacin fsica en el case de la computadora ............................ 178

Configuracin Lgica del Computador Configuracin lgica CMOS BIOS SETUP .................................... 185 Ingreso al CMOS BIOS SETUP..................................................... 186 Sesiones setup: tpicas.................................................................. 186 Estndar CMOS setup................................................................... 187

Instalacin del Sistema Operativo Instalacin directa del sistema operativo ....................................... 220 Instalacin del sistema operativo desde el disco duro................... 221 Instalacin del sistema operativo por clonacin de disco .............. 222

ENSAMBLAJE DE COMPUTADORAS Manual del Participante

Capitulo 1

Programa Nacional de Informtica 1

Bases de Hardware Objetivos Especficos. Conocer el aspecto lgico de una computadora. Conocer los principales sistemas de numeracin que utiliza el

computador. Conocer la configuracin bsica de un computador.

INFORMACIN DIGITAL La informacin es el conjunto de datos procesados o por procesar del tipo fsico y lgico. Dato Se define como los valores fsicos verdaderos. Otra definicin es como los valores lgicos, los cuales son representados por objetos. Datos Fsicos Medicin de temperatura. Medicin de pesos. Medida de velocidad Datos Lgicos Simples. Estructurados Definidos por el usuario.

Tabla de Tipos de Datos Datos Simples Datos Estructurados Datos Definidos por el

Usuario Numricos. Lgicos. Carcter.

String (cadenas) Record (registros) Vectores y Matrices (arrays) Archivos o ficheros (files) Punteros (pointer)

Estor datos son propios de los lenguajes de programacin, en el entorno estructurado y visual.

La informacin para ser procesada necesita de la tecnologa electrnica, por ejemplo del uso de computadoras, impresoras, escner, amplificadores, grabadoras, etc. Por tanto es importante que la informacin sea convertida en seal elctrica.


Capitulo 1


Seal Elctrica.- Son impulsos elctricos inteligentes o portadoras de seal elctrica inteligente.

Tabla de Seales Elctricas Seales Inteligentes Seales Portadoras

Seal elctrica de audio Seal elctrica de video Seal elctrica data

Seal de radio frecuencia

Las computadoras utilizan las seales elctricas digitales, las cuales son interpretados por medio de cdigos del tipo binario hexadecimal, por ejemplo el uso del cdigo ASCII, BCD, BCN y otros.

Un computador utiliza tres sistemas de numeracin durante el proceso de datos, los cuales son:


Capitulo 1


Sistema de numeracin binaria. Sistema de numeracin Decimal Sistema de numeracin hexadecimal.

Sistema de numeracin binaria. El sistema de numeracin binario es tomado como un sistema de numeracin referencial porque se utiliza para el proceso de la informacin digital. Utiliza solamente dos dgitos binarios, los cuales se denominan BIT, estos nmeros son 0, 1 Por ejemplo: Dato Binario: 100011101011000011110101010 La informacin binaria que muestra el ejemplo no es interpretada fcilmente por el usuario, por eso que se utilizan las palabras digitales que se denominan Byte y Word. El Byte Es una palabra digital que contiene siempre 8 bits, se utiliza en las unidades de almacenamiento de informacin, por ejemplo los discos duros, memorias RAM, ROM, etc. Ejemplo: dato (Byte) = 11001101 Es importante indicar que la unidad de medida en las memorias o disco duro es en Kilo Byte (KB), pero por razones de facilidad de uso se utilizan unidades mayores, por ejemplo indicaremos las respectivas equivalencias: 1KB = 1024Bytes 1MB = 1024KBytes 1GB = 1024MBytes 1TB = 1024GBytes 1Penta Cinco = 1024TBytes El Word Es una palabra digital compuesta por 16 bits, utilizada como informacin digital de proceso en el sistema CPU. Ejemplo: dato (Word) = 1001111000101101 En la prctica no se utiliza el Word como unidad de proceso, ms bien se nomina como numero de bits: 16bits, 32bits y 64bits.


Capitulo 1


Sistema de numeracin Decimal Es el sistema de numeracin utilizado por el usuario para introducir datos y realizar el proceso de la informacin. Este sistema de numeracin contiene diez dgitos decimales: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Sistema de numeracin hexadecimal. Es el sistema de numeracin utilizado para la representacin de los datos, instrucciones, direcciones de memoria e informacin de error emitidos por el Sistema Bsico de Entrada y Salida (BIOS). Este sistema de numeracin contiene 16 dgitos hexadecimales: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

Distribucin de los sistemas de numeracin en el computador

Conversin de sistemas de numeracin en el computador

Conversin de datos decimales a datos binarios.

Mtodos de Codificacin: a) Por divisiones Sucesivas

Ejemplo convertir un nmero 13110 (base 10) a un numero N2 (base 2)

Solucin:

Hacer la divisin de acuerdo a la operacin indicada:


Capitulo 1


Luego el dato 1312 (Base 10) = 100000112 (base 2) b) Por Potencia de dos: 2n

Observe la tabla de conversiones

Apliquemos el mismo ejemplo desarrollado en el prrafo anterior, es decir codificar 13110 (base 10) a N2 (base 2)

Solucin del ejemplo.

La respuesta obtenida es N2 = 10000011 Conversin de datos binarios a datos decimales.


Capitulo 1


a) Mtodo por Descomposicin Polinmica Decreciente

Por ejemplo: Convertir el numero N2 = 100111001 en un numero N10

Solucin:

Primero contamos la cantidad de bits (m) que tiene el N2 el cual es: m=9bits

Luego el primer digito binario se multiplica por 2m 1, es decir m=8bits La de conversin es utilizando el mtodo de la descomposicin

polinmica decreciente del nmero binario, como se indica a continuacin:

012345678

10 212020212121202021 ++++++++=N N10 = 256 + 0 + 0 + 32 + 16 + 8 + 0 + 0 + 1 = 313 N10 = 313

Conversin de datos decimales a datos hexadecimales.

a) Mtodo por la Tabla Hexadecimal Binario o viceversa

Definir el cdigo Hexadecimal en relacin al sistema binario:

Solucin:

Primero convertimos el nmero decimal a binario, utilizando cualquiera de los dos mtodos explicados anteriormente.


Capitulo 1


N10 = 3564 N2 = 1101111011002

Segundo convertimos el nmero binario en hexadecimal, utilizando la tabla definida anteriormente, para este caso se separa de derecha a izquierda de cuatro en cuatro bits

Numero Binario 1101 1110 1100 Numero Hexadecimal D E C

N2 = 110111101100 = N16 = DEC N = DECH

Conversin de datos hexadecimales a datos decimales. La conversin se realiza utilizando la conversin primeramente a binario y luego a decimal, como se indica a continuacin:

a) Mtodo por las tabla de conversin Hexadecimal a Binario

Por ejemplo convertir el N = 3F59BH a un nmero decimal.

Solucin:

Primeramente convertimos el en nmero hexadecimal en un nmero binario, usando el cdigo Hexadecimal.

Nmero Hexadecimal 3 F 5 9 B Nmero Binario 0011 1111 0101 1001 1011

Luego se realiza la conversin del nmero binario al nmero decimal utilizando el mtodo la descomposicin polinmica decreciente, ver el desarrollo de la descomposicin polinmica y del resultado final.

012345678

9101112131415161710

212120212120202121

202120212121212121

++++++++++++++++++=N

N10 = 259483 Cmo interpreta el computador los datos binarios?

Por ejemplo se tiene una cantidad de bits que corresponde a la palabra

HELLO usada por el usuario: 1001000 1000101 1001100 1001100 1001111, estos valores binarios se han obtenido del cdigo ASCII

Por ejemplo si el dato es 1001000, en l se observan dos unos, significa

que el dato es par, entonces se le agrega un cero a la izquierda del numero, con la finalidad de mantener la paridad del dato binario


Capitulo 1


01001000

BIT de paridad

Por ejemplo si el dato 1001100, en l se observan tres unos entonces el dato es del tipo impar, entonces hay que agregarle un uno al lado izquierdo del dato para que se convierta en un dato par.

11001100 BIT de paridad

En la tabla nos muestra se muestra las relaciones del BIT de paridad, el numero binario y el carcter alfanumrico

Tabla de ejemplo de caracteres Caracter

Alfanumrico BIT de Paridad

Cdigo ASCII del Carcter Alfanumrico

Datos con Caractersticas Pares

H 0 1001000 01001000 E 1 1000101 11000101 L 1 1001100 11001100 L 1 1001100 11001100 0 1 1001111 11001111

CONFIGURACIN DEL COMPUTADOR

El computador es la mquina electrnica digital ms importante de la computacin e informtica. Tcnicamente esta compuesto por cuatro partes importantes que permite realizar todos los clculos y procesos encargados.

a) Fuente de voltaje conmutada.- Es la fuente de energa elctrica de voltaje

en corriente continua (voltaje polarizado), encargado de energizar al sistema de proceso y las interfases.

b) Sistema de Proceso.- Es la encarada de realizar los diversos procesos en el computador, tiene dos unidades importantes: Unidad Procesadora (CPU) y la Unidad de Memoria Principal (RAM Dinmica).

c) Interfases de entrada.- Es el circuito electrnico digital que tiene la funcin de adaptar dos sistemas en proceso, por ejemplo el sistema encargado de introducir los datos (perifrico de entrada) y el Sistema CPU, ambos tiene que dialogar y realizar el paso de la informacin codificada para ser procesada por el Sistema CPU.

d) Perifricos de entrada.- Es un equipo de computo que permite introducir datos para realizar procesos y/o complementar otros procesos.

e) Interfase de Salida.- es el encargado adaptar el sistema de proceso y el perifrico de salida de datos, por ejemplo el Sistema CPU termina de procesar un determinado programa de aplicacin y tiene mostrar al usuario, en un monitor o imprimirla en un papel, entonces la interfase


Capitulo 1


realiza dicha adaptacin al monitor y a la impresora que son los perifricos de salida.

f) Perifrico de Salida.-Es el equipo de cmputo que permite mostrar al usuario los procesos terminados en pantalla (perifrico monitor) o impresos en un papel (perifrico impresora).

Por ejemplo en el diagrama en bloques mostrado nos indica al perifrico de entrada como el teclado y el perifrico de salida al disco duro, por tanto las interfases son: la de entrada es un chip controlador que esta contenido dentro del Sper Chip (ser descrito en capitulo de chipsets de la placa base), mientras que la interfase de salida es la controladora IDE (ser descrito en el capitulo Interfases Controladoras)

Diagrama en bloques de la configuracin del computador

Unidad Central de Procesamiento Procesador.

Es un circuito electrnico digital secuencial, diseado para realizar procesos de datos sobre programas aplicativos o desarrollo de programas para nuevas aplicaciones. Tiene dos unidades denominadas:

a) La Unidad de Control.- Esta encargada de controlar o sincronizar las

actividades internas del procesador, as como de realizar la interfase entre la memoria principal y el procesador. En esta unidad tambin se encuentra instalados los registros de instruccin y el decodificador.

b) La Unidad de Ejecucin.- Es la encarga de realizar los procesos de clculos matemticos y las relaciones lgicas, en ella estn instaladas la unidad aritmtica/lgica, los registros de propsito general (memoria interna del procesador) y los otros registros que se explicara en este capitulo.


Capitulo 1


El procesador se clasifica como multibloques y monobloques.

a) Procesador Multibloques.- Es el que esta compuesto por ms de un bloque en las unidades de control y ejecucin, ver los ejemplos indicados en las figuras adjuntas:

b) Procesador Monobloque.- Es un procesador en la cual las unidades de control y ejecucin estn dentro de una cpsula o chip, es al que se le denomina Microprocesador, fue diseado por la corporacin INTEL. El primer microprocesador es el 4004 el cual utiliza 4 bits para el proceso y es de la misma forma que la figura adjunta.

Estructura del Microprocesador

La estructura del microprocesador esta compuesta en dos unidades muy importantes, los cuales describiremos a continuacin:


Capitulo 1


Unidad de Control

Es el centro nervioso del ordenador, ya que desde ella se controlan y gobiernan todas las operaciones desarrolladas por el microprocesador.

Funciones

Tomar las instrucciones de memoria. Decodificar o interpretar las instrucciones. Ejecutar las instrucciones inherentes a la propia CPU y los perifricos.

a) Contador de Programa.- Contiene permanentemente la direccin de memoria de la siguiente instruccin a ejecutar. Al iniciar la ejecucin de un programa toma la direccin de su primera instruccin. Incrementa su valor en uno, de forma automtica, cada vez que se concluye una instruccin, salvo si la instruccin que se est ejecutando es de salto o de ruptura de secuencia, en cuyo caso el contador de programa tomar la direccin de la instruccin que se tenga que ejecutar a continuacin; esta direccin est en la propia instruccin en curso, en el ejemplo indicado en el programa assembler se muestra en la direccin la actividad del contador de programa.

Programa Assembler Direccin Mnemnico Cdigo

Operacin Comentarios

000200 000201 000202 000203 000204 000205

LD B, 6 LD C, 4 ADD A, B ADD A, C

06H 06H 0EH 04H 80H 81H

B 6 C 4 A A + B A A + C

b) Registro de Instruccin.- Contiene la instruccin que se est ejecutando

en cada momento. Esta instruccin llevar consigo el cdigo de


Capitulo 1


operacin (un cdigo que indica qu tipo de operacin se va a realizar). Por ejemplo una suma y en su caso los operndos (datos sobre los que acta la instruccin) y los nmeros a sumar o las direcciones de memoria de estos operndos.

Por ejemplo observe este programa assembler simple, se trata de sumar dos operndos.

Solucin:

Se realiza la suma con el primer operando n1 cuando el registro

acumulador (A) es igual a 0, es decir A0 = 0 Se realiza la suma con el segundo operando n2 cuando el registro

acumulador (A) es igual a n1, es decir A1 = n1

Tabla de programa assembler bsico Direccin memoria

Mnemnico (notacin assembler)

Cdigo Operacin

Comentarios

000218 000219 000220 000221

ADD A, n1 ADD A, n2

C6H n1 C6H n2

A A0 + n1, A0 = 0 A A1 + n2, A1 = n1

c) Decodificador.- Se encarga de extraer el cdigo de operacin de la

instruccin en curso (que est en el registro de instruccin), lo analiza y emite las seales necesarias al resto de elementos para su ejecucin a travs del secuenciador

Reloj o Clock.- Proporciona una sucesin de impulsos elctricos o

ciclos a intervalos constantes (frecuencia constante), que marcan los instantes en que han de comenzar los distintos pasos de que consta cada instruccin

Secuenciador.- En este dispositivo se generan rdenes muy

elementales (micro rdenes) que, sincronizadas por los impulsos de reloj, hacen que se vaya ejecutando poco a poco la instruccin que est cargada en el registro de instruccin

Unidad de Ejecucin. Esta unidad se encarga de realizar las operaciones elementales de tipo aritmtico (sumas, restas, productos, divisiones) y de tipo lgico (comparaciones). A travs de un bus interno se comunica con la unidad de control la cual le enva los datos y le indica la operacin a realizar


Capitulo 1


Partes de la Unidad de Ejecucin a) Circuito Aritmtica lgica.- Contiene los circuitos necesarios para la

realizacin de las operaciones con los datos procedentes de los registros de propsito general. Este circuito tiene unas entradas de rdenes para seleccionar la clase de operacin que debe realizar en cada momento (suma, resta, etc.)

b) Registros de Propsito General.- En ellos se almacenan los datos u operndos que intervienen en una instruccin antes de la realizacin de la operacin por parte del circuito operacional. Tambin se emplean para el almacenamiento de resultados intermedios o finales de las operaciones respectivas.

c) Registro acumulador.- Almacena los resultados de las operaciones llevadas a cabo por el circuito operacional. Est conectado con los registros de entrada para realimentacin en el caso de operaciones encadenadas. Asimismo tiene una conexin directa al bus de datos para el envo de los resultados a la memoria central o a la unidad de control.

d) Registros de Flags.- Se trata de unos registros de memoria en los que se deja constancia algunas condiciones que se dieron en la ltima operacin realizada y que habrn de ser tenidas en cuenta en operaciones posteriores. Por ejemplo, en el caso de hacer una resta, tiene que quedar constancia si el resultado fue cero, positivo o negativo.

Memorias Activas y Pasivas del Computador La computadora personal utiliza varios tipos de memorias para realizar las actividades del proceso de informacin, almacn de datos, complementacin del proceso de datos y las controladoras del trabajo de los dispositivos hardware instalados en el computador. Concepto de Memoria Es un dispositivo electrnico digital que almacena datos binarios organizados en cantidad de bytes. Pero hay que tener en cuenta que los datos se almacenan celda por celda con un bit como dato.


Capitulo 1


Las memorias utilizan diversas tecnologas para cumplir con su propsito, que consiste en almacenar (grabar) y entregar (leer) los datos. Por ejemplo se tienen memorias semiconductoras, magnticas y pticas. Memorias Semiconductoras. Son aquellas memorias desarrolladas sobre el cristal silicio dopado denominado Oxido de Silicio (SiO2) y otras composiciones qumicas como por ejemplo el arseniuro de galio (GaAs), los cuales permiten utilizar altas tecnologas de integracin. Las memorias semiconductoras son representadas por las memorias ROM (memoria solamente de lectura) y RAM (memoria de acceso aleatorio) Memoria Semiconductora RAM. Es una memoria del tipo activa porque puede almacenar y entregar datos en forma temporal y es voltil porque fcilmente se pierden los datos por la ausencia de voltaje de polarizacin. Esta memoria tiene gran aplicacin en la computadora y esto se debe la especial consideracin que se le otorga con la siguiente definicin: El espacio de trabajo del procesador de la computadora. Esta definicin la convierte en la memoria principal y complementaria del computador (RAM Cache), pero para diferenciarla debemos hacer las siguientes observaciones, ver la tabla adjunta.

Tabla de las memorias RAM Memoria Principal (DRAM)

Memoria Complementaria (SRAM _ Cache)

Celda dinmica.- usa un condensador y un transistor CMOS para almacenar un bit de dato. Refresco de Memoria.- Utiliza un impulso de fresco de memoria, con el que revalida los datos almacenados en la RAM dinmica. Capacidad de Almacenamiento.- Es una memoria cuya capacidad esta entre los MB y GB.

Celda esttica.- usa un flip flop como celda de almacenamiento de un bit de dato. Refresco de Memoria.- No utiliza ningn impulso de refresco de memoria. Capacidad de Almacenamiento.- Es una memoria cuya capacidad esta entre los KB y MB.


Capitulo 1


La celda dinmica de la DRAM se muestra en la figura adjunta

Celda SRAM, que es un flip flop tipo D

Memorias ROM (memorias solamente de lectura) La memoria ROM es una memoria del tipo pasiva porque su funcin es de entregar siempre la informacin almacenada por el fabricante en ella, no permite cambiar su informacin a voluntad del usuario no pierde dicha informacin si se le retira la energa elctrica de polarizacin, por eso se le denomina tambin memoria no voltil

Memoria ROM


Capitulo 1


La evolucin de la memoria ROM es: PROM (utiliza matrices UNO y CERO) y la EPROM (utiliza la induccin de energa electrosttica sobre la tecnologa FAMOS (una variacin del CMOS). Las diferencias de caractersticas entre las tres memorias se indican en la tabla adjunta.

Tabla de la memorias ROM Memoria ROM (celda diodo)

Memoria PROM (Celdas Cero y Uno)

Memoria EPROM (Celda esttica MOS)

ROM BIOS

Celda Cero

Celda Uno

Grabacin

Borrado

EPROM

Memorias Magnticas. Son unidades de almacenamiento de datos, estn compuestas por discos y cintas magnticas. Las celdas de almacn de datos en un disco magntico son por sectores, cuya capacidad es de 512Bytes y se agrupan en bloques de sectores que se denominan CLUSTER, cuyas capacidades son de 1kB, 2kB, 4kB, 8kB, 16kB y 32kB.


Capitulo 1


Disco Magntico: Los discos magnticos son unidades de almacenamiento de datos del tipo masivo, con excepcin del diskette, se clasifican en discos extrables (diskette) y fijos (disco duro) a) Discos Extrables:

Es importante saber que para el caso de los diskettes, su preparacin consiste en aplicar el comando FORMAT, de tal manera que este comando permite realizar el formato fsico (geometra del disco), sistema de archivos y el formato lgico.

b) Discos Fijos.

Para el caso de los discos duros la preparacin se realiza utilizando por separado el formato fsico (geometra del disco), el sistema de archivos y el formato lgico.

BUSES DE COMUNICACIONES

Son medios de comunicacin que permiten transportar datos, direcciones y los impulsos de control dentro computador. Los buses estn instalados en forma fsica dentro del chip CPU, sobre la placa base (sistema CPU) y la conexiones fsicas entre la placa base con los perifricos. Estructura del Bus Esta compuesto por un conjunto de lneas paralelas y que por cada lnea se transporta un bit (dato, direccin) o un impulso de control.

Bus de datos


Capitulo 1


Bus de direccin

Bus de control

Transporte de Datos por el Bus de Datos Cada lnea transporta un bit de datos, de tal manera que para transportar un dato, que por ejemplo contiene 6 caracteres, estos se transportan en bytes por segundos (Bps), como se indica en la figura mostrada.

Transporte de datos por el bus de datos.


Capitulo 1


Clasificacin de los buses a) Por la informacin transportan.- Son los que muestran en la siguiente

tabla.

Bus de datos Bus de direccin Bus de control 8 bits 16bits 9 Impulsos 16bits 20bits 11 Impulsos 32bits 24bits 13 Impulsos 64bits 32bits ---------

b) Por la instalacin.

Buses Internos.- Son los medios de comunicacin que estn ubicados dentro del chip procesador, basados sobre la tecnologa pipeline y estn diseados para transportar datos, direccin y pulsos de control (ver figura adjunta)

Buses Externos.- Los buses externos son los medios de comunicacin

de datos, direccin y control, que estn distribuidos por toda la placa base. Estos buses consisten en buses tipo chip, cable y circuito impreso. Los buses externos son: el bus principal, bus local y bus de expansin (ver figura adjunta)


Capitulo 1


Bus Externo o de Expansin (Slot)

Los buses de expansin (slots), principales y locales, se denominan buses externos y han sido desarrollados sobre arquitecturas importantes: ISA, MCA e EISA y mejorados con las nuevas tecnologas: VESA, PCI, AGP y PCI Express aplicadas sobre la arquitectura mas importante de IBM, denominada MCA (arquitectura micro canal)

Qu tipo de informacin contienen los contactos de los slots?

Seales elctricas de datos. Seales elctricas de direcciones. Seales lgicas de interrupcin (IRQ) Seales elctricas de control Voltajes de polarizacin. Voltajes referenciales (GND) de 0 voltios o potencial tierra Otras seales ms complementarias.

Arquitectura.

a) Arquitectura ISA ((Arquitectura Estndar de las Industrias)

El ao de 1981 IBM disea la arquitectura ISA para su computador personal PC XT, con una capacidad inicial de 8 bits y luego de 16bits. Este slot tiene las siguientes caractersticas:

fBUS = 8.33MHz 8MHz. VT = 8MBps


Capitulo 1


Numero de contactos = 62 contactos (8bits) y 94 contactos (16bits)

Cmo se obtiene los 8MBps?

Para hallar los 8MBps se realizan las siguientes operaciones:

8MHz 16bits = 128Mbps 128Mbps 2ciclos = 64Mbps

MBpss

BytesbitssBytesMbitsVT 888

64 ===

Smbolo del slot ISA

Slot ISA fsico

b) Arquitectura MCA (arquitectura micro canal)

Los nuevos sistemas diseados por IBM de tecnologa PC AT386DX utilizan transferencia de datos de 32bits, por lo que procedieron a utilizar la nueva arquitectura MCA de 32bits de datos. La arquitectura MCA utiliza el dispositivo CACP (Punto de Control de Arbitraje Central), que consiste en arbitrar la competencia por el BUS, asegurando que todos los dispositivos tengan acceso y que ninguno monopolice el BUS en forma individual asignando un cdigo a c/u de los dispositivos. Esta arquitectura utilizo adems el Plug and Play, para facilitar la operacin del hardware en el computador.

Cmo se obtiene el valor de la velocidad de transferencia de MCA?

10MHz 32bits = s

Mbits320

sMbitsciclos

sMbits 1602320 =

MBpss

MBytesbits

Bytess

MbitsVT 20208160 ===

Las caractersticas de de esta arquitectura son: fBUS = 10MHz. VTRANSFERENCIA = 20MBps


Capitulo 1


Cantidad de bits = 32bits

Smbolo del slot MCA

Slot MCA Fsico

c) Arquitectura EISA (Arquitectura Estndar de las Industrias Extendida)

Esta arquitectura fue desarrollada por Compaq, esta compuesta por la arquitectura ISA de 16bits y la arquitectura MCA de 16bits, administrando en total 32bits de datos.

La arquitectura EISA permite dar facilidad de operacin a los sistemas compatibles 486DX, 486DX2 y el 486DX4 y el mejor uso de los controladores master de discos duros de tecnologa SCSI. Adems EISA permite la mayor expansin del sistema con una incidencia menor de conflictos entre las tarjetas adaptadoras y la facilidad de uso posterior del bus local (VL_bus). Cmo se determina el valor de la velocidad de transferencia para EISA?

8.33MHz 32bits = s

Mbits56.266

MBpss

MBytesbits

Bytess

MbitsVT 32.3332.33856.266 ===

Las caractersticas de la arquitectura EISA es:

fBUS = 8.33MHz VT = 33.32MBps Cantidad de bits = 32bits

Slot EISA

Buses Locales Las tecnologas aplicadas a la arquitectura MCA tienen relacin con el bus local, por lo tanto podemos afirmar que los principales buses locales son: VESA o Bus VL PCI (Interfase de componentes perifricos)


Capitulo 1


AGP (Puerto acelerador grfico) PCI_Express. Es importante diferenciar las disposiciones de los buses en un computador de un sistema tradicional y de un sistema de bus local, ver las figuras mostradas a continuacin:

Sistema Tradicional

Sistema con bus local


Capitulo 1


a) Tecnologa VESA (Asociacin Electrnica Estndar de Video)

Es el diseo del bus local fue desarrollado por el comit VESA liderado por NEC, para sistema 486, Este sistema de bus puede transferir 32bits de datos a la vez, el cual permite a la informacin fluir entre la CPU y un subsistema de video compatible u otro subsistema para disco duro. Esta actividad permite al sistema de bus VL la reduccin o eliminacin del cuello de botella que presenta un sistema tradicional.

Cmo se obtiene la velocidad de transferencia?

33MHz 32bits = s

Mbits1056

MBpss

MBytesbits

Bytess

MbitsVT 13213281056 ===

Las caractersticas de VESA son:

fBUS = 33MHz VT = 132MBps Cantidad de bits = 32bits.

Slot Bus Local VESA_ISA

Sistema Bus Local VESA con aplicacin sper IDE


Capitulo 1


b) Tecnologa PCI (Interfaz de Componentes Perifricos)

Es un sistema de bus local desarrollado por INTEL por continuas debilidades que presentaban las arquitecturas ISA y EISA. La tecnologa de PCI es de utilizar puentes (Bridges) para la conexin del bus CPU y el bus E/S nativo y adems del uso de un nuevo conjunto de chips controladores para la extensin del bus.

El sistema de PCI bus local es de 32bits y su frecuencia es de 33MHz, por lo tanto su velocidad de transferencia es de 132MB y de +5 voltios, pero si el bus PCI soporta datos de 64bits, a la misma frecuencia (33MHz), la velocidad de transferencia seria igual 264MBps.

Sistema de bus PCI de +5 voltios

El ao de 1998 se estableci la nueva norma que permita usar velocidades de 66MHz para datos de 64bits, esto permita mantener la


Capitulo 1


compatibilidad entre el sistema de bus PCI antiguo y el nuevo sistema de bus PCI para +3.3 voltios.

Sistema de bus PCI de +3.3 voltios.

Cmo se determina el clculo de la velocidad de transferencia bus PCI de 66MHz?

66MHz 64bits = s

Mbits4224

MBpss

MBytesbits

Bytess

MbitsVT 52852884224 ===

Sistema de buses PCI

Caracterstica del sistema bus local CPU:


Capitulo 1


fBUS = 33MHz y 66MHz VT = 132MBps, 264MBps y 528MBps Cantidad de datos en PCI = 32bits y 64bits

Slot PCI fsico

d) Tecnologa AGP (Puerto acelerador de grficos)

El puerto acelerador de grficos denominado AGP, fue desarrollado por INTEL el ao de 1996 con la versin 1.0 para la frecuencia bsica de 66MHz, con sealizacin de 1X o 2X,+3.3 voltios para su polarizacin, como un nuevo bus de 32bits diseado especialmente para la produccin de grficos y video de alto rendimiento. Este sistema de bus utiliza la plataforma PCI, su conexin interna es diferente al sistema de bus PCI y se le denomina bus verdadero o tambin conexin punto a punto de alto rendimiento, su slot es bsicamente para tarjetas grficas o video. El ao de 1998 se desarrolla la versin 2.0 para AGP con una frecuencia base de 66MHz, con una sealizacin 4X y un voltaje de polarizacin de 1.5 voltios.

La tecnologa AGP V2.0 tiene una mejora con el desarrollo del AGP_PRO, el cual utiliza un slot ms largo que el desarrollado por INTEL, pero compatible con todas las tarjetas controladoras grficas.

Cmo se determina el la Frecuencia efectiva del clock y la velocidad de transferencia?

La frecuencia del clock base es igual a 66.66MHz, es decir que X

66MHz. El AGP-1X y el AGP-2X, luego las frecuencias efectivas del clock es:

Para AGP-1X Frecuencia efectiva del clock = 1 66.66MHz = 66.66MHz 66MHz Para AGP-2X Frecuencia efectiva del clock = 2 66.66MHz 133MHz Para AGP-4X Frecuencia efectiva del clock = 4 66.66MHz 266MHz Para AGP-8X Frecuencia efectiva del clock = 8 66.66MHz 533MHz


Capitulo 1


El clculo de la velocidad de transferencia es igual a los desarrollados anteriormente para ISA, MCA, EISA, VESA y PCI, por tanto estos estn indicados en la tabla mostrada a continuacin:

Tabla de los modos AGP

Modo AGP Frecuencia del

clock base (valor de X)

Frecuencia Efectiva del clock

Frecuencia de transferencia de

datos (VT) 1X 2X 4X 8X

66.66MHz 66.66MHz 66.66MHz 66.66MHz

66.66MHz 133.32MHz 266.64MHz 533.28MHz

266MBps 533MBps

1.066GBps 2.133GBps

Recursos del Sistema El sistema CPU es la composicin de la placa base, el microprocesador, la memoria, controladoras externas o integradas, disco duro, disqueteras y monitores por ejemplo, para funcionar adecuadamente utilizan siempre: a) Direccin de memoria.- Es la lista de direcciones de la memoria base que

se asignan a los dispositivos que se instalan en el computador, los cuales estn identificados por un IRQ.

b) Canales IRQ (peticin de interrupcin).- Son utilizados por los

dispositivos de hardware para avisar a la placa base que se debe atender una solicitud. Los IRQ son representados como canales en la tarjeta principal y en los conectores de los slots.

Los IRQ usados en los slots ISA son en total 16 seales o canales de interrupcin (IRQ), estos estn dispuestos especficamente para slots ISA de 8 y 16bits, es decir que por ejemplo el bus ISA emplea deteccin de interrupcin por disparo de flancos, en la cual la interrupcin es detectada por una seal enviada a un cable en particular instalado en el conector de la ranura (slot), por tanto se puede concluir que hay un cable distinto para cada interrupcin lgica de hardware posible, debido a que la placa base no puede reconocer en cual de los slot esta la tarjeta controladora, es decir que un IRQ no puede compartirse con otro dispositivo.


Capitulo 1


Chips controladores de las IRQs

Cmo son las interrupciones PCI? El bus PCI admite interrupciones de hardware (IRQs) mediante las cuales los dispositivos PCI solicitan su atencin. Las interrupciones PCI (INTx#) son cuatro (04), denominados: INTA#, INTB#, INTC# Y INTD#. Estas INTx# son sensibles al nivel, esto implica que la sealizacin elctrica es compartida por varias tarjetas PCI. Por ejemplo una de las reglas es que todos los dispositivos o tarjetas que emplean una sola interrupcin deben usa la INTA#, si hubieran otros dispositivos adicionales dentro de un chip o tarjeta conectada a la placa base, estos pueden utilizar de la INTB# a la INTD# El sistema de bus PCI utiliza el control de IRQ PCI que permite compartir el IRQ asignado a un dispositivo con otro dispositivo, es decir que al ser aceptado por el sistema operativo y BIOS recientes, permite al sistema operativo Plug and Play (Windows) mapear o controlar dinmicamente las tarjetas PCI (PCI INTA#) a la misma interrupcin ISA

Tabla de IRQ ISA de 8bits IRQ Funcin Ranura o slot de BUS 0 1 2 3 4 5 6 7

Cronometro del sistema Controlador de teclado Disponible Puerto serial 2 (COM2) Puerto serial 1 (COM1) Controlador de disco duro Controlador de disco flexiblePuerto paralelo 1 (LPT)

No No Si (8bits) Si (8bits) Si (8bits) Si (8bits) Si (8bits) Si (8bits)

Tabla de IRQ para ISA (16bits) y PCI (32bits)


Capitulo 1


IRQ Funcin estndar Ranura o slot de bus

Tipo de tarjeta

Uso recomendado

0 1 2 8 9 10 11 12 13 14 15 3 4 5 6 7

Cronometro del sistema Controlador de teclado Cascada del 2 controlador IRQ Clock de tiempo real Disponible (IRQ2 o IRQ9) Disponible Disponible Puerto de Mouse/disponibleCoprocesador (matemtico)IDE primario 2 IDE Puerto Serial 2 (COM2) Puerto Serial 1 (COM1) Sonido/puerto paralelo 2 (LPT2) Controlador disquetera Puerto paralelo 1 (LPT1)

No No No No Si Si Si Si No Si Si Si Si Si SI Si

- - - - 8/16bits 16bits 16bits 16bits - 16bits 16bits 8/16bits 8/16bits 8/16bits 8/16bits 8/16bits

- - - - Tarjeta de red USB Adaptador host SCSI Puerto del Mouse - IDE primario IDE secundario COM2/MODEM interno COM1 Tarjeta de sonido Controlador Floppy LPT1

c) Canales DMA (acceso directo a memoria).- Los canales DMA son

empleados por dispositivos de comunicacin que deben enviar o recibir informacin a altas velocidades, por ejemplo los puestos paralelos y seriales no utilizan el canal DMA, pero si la tarjeta de sonido, controladora SCSI, la disquetera, el disco duro, etc.

Tabla de canales DMA ISA 8bits

DMA Funcin estndar Slot de bus 0 1 2 3

Actualizacin DRAMDisponible Controlador Floppy Controlador HD

No. Si (8bits) Si (8bits) Si (8bits)

Tabla de Canales DMA ISA (16bits) y PCI (32bits) DMA Funcin

Estndar Slot de bus

Tipo de tarjeta

Transferencia Uso recomendado

0 1 2 3 4 5

Disponible Disponible Controlador disquetera Disponible Derivacin del 1 controlador DMA

Si Si Si Si No Si

16bits 8/16bits 8/16bits 8/16bits - 16bits

8bits 8bits 8bits 8bits 16bits 16bits

Sonido Sonido Controlador disquetera LPT1 - ECP - Sonido


Capitulo 1


6 7

Disponible Disponible Disponible

Si Si

16bits 16bits

16bits 16bits

Disponible Disponible

d) Direccin de puertos de E/S.- Los puertos de entrada y salida en un

computador permiten la comunicacin entre dispositivos y el software del sistema. La comunicacin por puertos E/S es como la comunicacin por radio, por ejemplo si se desea comunicarse por el puerto serial, necesita saber cual puerto de E/S (canal de radio) esta escuchando/hablando, as mismo si desea recibir datos del puerto serial el mismo canal por el cual se esta transmitiendo.

A diferencia de los canales IRQs y DMA, los equipos cuentan con gran cantidad de puertos de E/S de 65,535 puertos, los que estn numerados del 0000H al FFFFH. En la prctica los dispositivos emplean hasta ocho (8) puertos cada uno, el nico problema es cuando se configuran dos dispositivos para el mismo puerto, pero la aplicacin del Plug and Play resuelve cualquier conflicto de puertos, mediante el uso de puertos alternativos para los dispositivos implicados en el problema.

PUERTOS DE ENTRADA Y SALIDA Los puertos E/S, son los puertos de comunicacin que permite al computador dialogar (escuchar/hablar) con dispositivos y/o perifricos externos. Los puertos de E/S son bsicos (puertos seriales y paralelos) y alternativos (puertos USB y firewire) Puertos Seriales. Es una interfaz diseada para la comunicacin asncrona entre dos sistemas, es asncrona porque los pulsos del clock no son utilizados en la comunicacin, es decir que los pulsos son enviados por intervalos arbitrarios.

La comunicacin de datos por el puerto serial utiliza un solo cable de transmisin y recepcin de datos sucesivos pero enviados bits por bits de cada uno de los caracteres. Cada carcter enviado a travs de una


Capitulo 1


conexin serial enmarcado por una seal estndar de inicio y paro, por ejemplo: un BIT 0 se denomina BIT de inicio el cual precede a cada caracter para decirle al sistema receptor que los siguientes ocho bits constituyen un byte de datos y que al fin del carcter le siguen uno o dos bits de paro, para indicar que el caracter ha sido enviado.

Cul es la funcin del UART? El corazn del puerto serial es el chip Receptor/Transmisor Universal Asincrnico (UART), es el encargado de controlar el proceso de dividir los datos nativos paralelos dentro de la PC en un formato serial y convertirlos posteriormente en un formato paralelo. El primer chip UART es el 8250 desarrollado por IBM, luego evoluciono hasta el 16650, tal como se indica en la tabla adjunta. Chips UART Comentarios 8250 IBM utilizo este chip original en la tarjeta serial de la PC,

este chip no tenia buffer para transmisin y recepcin, esto significaba que su actividad era lenta, presentaba muchos errores.

8250 A Es la versin mejorada que repara muchos errores del chip 8250, no se adecuo al sistema PC- XT. El chip 8250A se desarrollo para ser aplicados a los sistemas PC-AT.

8250 B Es la ltima versin de los chips 8250, soluciona los errores presentados por las versiones anteriores, no utiliza buffer de transmisin y recepcin, as como, no soporta tasas de transferencia de 9600bps.

16450 IBM desarrolla este chip realizando una serie de modificaciones, por ejemplo la habilitacin del buffer de transmisin y reopcin del tamao de un byte, la habilitacin de interrupcin y se incorpora un registro auxiliar de arrastre. Este chip es usado bsicamente para sistemas PC-AT,

16550 A El desarrollo de este chip permite la compatibilidad total con el chip 16450, pero es de alta velocidad debido al uso de un buffer tipo FIFO de transmisin y reopcin de 16 caracteres. Otra caracterstica es del acceso mltiple a canales DMA y trabaja con una tasa de transferencia de 115Kbps como mximo. Adems podemos decir que puede incrementar notablemente su velocidad y eliminar los caracteres y datos perdidos por


Capitulo 1


la alta velocidad. La ltima versin de esta versin de chips es 16550D. Esta versin y las posteriores son utilizadas en el chip sper E/S o simplemente sper chip de E/S

16650 Esta versin utiliza un buffer de 32 bytes, cuya tasa de transferencia es de 230Kbps, tambin podemos indicar que hay otra versin 82750 que utiliza un buffer de 64 bytes y una tasa de transferencia de 460kbps

Qu son los puertos seriales de alta velocidad? Los fabricantes de MODEM desarrollaron los ESP (puertos seriales mejorados) y Sper ESP (Puertos seriales de sper alta velocidad), los cuales permiten trabajar al sistema MODEM con tasa de transferencia de 28.8kbps o ms, soportando velocidades de tas de transferencia de 921Kbps. Los actuales sistemas no utilizan los chips UART en forma individual, sino un componente integrado (chip) en la placa base denominado Chip Sper E/S. Este nuevo chip contiene internamente las siguientes partes: dos UARTs para los puertos seriales, un puerto paralelo multimodal, un controlador para disquetera, un controlador de teclado y otros controladores ms, pero en algunos caso contiene tambin la memoria CMOS

Sper Chip E/S

Configuracin del puerto serial Cuando se instala un puerto serial en un sistema se debe configurar para utilizar direcciones de E/S especificas (tambin de denominan puertos) e IRQs. En la tabla adjunta se indica la configuracin correcta de acuerdo a las normas establecidas.

COM x Puertos de E/S Canales de Interrupcin COM 1 COM 2 COM 3

3F8 a 3FF 2F8 a 2FF 3E8 a 3EF

IRQ4 IRQ3 IRQ4


Capitulo 1


COM 4 2E8 a 2EF IRQ3 Clasificacin de los puertos seriales: a) Puerto Serial 1, utiliza dos puntos de comunicacin denominados COM1

y COM3.

Puerto COM1

Puerto serial 1

b) Puerto serial 2, utiliza dos puntos de comunicacin denominados COM2 y

COM4.

Puerto serial 2

Puertos Paralelos Son puertos que tienen ocho lneas o cables, para mandar simultneamente todos los bit que forman un byte de datos, se considera como una interfaz rpida y fue diseada inicialmente para impresoras, en la actualidad permite la transmisin de datos entre sistemas. El nico problema es que su longitud es limitada aproximadamente 4mts mximo.


Capitulo 1


Puertos seriales COM1 y COM2 Estndar del Puerto Paralelo El estndar es IEEE 1284, llamado tambin Mtodo estndar de sealizacin para una interfaz perifrica bidireccional paralela para computadoras personales. Este estndar define las caractersticas fsicas del puerto paralelo, los modos de transferencias de datos y las especificaciones fsicas y elctricas, adems define el comportamiento de las seales elctricas externas de la PC para puertos paralelos multimodales, que admita modos de operacin de 4bits. Es importante indicar que el estndar IEEE 1284 es nicamente para hardware y control de lnea y no define como debe dialogar el software con el puerto, sin embargo se formo un comit IEEE1284.3 para desarrollar el estndar para software que se usa con el hardware que cumple con el estndar IEEE1284 y contiene especificaciones en el BIOS para aceptar el modo EPP.


Capitulo 1


Hay que tener en cuenta que el estndar IEEE 1284 permite mayor rendimiento en las conexiones computador e impresora o entre dos computadoras; el resultado es que el cable usado en este estndar no es el mismo que la anterior tecnologa y estndar, la nueva tecnologa permite el uso de cables par trenzados, por lo tanto es confiable y libre de errores.

Conector IEEE 1284_A

Tabla de los pines del conector IEEE 1284_B

Pin Name Dir Description 1 nStrobe Strobe 2 data0 Address, Data or RLE Data Bit 0 3 data1 Address, Data or RLE Data Bit 1 4 data2 Address, Data or RLE Data Bit 2 5 data3 Address, Data or RLE Data Bit 3 6 data4 Address, Data or RLE Data Bit 4 7 data5 Address, Data or RLE Data Bit 5 8 data6 Address, Data or RLE Data Bit 6 9 data7 Address, Data or RLE Data Bit 7 10 /nAck Acknowledge 11 Busy Busy 12 PError Paper End 13 Select Select 14 /nAutoFd Autofeed 15 /nFault Error 16 /nInit Initialize 17 /nSelectIn Select In 18 GND Signal Ground 19 GND Signal Ground 20 GND Signal Ground 21 GND Signal Ground 22 GND Signal Ground 23 GND Signal Ground 24 GND Signal Ground 25 GND Signal Ground


Capitulo 1


Conector Centronics 1284_B

Tabla de los pines del conector centronics IEEE 1284_B

Pin Name Dir Description 1 /STROBE Strobe 2 D0 Data Bit 0 3 D1 Data Bit 1 4 D2 Data Bit 2 5 D3 Data Bit 3 6 D4 Data Bit 4 7 D5 Data Bit 5 8 D6 Data Bit 6 9 D7 Data Bit 7 10 /ACK Acknowledge 11 BUSY Busy 12 POUT Paper Out 13 SEL Select 14 /AUTOFEED Autofeed 15 n/c - Not used 16 0 V Logic Ground 17 CHASSIS GND Shield Ground 18 +5 V PULLUP +5 V DC (50 mA max) 19 GND Signal Ground (Strobe Ground) 20 GND Signal Ground (Data 0 Ground) 21 GND Signal Ground (Data 1 Ground) 22 GND Signal Ground (Data 2 Ground) 23 GND Signal Ground (Data 3 Ground) 24 GND Signal Ground (Data 4 Ground) 25 GND Signal Ground (Data 5 Ground) 26 GND Signal Ground (Data 6 Ground) 27 GND Signal Ground (Data 7 Ground) 28 GND Signal Ground (Acknowledge Ground) 29 GND Signal Ground (Busy Ground)


Capitulo 1


30 /GNDRESET Reset Ground 31 /RESET Reset 32 /FAULT Fault (Low when offline) 33 0 V Signal Ground 34 n/c - Not used 35 +5 V +5 V DC

36 /SLCT IN Select In (Taking low or high sets printer on line or off line respectively)

Puerto Paralelo Bsico

Nuevas Tecnologa de Puertos

Puerto USB (Bus Universal Serial) Es un bus estndar para perifricos diseado para usar la capacidad PnP para conectar perifricos externamente a la PC. Esta tecnologa de puerto elimina la necesidad de instalar tarjetas en las ranuras dedicadas, as como la reconfiguracin del sistema (CMOS BIOS Setup) y ahorra recursos importantes del sistema como por ejemplo los IRQ. El USB admite hasta 127 dispositivos simultneamente en una computadora, con perifricos como monitores, teclados, actuando como sitios de conexiones adicionales o concentradoras, esto se identifican por el icono que se muestra


Capitulo 1


Smbolo que identifica los cables USB, concentradores y perifricos

La corporacin INTEL ha sido el principal promotor del USB y todos sus conjuntos de chips para PC para el chipset sistema denominado South Bridge PIIX3 (introducido en febrero de 1996), hay que indicar INTEL y otras seis compaas como Compaq, Digital, IBM, Microsoft, Nec y Northern Telecom empezaron a trabajar para el desarrollo del USB. Las versiones USB se han modificado desde la V1.0 hasta la V2.0, como se muestra en la tabla adjunta.

Tabla de versiones USB y Tasas de Transferencia Versin USB Tasa de Transferencia Potencia de TrabajoV1.1 (baja velocidad) V1.1 (alta velocidad) V2.0 (muy alta velocidad)

1.5Mbps (0.1875MBps)12Mbps (1.5MBps) 480Mbps (60MBps)

0.5 Watts 1.0 Watts 2.5 Watts

Puertos USB, serial y paralelo

Tipos de Conectores: Puerto USB serie A.- Es el puerto que esta diseado para dispositivos en donde el conector permanece conectado permanentemente, por ejemplo concentradores USB, teclados y Mouse. Tambin hay que indicar que el puerto serial A estn instalados en las placas base ATX

Conectores USB serial A


Capitulo 1


Puerto USB serie B.- Estn diseados para dispositivos que requieren cables removibles, como por ejemplo impresoras, escneres, MODEM, telfonos y bocinas

Conectores USB serial B

Adaptadores USB Los adaptadores USB fueron desarrollados por la empresa Belkin, estos adaptadores son indicados a continuacin: USB a paralelo (impresoras) USB a serial USB a SCSI USB a Ethernet USB Teclado/mouse USB a TV/video Puerto FireWire La tecnologa de bus FireWire o IEEE_1394 (i.Link)se desarrolla por la demanda de de transferencia de grandes cantidades de datos en los dispositivos de audio y video, es extremadamente rpida alcanzando velocidades de transferencia de datos de 400Mbps. En nombre de FireWire pertenece a la corporacin Apple, pero el bus 1394 es un derivado del FireWire desarrollado por la Apple y la Texas Instruments y que adems es parte del nuevo estndar serial SCSI. EL estndar IEEE_1394 utiliza tres velocidades de seal, en la actualidad la tendencia es obtener velocidades en el orden de los Gbps.

Tabla de velocidades de la IEEE_1394 PUERTO FIREWIRE o IEEE_1394 tt (Mbps) VT (MBps) 100 200 400

12.5 25 50

El cable utilizado por el FireWire es simple y de seis (06) hilos, los cuales conforman dos pares de lneas de reloj y datos, ms dos lneas de energa elctrica, es compatible con el PnP y cuenta tambin con capacidad de conexiones vivas (insercin y remocin de componentes sin necesidad de apagar el equipo). Adems soporta hasta 1.5amperios.


Capitulo 1


FireWire de dos pares de hilos

FireWire de tres pares hilos

El bus 1394 esta construido por una topologa de cadenas y ramificaciones, y permite hasta 63 nodos con una cadena de hasta 16 dispositivos por cada nodo, pero su capacidad se incrementa hasta 1023 llamadas de buses puenteados, los cuales pueden interconectarse a mas de 64,000 nodos.

Tarjeta del puerto Fire Wire


Capitulo 1


Preguntas de Repaso 1. Para qu se utilizan los datos fsicos? 2. En qu consiste codificar un numero del sistema de numeracin diferente

al referencial? 3. El nmero , se puede decir que es 130H, Cul es su

comentario? 4. Cules son las interfaces que utiliza el computador? 5. Cules son los perifericos ms importantes del computador? 6. Cules son las memorias semiconductorsa que usa el computador? 7. Cul es la funcin del registro flag? 8. Por qu se utiliza la tecnologa pipeline? 9. Cules son las aplicaciones del USB y firewirw? 10. Cules son los puertos estndares ms importantes?


Capitulo 2


COMPUTADORAS PERSONALES Objetivos Especficos. Conocer en forma genrica los tipos y modelos de computadoras

personales. .

Computador Personal El Computador, es un sistema electrnico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando clculos sobre los datos numricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de informacin Resea Histrica de los Computadores La Era Mecnica de los Computadores Podramos decir que las mquinas mecnicas de calcular constituyendo la "era arcaica" o generacin 0 de los computadores. Una evolucin de estas mquinas son las mquinas registradoras mecnicas que an existen en la actualidad. Otro elemento de clculo mecnico que se utiliz hasta hace pocos aos fue la regla de clculo que se basa en el clculo logaritmo y cuyo origen son los crculos de proporcin de Neper. Ingenios clsicos de esa etapa fueran la mquina de Pascal, que poda realizar sumar, restas y, posteriormente, multiplicaciones y divisiones, y las dos mquinas de Charles Babbage: la mquina de diferencias y la analtica. Esta ltima fue la precursora de los computadores actuales. La fase final de la en la mecnica de la informtica y la constituyen los computadores electromecnicos basados en lgica de rels (dcada de los 30). La Era Electrnica de los Computadores. Los computadores envasados en elementos mecnicos planteaban ciertos problemas: La velocidad de trabajo est limitada a inercia de las partes mviles. La transmisin de la informacin por medios mecnicos (engranajes, palancas, etctera.) es poco fiable y difcilmente manejable. Los computadores electrnicos salvan estos inconvenientes ya que carecen de partes mviles y la velocidad de transmisin de la informacin por mtodos elctricos no es comparable a la de ningn elemento mecnico.


Capitulo 2


El primer elemento electrnico usado para calcular fue la vlvula de vaco y, probablemente, el primer computador electrnico de uso general fue el E.N.I.A.C. (Electronic Numerical Integrator Calculator) construido en Universidad de Pennsylvania (1943-46). El primer computador de programa almacenado fue el E.D.V.A.C. (Electronic Discrete Variable Computer, 1945-51) basado en la idea de John Von Neumann, que tambin particip en el proyecto E.N.I.A.C. de que el programa debe almacenarse en la misma memoria que los datos. Generaciones de las Computadoras u Ordenadores En la evolucin de las mquinas para el tratamiento automtico de la informacin pueden distinguirse una acera que y tos que marcan la diferencia entre las denominadas generaciones de ordenadores. Las generaciones habidas hasta la actualidad han sido: Primera Generacin: (1946-1955) Computadores basados en vlvula de

vaco que se programaron en lenguaje mquina o en lenguaje ensamblados.

Segunda Generacin: (1953-1964) Computadores de transistores. Evolucionan los modos de direccionamiento y surgen los lenguajes de alto nivel.

Segunda Generacin: (1964-1974) Computadores basados en circuitos integrados y con la posibilidad de trabajar en tiempo compartido.

Tercera Generacin: (1974-hasta la actualidad) Computadores Que integran toda la CPU en un solo circuito integrado (microprocesadores). Comienzan a proliferar las redes de computadores.

Qu es un computador personal? Es el micro computador desarrollado por IBM y puesto al mercado el 12 de agosto del ao 1981 con el nombre IBM PC, el cual estableci un nuevo estndar en la industria de la microcomputadora. Hay que indicar que desde entonces se han vendido cientos de millones de sistemas compatibles con la PC, debido a que la PC original ha crecido hasta convertirse en una enorme familia de computadoras y perifricos.


Capitulo 2


Finalmente podemos indicar que la evolucin de la industria de la PC y sus compatibles han soportado diversos cambios, es decir desde el uso de un microprocesador 8088 con una velocidad de 4.77MHz hasta la PC y compatibles cuyos microprocesadores son de alta velocidad, como por ejemplo sistemas Pentium II (450MHz), Pentium III (1.1GHz) y Pentium IV (3.0GHz)


Capitulo 2


Tabla de la Evolucin del Computador Personal y Compatibles Sistema PC Microprocesador Velocidad (es) PC-XT PC-AT 286 PC-AT 386 PC-AT 486 PC-AT Pentium PC-AT Pentium II PC-AT Pentium III PC-AT Pentium IV

8088 80286 80386 80486 Pentium S Pentium MMX Pentium PRO Pentium II MMX Pentium III MMX Pentium III Coppernime Pentium IV MMX Pentium IV HT Pentium M (IV HT) Pentium D (IV HT)

4.77MHz 10 y 12MHz 25, 33 y 40MHz 33, 50, 66 y 100MHz 75, 100, 120, 133, 150, 166, 180 y 200MHz 166, 180, 200 y 233MHz. 166, 200, 233 y 266MHz 266, 333, 400 y 450MHz 333, 400, 450, 500 y 550MHz 600, 650, 700, 750, 800, 900MHz y 1.1GHz. 1.2, 1.5, 1.8, 2.0GHz 2.0, 2.4, 2.8GHZ 2.4, 2.8. 3.0GHz 2.4, 2.8. 3.0, 3.5 y 4.0GHz

Arquitectura de la Computadora

Se puede definir la arquitectura de computadores como el estudio de la estructura, funcionamiento y diseo de computadores. Esto incluye, sobre todo a aspectos de hardware y el software de bajo nivel (Firmware).

El Computador Personal y Perifricos.


Capitulo 2


Tipos de Computadores Personales La IBM PC, es el microcomputador original al cual se le denomina computador con tecnologa Propietaria, pero hay otras empresas o corporaciones que han desarrollado tecnologas paralelas a las cuales se les denomina Compatibles y Genricas, en la tabla adjunta se indican los tipos de computadores personales.

Tabla de Tecnologas de Computadores Personales Computadores Personales (PC) Tecnologa Propietaria Tecnologa Compatible Tecnologa Genrica Es el computador original desarrollado por IBM, la cual utiliza tecnologa propietaria y define el estndar de las computadoras personales. La tecnologa de IBM cumple con las normas internacionales con el ISO9000 y al ISO14000

Son computadoras desarrolladas por empresas o corporaciones con tecnologa propia, pero su desarrollo depende del estndar definido por IBM. Estas tecnologas tambin estn sujetas al ISO9000 y al ISO14000

Son computadoras desarrolladas por empresas que no tiene tecnologa propia sino compartida con otras empresas que fabrican dispositivos y perifricos que cumplen con los estndares de IBM, pero la tecnologa genrica no necesariamente cumple con las normas internacionales ISO9000 y el ISO14000.

Caractersticas Generales. El computador personal de IBM define un estndar ya estipulado y define las siguientes caractersticas: Case CPU Es una caja metlica diseada para la instalacin de la placa base, unidades de disco, la fuente de poder switching y las tarjetas controladoras. Los modelos diseados utilizan dos estndares: case estndar desktop horizontal) y case estndar tower (vertical)

Case Desktop Case Tower


Capitulo 2


Los case tambin tienen la funcin de proteger a los dispositivos de computo instalados dentro de l, de la esttica externa y en algunos caso del maltrato fsico Monitor Es un perifrico de salida diseado para mostrar en una pantalla en forma de video, grfico y texto los datos y desarrollos de procesos informticos. Los monitores son de dos tipos: tipo TRC, LCD. Teclado Es un perifrico de entrada diseado para ingresar datos alfanumricos, numricos y especiales, por medio de un sistema codificador/decodificador de caracteres a travs del cdigo ASCII, cuyos caracteres se convierten en decimal, binario y hexadecimal. Sistema operativo. Es un conjunto de programa diseado para administrar los recursos del computador as como controlar el funcionamiento de controladoras, perifricos y programas o paquetes informticos aplicativos, al inicio (1981) IBM utilizo el DOS como sistema operativo por consola y desde el ao 1995 define el Windows como sistema operativo grfico que fue desarrollado por la corporacin Microsoft. Unidades de disco Son sistemas electrnicos digitales y analgicos diseados para almacenar informacin de menor a mayor cantidad. La primera unidad de disco fue la disquetera cuya capacidad es de menor cantidad, cuyas capacidades estndares son de 360KB, 720KB, 1.2MB y 1.44MB.

La segunda unidad de almacenamiento son los discos duros cuyas capacidades inicialmente fueron desde 2MB, 5MB, 10MB, 20MB, 30MB, y luego el diseo de discos duros de 40, 60, 85, 105, 120, 220, 270, 420 y 540MB, para que finalmente se fabrique discos duros de tecnologa LBA primero de 640 y 840MB, y luego de 2.2GB hasta 120GB de tecnologa ATA, en la actualidad hay discos duros cuya capacidad son de 500GB, con la


Capitulo 2


tendencia de desarrollar nuevos diseos mayores a 500MB hasta llegar a unidades de almacenamiento de 1TB (TB = tera byte).

Fuente Conmutada de Voltaje Es una fuente de poder switching cuyos valores estndares se muestran en la tabla de voltajes.

Tabla de Voltajes Color Voltaje Rojo AmarilloBlanco Azul Negro Naranja

+5v +12V -5V -12V 0V Power Good

Las Fuentes de voltaje para computadoras se disearon para placas base cuyos factores de forma son AT, ATX, LPX y NLX.


Capitulo 2


Dispositivos y Perifricos Estndar. Se denomina dispositivos del computador a las tarjetas, tabletas de memorias, chip CPU, fuentes de poder switching y las unidades de almacenamiento de datos, los cuales estn instalados en el case CPU, mientras que los perifricos son denominados a los equipos que se instalan en forma adicional al computador como por ejemplo el escner, los parlantes de sonido, la impresora, el Web cam, y otros equipos ms. Tambin podemos incluirlos al monitor, teclado, Mouse como perifricos bsicos Descripcin de Dispositivos de la Computadora a) Placa Base.- Es la tarjeta ms importante del computador, tambin se le

denomina mainboard o tarjeta madre, en ella estn instalados las siguientes partes: Zcalo de la CPU, bancas de memoria RAM, Chipsets, ROM BIOS, los slots, las controladoras integradas a la placa base y otros elementos ms. Las placas base estn diseadas por su factor de forma (AT, ATX, LPX Y NLX) y por la tecnologa (integrada y abierta) aplicada.

Placa Base ATX Placa Base AT

b) Chip CPU.- Es el procesador tipo monoblock diseado por la corporacin

INTEL (propietaria) y la corporacin AMD (compatible) para realizar operaciones de control, administracin y proceso de la informacin, el primer microprocesador es el 8088, luego se disearon el 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium IV y la Pentium IV HT y las tecnologas CPU Celeron.

Microprocesadores PIV


Capitulo 2


c) Tabletas de Memorias RAM.- Son tarjetas electrnicas pequeas en la

cual estn instalados los chips RAM dinmicos, las tarjetas utilizan conectores tipo galleta los cuales estn numerados en 30, 72, 168 y 184pines y utilizan capacidades de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 y 512MB. Su tecnologa esta de acuerdo a los tipos de bancos de memoria, por ejemplo para los bancos SIMM se usan las memorias tipo FPM y EDO, los bancos DIMM se usan las memorias tipo SDRAM y DDR, y para los bancos RIMM se utilizan memorias RAMBUS o RDRAM.

Memoria SDRAM instalada en el banco DIMM

d) Unidades de Almacenamiento de Datos.- Estas unidades permiten

almacenar datos en gran capacidad los cuales varan desde los 540MB hasta los 500GB, actualmente hay tres tipos de diseos: Los primeros son unidades magnticos (discos duros, diiskettes, drive ZIP, JAZ, Super Disk y Tape Backup) las segundas se denominan unidades de discos pticas (CD, DVD) y las unidades de almacenamiento Flash (memorias USB)

Unidad de disco ptica Unidad de disco duro

Unidad de disco flexible Memoria Flash (memoria USB)

e) Tarjeta Controladora Grfica.- Es la tarjeta electrnica digital diseada

para realizar la interfase entre el sistema CPU (placa base) y el monitor. Inicialmente se desarrollaron tarjetas controladoras grficas del tipo HGC (monocromtica), CGA (cromtico) y la VGA (cromtica y monocromtica). Se puede indicar que la tarjeta controladora grfica


Capitulo 2

Programa Nacional de

Ensamblaje de Computadoras

Documents

Transcript of Ensamblaje de Computadoras