PARTES INTERNAS DE UN COMPUTADOR

POR

JENIFER DURLEY AGUDELO

DIANA MERCEDES BOHORQUEZ MONSALVE

JORGE ANDRES GIRALDO

PROFESOR: ALEXANDER BOHORQUEZ MONSALVE.

MODALIDAD SITEMAS

GRADO: 11A

I.E.PRESBITERO ANTONIO JOSE BERNAL LONDOÑO

MEDELLIN

2011-05-23

DEFINICIÓN DE PLACA BASE: BOARD

(también llamada Placa Madre, MainBoard o MotherBoard) también denominada placa madre y tarjeta madre , La placa base es la placa sobre la que se conectan todos los demás elementos que conforman nuestro ordenador, es una placa que contiene un circuito impreso y a la cual van conectados todos los componentes que conforman una computadora. Entre esa serie de circuitos integrados que tiene instalados está el chipset, que es el centro de conexión entre la computadora, la memoria RAM, los buses de expansión y otros dispositivos.

La misma se encuentra contenida dentro de una caja de chapa y cuenta con un panel que permite conectar dispositivos externos y muchos otros conectores internos y zócalos que facilitan la instalación de componentes dentro de la caja.

Por otra parte, la placa base incluye un software que se conoce popularmente como BIOS y que permite llevar a cabo las funciones básicas, como ser: pruebas de los dispositivos, manejo del teclado, video, carga del sistema operativo y el reconocimiento de dispositivos.

Entonces, los componentes típicos de una Placa base son los siguientes: uno o varios conectores de alimentación, el zócalo de CPU, las ranuras de memoria RAM y el chipset.

Además, la Placa Base se encuentra divida en dos secciones, el puente norte (gestiona las conexiones entre la computadora, la memoria RAM y la GPU) y el puente sur (permite la conexión entre los periféricos y los dispositivos de almacenamiento, tales como el disco duro.

La mayor parte de las placas bases comercializadas luego del año 2001 se clasifican en dos grupos: para procesadores AMD y para procesadores Intel. Entre los fabricantes más populares se cuentan: Intel, MSI, Gigabyte Technology, Foxconn, Epox, Biostar, Asus, Vía.

PLACA BASE: COMPONENTES Y FUNCIONES DE ESTOS. La placa base está formada por una serie de elementos que veremos a continuación:

BASE: La base propiamente dicha es una plancha de material sintético en la que están incrustados los circuitos en varias capas y a la que se conectan los demás elementos que forman la placa base.

PARTE ELECTRICA : Es una parte muy importante de la placa base, y de la calidad de sus elementos va a depender en gran medida la vida de nuestro ordenador. Está formado por una serie de elementos (condensadores, transformadores, diodos, estabilizadores, etc.) y es la encargada de asegurar el suministro justo de tensión a cada parte integrante de la placa base. Esa tensión cubre un amplio abanico de voltajes, y va desde los 0.25v a los 5v. Es una de las partes que más diferencia la calidad dentro de una placa base.

BIOS : Se conoce como la BIOS al módulo de memoria tipo ROM (Read Only Memory – Memoria de solo lectura), que actualmente suele ser una EEPROM o una FLASH, en el que está grabado el BIOS, que es un software muy básico de comunicación de bajo nivel, normalmente programado en lenguaje ensamblador (es como el firmware de la placa base).

El BIOS puede ser modificado (actualizado) por el usuario mediante unos programas especiales. Tanto estos programas como los ficheros de actualización deben ser suministrados por el fabricante de la placa base.

Esta memoria no se borra si se queda sin corriente, por lo que el BIOS siempre está en el ordenador. Algunos virus atacan el BIOS y, además, este se puede corromper por otras causas, por lo que algunas placas base de gama alta incorporan dos EEPROM conteniendo el BIOS, uno se puede modificar, pero el otro contiene el BIOS original de la placa base, a fin de poder restaurarlo fácilmente, y no se puede modificar.

Su función es la de chequear los distintos componentes en el arranque, dar manejo al teclado y hacer posible la salida de datos por pantalla. También emite por el altavoz del sistema una serie pitidos codificados, caso de que ocurra algún error en el chequeo de los componentes

CHIPSET: Si definimos el microprocesador como el cerebro de un ordenador, el chipset es su corazón. Es el conjunto de chips encargados de controlar las funciones de la placa base, así como de interconectar los demás elementos de la misma.

Los principales elementos del chipset son:

Northbridge: Aparecido junto con las placas ATX (las placas AT carecían de este chip), debe su nombre a la colocación inicial del mismo, en la parte norte (superior) de la placa base. Es el chip más importante, encargado de controlar y comunicar el microprocesador, la comunicación con la tarjeta gráfica AGP y la memoria RAM, estando a su vez conectado con el SouthBridge.

Actualmente tienen un bus de datos de 64 bit y unas frecuencias de entre 400 Mhz y 1333 Mhz. Dado este alto rendimiento,

generan una alta temperatura, por lo que suelen tener un disipador y en muchos casos un ventilador.

Southbridge: Es el encargado de conectar y controlar los dispositivos de Entrada/Salida, tales como los slot PCI, teclado, ratón, discos duros, lectores de DVD, lectores de tarjetas, puertos USB, etc. Se conecta con el microprocesador a través de NorthBridge.

Memoria Caché: Es una memoria tipo L2, ultrarrápida, en la que se almacenan los comandos mas usados por el procesador, con el fin de agilizar el acceso a estos. Las placas base actuales no suelen llevar memoria caché, ya que ésta está integrada en los propios procesadores, sistema por el que trabaja de una forma más rápida y eficiente.

SLOT Y SOCKET:

Socket: Es el slot donde se inserta el microprocesador. Dependiendo de para qué procesador esté diseñada la placa base, estos slot son de los siguientes tipos:

Socket LGA 775: Para la gama INTEL (Celaron y P4), del tipo 775, con 775 contactos. Este socket tuene la particularidad de conectar con el procesador mediante contactos, en vez de mediante pines, que era lo normal hasta ese momento.

Socket 939: Para AMD con memorias DDR, del tipo 939, con 939 pines. Este socket está ya prácticamente extinguido.

Socket AM2: Existen otros tipos de socket para procesadores de servidores:

Para AMD Opteron, del tipo 940, con 940 pines y memorias DDR. Estas placas no son compatibles con AM2, ya que la distribución de los pines es diferente y están desarrolladas para memoria DDR, no para memoria DDR2. Los procesadores Intel Xeon utilizan también un socket propio, denominado LGA-771

Bancos de memoria: Son los bancos donde van insertados los módulos de memoria. Su número varía entre 2 y 6 bancos y pueden ser del tipo DDR, de 184 contactos o DDR2, de 240 contactos. Ya se están vendiendo placas base con bamcos para memorias DDR3, también de 240 contactos, pero incompatibles con los bancos para DDR2.

Slot de espansión: Son los utilizados para colocar placas de expansión. Pueden ser de varios tipos. Slot para tarjetas gráficas. Estos slot van conectados al NorthBrige, pudiendo ser de dos tipos diferentes:

AGP: Ya en desuso. Con una tasa de transferencia de hasta 2 Gbps (8x) y 533 Mhz, ha sido hasta ahora el estándar para la comunicación de las tarjetas

gráficas con el NorthBridge.

PCIe : Que es el estándar actual de comunicación con las tarjetas gráficas. Con una tasa de transferencia de 4 Gbps en cada dirección y 2128 Mhz en su versión 16x, que es la empleada para este desempeño. .

Slot de expansión de tarjetas: Los slot de expansión para tarjetas pueden ser de tres tipos diferentes:

Slot PCI: Los PCI (Periferical Componet Interconect) usados en la actualidad son los PCI 3.0, con una tasa de transferencia de 503 Mbps a 66 Mhz y soporte de 5v. Su número varia, dependiendo del tipo de placa, normalmente

entre 5 slot (ATX) y 2 slot (Mini ATX).

PCIx: Utilizados sobre todo en placas para servidores, a base de incrementar la frecuencia llegan hasta una transferencia de 2035 Mbs (PCIx 2.0), con una frecuencia de 266 Mhz. Un problema que presentan los PCIx es que dividen tanto la velocidad como el ancho de banda entre los slot montados, por lo que se suele montar uno solo, generalmente pensado para la conexión de placas RAID de alto rendimiento. No debemos confundir PCIx con PCIe.

CONECTORES:

SATA: Es una conexión de alta velocidad para discos duros (aunque ya están saliendo al mercado otros periféricos con esta conexión, como grabadoras de DVD). Hay dos tipos de SATA:

SATA1: con una tasa de transferencia de 1.5 Gbps (150GB/s)

SATA2: con una tasa de transferencia de 3 Gbps (300GB/s) Los discos duros SATA2 suelen llevar un jumper para configurarlos como SATA1. Además, SATA permite una mayor longitud del conector (hasta 1 m), conector mas fino, de 7 hilos y menor voltaje, de 0.25v, frente a los 5v de los discos IDE. Además del aumento de velocidad de transferencia tienen las ventajas añadidas de que al ser mucho más fino el cable de datos permite una mejor refrigeración del equipo.

IDE: Es la conexión utilizada para los discos duros, con una tasa de transferencia máxima de 133 Mbps, lectores de CD, de DVD, regrabadoras de DVD y algún que otro periférico, como los lectores IOMEGA ZIP. Consisten en unos slot con 40 pines (normalmente 39 más uno libre de control de posición de la faja) en los que se insertan las fajas que comunican la placa base con estos periféricos. Admiten sólo dos periféricos por conector, teniendo que estar estos configurados uno como Master o maestro y otro como Slave o esclavo, aunque también permiten que ambas unidades estén comfiguradas como CS (Cable Select), en cuyo caso la relación maestro/esclavo la determina la posición en la faja (el conector marcado System a la placa base, el conector intermedio se reconoce como esclavo y el conector del extremo como maestro).

Para esta configuración, las unidades que se conectan a estos slot tienen unos pines con puentes de configuración. Las placas base modernas soportan varios

tipos de RAID en SATA.

FDD: Slot con 34 pines (normalmente 33 pines más uno libre de control de posición de la faja), que es el utilizado mediante una faja para conectar la disquetera.

USB: Consiste en una conexión de cuatro pines (aunque suelen ir por pares) para conectar dispositivos de expansión por USB a la placa base, tales como placas adicionales de USB, lectores de tarjetas, puertos USB frontales, etc. Las placas base cada vez traen más conectores USB, siendo ya habitual que tengan cuatro puertos traseros y otros cuatro conectores internos. Las placas actuales incorporan USB 2.0, con una tasa de transferencia de hasta 480 Mbps (teóricos, en la practica raramente se pasan de 300 Mbps). Actualmente hay una amplísima gama de periféricos conectados por USB, que van desde teclados y ratones hasta modem, cámaras Web, lectores de memoria, MP3, discos y dvd externos, impresoras, etc (prácticamente cualquier cosa que se pueda conectar al ordenador).

Conectores para ventiladores (FAN) : Son unos conectores, normalmente de 3 pines, aunque en el caso del CPU_FAN (conector del ventilador del procesador) están viniendo con cuatro pines), encargados de suministrar corriente a los ventiladores, tanto del disipador del microprocesador como ventiladores auxiliares de la caja. Suelen traer tres conectores, CPU_FAN, CHASIS_FAN y un tercero para otro ventilador. Además de suministrar corriente para los ventiladores, también controlan las rpm de estos, permitiendo a la placa base (cuando cuenta con esta tecnología) ajustar la velocidad del ventilador en función de las necesidades de refrigeración del momento.

CONEXIONES I/O:

Las conexiones I/O (Input/Output) son las encargadas de comunicar el PC con el usuario a través de los llamados periféricos de interfaz humana (teclado y ratón), así como con algunos periféricos externos.

Situadas en la parte superior trasera de la placa base (en el panel trasero que comentábamos en la descripción física de la placa base), la posición de estos en cuanto a situación con respecto al resto de la placa base y medidas totales del soporte está estandarizada, salvo en aquillas placas diseñadas para equipos muy concretos de algún fabricante (HP, Sony, Dell...).

Estos conectores, en el formato estándar, son:

PS/2: Dos conectores del tipo PS2, de 6 pines, uno para el teclado y otro para el ratón, normalmente diferenciados por colores (verde para ratón y malva para teclado).

USB: Suelen llevar cuatro conectores USB 2.0 En muchor casos traen otros dos en una plaquita que se conecta a los USB internos de la placa.

RS-232: Conocidos también como puertos serie. Suelen traer uno o dos (aunque cada vez son mas las placas que traen solo uno e incluso ninguno, relegando este tipo de puerto a un conector interno y una plaquita para instalar sólo en caso de que lo necesitemos), ya que es un dispositivo que cada vez se utiliza menos).

PARALELO: un puerto cuya principal misión es la conexión de impresoras. Dado que las impresoras vienen con puerto USB cada vez se utiliza menos, habiendo

ya algunas placas que carecen de este puerto.

Ethernet: Es un conector para redes en formato RJ-45. Actualmente todas las placas base vienen con tarjeta de red tipo Ethernet, con velocidades 10/100, llegando a 10/100/1000 en las placas de gama media-alta y alta. Algunos modelos de gama alta incorporan dos tarjetas Ethernet.

Sonido: Igual que en el caso anterior. La calidad del sonido en placa base es cada vez mejor, lo que ha hecho que los principales fabricantes de tarjetas de sonido abandonen las gamas bajas de estas, centrándose en gamas media-alta y alta. El sonido que incorporan las placas base va desde el 5.1 de las placas de gama baja hasta las 8.1 de algunas de gama media-alta y alta. Utilizan el estándar AC97 (Audio Codec 97) de alta calidad y 16 ó 20 bit. Muchas de ellas incorporan salida digital. Los principales fabricantes de chip de sonido son Intel, Realtech, Via, SiS y Creative.

CONSIDERACIONES FINALES:

En cuanto a la calidad de las placas base, va ligada a la calidad de sus componentes, a la tecnología que desarrollen y a la calidad de su terminación y ensamblado.

DISCO DURO

El disco duro es el sistema de almacenamiento más importante de la computadora y en el se guardan los archivos de los programas como el sistema operativo, las hojas de cálculo, los procesadores de texto, los juegos, es decir cualquier aplicación, software o archivo.

La estructura física de un disco es la siguiente: un disco duro se organiza en platos (PLATTERS), y en la superficie de cada una de sus dos caras existen pistas (TRACKS) concéntricas, como surcos de un disco de vinilo, y las pistas se dividen en sectores (SECTORS). El disco duro tiene una cabeza (HEAD) en cada lado de cada plato, y esta cabeza es movida por un motor servo cuando busca los datos almacenados en una pista y un sector concreto.

El concepto "cilindro" (CYLINDER) es un parámetro de organización: el cilindro está formado por las pistas concéntricas de cada cara de cada plato que están situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabeza no tiene que moverse para acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro.

En cuanto a organización lógica, cuando damos formato lógico (el físico, o a bajo nivel, viene hecho de fábrica y no es recomendable hacerlo de nuevo, excepto en casos excepcionales, pues podría dejar inutilizado el disco) lo que hacemos es agrupar los sectores en unidades de asignación (CLUSTERS) que es donde se almacenan los datos de manera organizada. Cada unidad de asignación sólo puede ser ocupado por un archivo (nunca dos diferentes), pero un archivo puede ocupar más de una unidad de asignación.

PARTES DEL DISCO DURO

Cuando usted o el software indica al sistema operativo a que deba leer o escribir a un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador del disco duro traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos (FAT). El sistema operativo lee la FAT para determinar en qué punto comienza un archivo en el disco, o qué partes del disco están disponibles para guardar un nuevo archivo.

Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas sobre las superficies de éstos. Los cabezales leen datos al detectar las polaridades de las partículas que ya se han alineado.

FUNCIONAMIENTO DEL DISCO DURO

La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de información que puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se medía en Megabytes (Mg), actualmente se mide en Gigabytes (Gb).

Si nos conectamos a Internet, vermos que nuestro disco duro empieza a tener cada vez menos espacio libre, debido a esas páginas tan interesantes que vamos guardando, esas imágenes que resultarán muy útiles cuando diseñemos nuestra primera Página WEB y esas utilidades y programas SHAREWARE que hacen nuestro trabajo más fácil.

Capacidad de almacenamiento:La regla es: a mayor velocidad de rotación, más alta será la transferencia de datos, pero también mayor será el ruido y mayor será el calor generado por el disco duro. Se mide en número revoluciones por minuto ( RPM).

Velocidad de Rotación (RPM) :Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos que necesitamos. Realmente es la suma de varias velocidades:

* El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos.* El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una a otra.* El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto dentro de la pista.

Tiempo de Acceso (Access Time) :El BUFFER o CACHE es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben a disco duro se almacenan primeramente en el buffer. El buffer es muy útil cuando se está grabando de un disco duro a un CD-ROM, pero en general, cuanto más grande mejor, pues contribuye de modo importante a la velocidad de búsqueda de datos.

Memoria CACHE (Tamaño del BUFFER) :Este número indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en la parte más exterrior del disco o plato en un periodo de un segundo. Normalmente se mide en Mbits/segundo, y hoy en día, en un disco de 5400RPM, un valor habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s.

Tasa de transferencia (Transfer Rate) Interfaz (Interface) – IDE – SCSI:Es el método utilizado por el disco duro para conectarse al equipo, y puede ser de dos tipos: IDE o SCSI.

Todas las placas bases relativamente recientes, incluso desde las placas 486, integran una controladora de disco duro para interfaz IDE (normalmente con bus PCI) que soporta dos canales IDE, con capacidad para dos discos cada una, lo que hace un total de hasta cuatro unidades IDE (disco duro, CD-ROM, unidad de backup, etc.)

La velocidad de un disco duro con interfaz IDE tambien se mide por el PIO (modo programado de entrada y salidad de datos), de modo que un disco duro con PIO-0 transfiere hasta 3,3MB/s, PIO-1 hasta 5,2MB/s, PIO-2 hasta 8,3MB/s. Estos modos anteriores pertenecen a la especificación ATA, pero en la especificación ATA-2 o EIDE, los discos duros pueden alcanzar PIO-3, hasta 11,1MB/s, o PIO-4, hasta 16,6MB/s. Los discos duros modernos soportan en su mayoría PIO-4.

LA MEMORIA RAM

La memoria principal o RAM (Random Access Memory, 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 donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente.

El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea

reiniciada. tambien deben eliminarse de esta cuando dejamos de utilizarlos (por ejemplo, cuando cerramos el fichero que contiene estos datos).

Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos:

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.

Tipos de RAM

DRAM: Las memorias DRAM (Dynamic RAM) fueron las utilizadas en los primeros módulos (tanto en los SIMM como en los primeros DIMM). LEs 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. Dinamic-RAM, o RAM DINAMICA, ya que es "la original", y por tanto la más lenta.Usada hasta la época del 386, su velocidad típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns. Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.

Fast Page (FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns.Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).

EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos).Muy común en los Pentium MMX y AMD K6, con velocidad de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.

SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350 MHz y en los Celeron.

PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100 MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II a 350 MHz y computadores más modernos; teóricamente se trata de unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias vendidas como "de 100 MHz" las cumplen.

PC133: o SDRAM de 133 MHz. La más moderna (y recomendable).

SIMMs y DIMMs:Se trata de la forma en que se juntan los chips de memoria, del tipo que sean, para conectarse a la placa base del ordenador. Son unas plaquitas alargadas con conectores en un extremo; al conjunto se le llama módulo.

El número de conectores depende del bus de datos del microprocesador, que más que un autobús es la carretera por la que van los datos; el número de carriles de dicha carretera representaría el número de bits de información que puede manejar cada vez.

SIMMs: Single In-line Memory Module, con 30 ó 72 contactos. Los de 30 contactos pueden manejar 8 bits cada vez, por lo que en un 386 ó 486, que tiene un bus de datos de 32 bits, necesitamos usarlos de 4 en 4 módulos iguales. Miden unos 8,5 cm (30 c.) ó 10,5 cm (72 c.) y sus zócalos suelen ser de color blanco.

Los SIMMs de 72 contactos, más modernos, manejan 32 bits, por lo que se usan de 1 en 1 en los 486; en los Pentium se haría de 2 en 2 módulos (iguales), porque el bus de datos de los Pentium es el doble de grande (64 bits).

DIMMs: más alargados (unos 13 cm), con 168 contactos y en zócalos generalmente negros; llevan dos muescas para facilitar su correcta colocación. Pueden manejar 64 bits de una vez, por lo que pueden usarse de 1 en 1 en los Pentium, K6 y superiores. Existen para voltaje estándar (5 voltios) o reducido (3.3 V).

Y podríamos añadir los módulos SIP, que eran parecidos a los SIMM pero con frágiles patitas soldadas y que no se usan desde hace bastantes años, o cuando toda o parte de la memoria viene soldada en la placa (caso de algunos ordenadores de marca).

DDR: 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.

DDR2: 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).

DDR3: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.

PROCESADOR

El procesador (CPU, por Central Processing Unit o Unidad Central de Procesamiento), es por decirlo de alguna manera, el cerebro del ordenador. Permite el procesamiento de información numérica, es decir, información ingresada en formato binario, así como la ejecución de instrucciones almacenadas en la memoria.

Funcionamiento

El procesador es un circuito electrónico que funciona a la velocidad de un reloj interno, gracias a un cristal de cuarzo que, sometido a una corriente eléctrica, envía pulsos, denominados "picos". La velocidad de reloj (también denominada ciclo), corresponde al número de pulsos por segundo, expresados en Hertz (Hz). De este modo, un ordenador de 200 MHz posee un reloj que envía 200.000.000 pulsos por segundo. Por lo general, la frecuencia de reloj es un múltiplo de la frecuencia del sistema (FSB, Front-Side Bus o Bus de la Parte Frontal), es decir, un múltiplo de la frecuencia de la placa madre.

Con cada pico de reloj, el procesador ejecuta una acción que corresponde a su vez a una instrucción o bien a una parte de ella. La medida CPI (Cycles Per Instruction o Ciclos por Instrucción) representa el número promedio de ciclos de reloj necesarios para que el microprocesador ejecute una instrucción. En consecuencia, la potencia del microprocesador puede caracterizarse por el número de instrucciones por segundo que es capaz de procesar. Los MIPS

(millions of instructions per second o millones de instrucciones por segundo) son las unidades que se utilizan, y corresponden a la frecuencia del procesador dividida por el número de CPI.

Instrucciones

Una instrucción es una operación elemental que el procesador puede cumplir.. Las instrucciones se almacenan en la memoria principal, esperando ser tratadas por el procesador. Las instrucciones poseen dos campos:

el código de operación, que representa la acción que el procesador debe ejecutar;

• el código operando, que define los parámetros de la acción. El código operando depende a su vez de la operación. Puede tratarse tanto de información como de una dirección de memoria.

El número de bits en una instrucción varía de acuerdo al tipo de información (entre 1 y 4 bytes de 8 bits).

Las instrucciones pueden agruparse en distintas categorías. A continuación presentamos algunas de las más importantes:

• Acceso a Memoria: acceso a la memoria o transferencia de información entre registros.

• Operaciones Aritméticas: operaciones tales como suma, resta, división o multiplicación.

• Operaciones Lógicas: operaciones tales como Y, O, NO, NO EXCLUSIVO, etc.

• Control: controles de secuencia, conexiones condicionales, etc.

Registros

Cuando el procesador ejecuta instrucciones, la información almacena en forma temporal en pequeñas ubicaciones de memoria local de 8, 16, 32 o 64 bits, denominadas registros. Dependiendo del tipo de procesador, el número total de registros puede variar de 10 a varios cientos.

Los registros más importantes son:

• el registro acumulador (ACC), que almacena los resultados de las operaciones aritméticas y lógicas;

• el registro de estado (PSW, Processor Estado: Word o Palabra de Estado del Procesador), que contiene los indicadores de estado del sistema (lleva dígitos, desbordamientos, etc.);

• el registro de instrucción (RI), que contiene la instrucción que está siendo procesada actualmente;

• el contador ordinal (OC o PC por Program Counter, Contador de Programa), que contiene la dirección de la siguiente instrucción a procesar;

• el registro del búfer, que almacena información en forma temporal desde la memoria.

Memoria caché

La memoria caché (también memoria buffer) es una memoria rápida que permite reducir los tiempos de espera de las distintas informaciones almacenada en la RAM (Random Access Memory o Memoria de Acceso Aleatorio). En efecto, la memoria principal del ordenador es más lenta que la del procesador.

La Memoria caché nivel 1 se encuentra integrada directamente al procesador. Se subdivide en dos partes:

la primera parte es la caché de instrucción, que contiene instrucciones de la RAM que fueron decodificadas durante su paso por las canalizaciones.

la segunda parte es la caché de información, que contiene información de la RAM, así como información utilizada recientemente durante el funcionamiento del procesador..

• La memoria caché nivel 2 (denominada L2 Cache, por Level 2 Cache) se encuentra ubicada en la carcasa junto con el procesador (en el chip). La caché nivel 2 es un intermediario entre el procesador con su caché interna y la RAM. Se puede acceder más rápidamente que a la RAM, pero no tanto como a la caché nivel 1.

• La memoria caché nivel 3 (denominada L3 Cache, por Level 3 Cache) se encuentra ubicada en la placa madre.

Todos estos niveles de caché reducen el tiempo de latencia de diversos tipos de memoria al procesar o transferir información. Mientras el procesador está en funcionamiento, el controlador de la caché nivel 1 puede interconectarse con el controlador de la caché nivel 2, con el fin de transferir información sin entorpecer el funcionamiento del procesador.

Señales de Control

Las señales de control son señales electrónicas que orquestan las diversas unidades del procesador que participan en la ejecución de una instrucción. Dichas señales se envían utilizando un elemento denominado secuenciador. Por ejemplo, la señal Leer/Escribir permite que la memoria se entere de que el procesador desea leer o escribir información.

Unidades Funcionales

El procesador se compone de un grupo de unidades interrelacionadas (o unidades de control). Aunque la arquitectura del microprocesador varía considerablemente de un diseño a otro, los elementos principales del microprocesador son los siguientes:

Una unidad de control: que vincula la información entrante para luego decodificarla y enviarla a la unidad de ejecución:La unidad de control se compone de los siguientes elementos:

Secuenciador (o unidad lógica y de supervisión ), que sincroniza la ejecución de la instrucción con la velocidad de reloj. También envía señales de control:

Contador ordinal, que contiene la dirección de la instrucción que se está ejecutando actualmente;

Registro de instrucción, que contiene la instrucción siguiente.

Una unidad de ejecución :o unidad de procesamiento), que cumple las tareas que le asigna la unidad de instrucción. La unidad de ejecución se compone de los siguientes elementos:

la unidad aritmética lógica (se escribe ALU); sirve para la ejecución de cálculos aritméticos básicos y funciones lógicas (Y, O, O EXCLUSIVO, etc.);

la unidad de punto flotante (se escribe FPU), que ejecuta cálculos complejos parciales que la unidad aritmética lógica no puede realizar;

Una unidad de administración del bus: (o unidad de entrada-salida) que administra el flujo de información entrante y saliente, y que se encuentra interconectado con el sistema RAM;

El siguiente diagrama suministra una representación simplificada de los elementos que componen el procesador (la distribución física de los elementos es diferente a la disposición):

Transistor

Un transistor es un componente electrónico semi-conductor que posee tres electrodos capaces de modificar la corriente que pasa a través suyo, utilizando uno de estos electrodos (denominado electrodo de control). Éstos reciben el nombre de "componentes activos", en contraste a los "componentes pasivos", tales como la resistencia o los capacitores, que sólo cuentan con dos electrodos (a los que se denomina "bipolares").

El transistor MOS (metal, óxido, silicona) es el tipo de transistor más común utilizado en el diseño de circuitos integrados. Los transistores MOS poseen

dos áreas con carga negativa, denominadas respectivamente fuente (con una carga casi nula), y drenaje (con una carga de 5V), separadas por una región con carga positiva, denominada sustrato. El sustrato posee un electrodo de control superpuesto, denominado puerta, que permite aplicar la carga al sustrato.

El transistor actúa entonces como conmutador programable, gracias al electrodo de control. Cuando se aplica una carga al electrodo de control, éste actúa como interruptor cerrado, y cuando no hay carga, actúa como interruptor abierto.

Circuitos Integrados

Una vez combinados, los transistores pueden constituir circuitos lógicos que, al combinarse, forman procesadores. El primer circuito integrado data de 1958 y fue construido por Texas Instruments.

Los transistores MOS se componen, entonces, de láminas de silicona (denominadas obleas), obtenidas luego de múltiples procesos. Dichas láminas de silicona se cortan en elementos rectangulares para formar un "circuito". Los circuitos se colocan luego en carcasas con conectores de entrada-salida, y la suma de esas partes compone un "circuito integrado". La minuciosidad del grabado, expresado en micrones (micrómetros, se escribe µm) define el número de transistores por unidad de superficie. Puede haber millones de transistores en un sólo procesador.

El procesador funciona de forma eficiente gracias a un número limitado de instrucciones, conectadas de forma permanente a los circuitos electrónicos. La mayoría de las operaciones se pueden realizar utilizando funciones básicas.

Algunas arquitecturas, no obstante, sí incluyen funciones avanzadas de procesamiento.

Arquitectura CISC

La arquitectura CISC (Complex Instruction Set Computer, Ordenador de Conjunto de Instrucciones Complejas) se refiere a la conexión permanente del procesador con las instrucciones complejas, difíciles de crear a partir de las instrucciones de base.

La arquitectura CISC es especialmente popular en procesadores de tipo 80x86. Este tipo de arquitectura tiene un costo elevado a causa de las funciones avanzadas impresas en la silicona.

Las instrucciones son de longitud diversa, y a veces requieren más de un ciclo de reloj. Dado que los procesadores basados en la arquitectura CISC sólo pueden procesar una instrucción a la vez, el tiempo de procesamiento es una función del tamaño de la instrucción.

Arquitectura RISC

Los procesadores con tecnología RISC (Reduced Instruction Set Computer, Ordenador de Conjunto de Instrucciones Reducidas) no poseen funciones avanzadas conectadas en forma permanente.

Es por eso que los programas deben traducirse en instrucciones sencillas, lo cual complica el desarrollo o hace necesaria la utilización de un procesador más potente. Este tipo de arquitectura tiene un costo de producción reducido si se lo compara con los procesadores CISC. Además, las instrucciones de naturaleza sencilla se ejecutan en un sólo ciclo de reloj, lo cual acelera la ejecución del programa si se lo compara con los procesadores CISC. Para terminar, dichos procesadores pueden manejar múltiples instrucciones en forma simultánea, procesándolas en paralelo.

Mejoras Tecnológicas

A través del tiempo, los fabricantes de microprocesadores (denominados fundadores) han desarrollado un determinado número de mejoras que optimizan el rendimiento del procesador.

Procesamiento Paralelo

El procesamiento paralelo consiste en la ejecución simultánea de instrucciones desde el mismo programa pero en diferentes procesadores. Implica la división del programa en múltiples procesos manejados en paralelo a fin de reducir el tiempo de ejecución.

No obstante, este tipo de tecnología necesita sincronización y comunicación entre los diversos procesos, de manera similar a lo que puede llegar a ocurrir cuando se dividen las tareas en una empresa: se distribuye el trabajo en procesos discontinuos más pequeños que son manejados por diversos departamentos. El funcionamiento de una empresa puede verse afectado en gran medida si la comunicación entre los distintos servicios internos no funciona de manera correcta.

Canalización

Se denomina canalización a la tecnología destinada a mejorar la velocidad de ejecución de instrucciones mediante la colocación de las diversas etapas en paralelo.

A fin de comprender el mecanismo de canalización, es necesario primero comprender las etapas de ejecución de una instrucción. Las etapas de ejecución de una instrucción correspondientes a un procesador con canalización "clásica" de 5 pasos son las siguientes:

• RECUPERACIÓN: (recupera la instrucción de la caché; • DECODIFICACIÓN: decodifica la instrucción y busca operandos

(valores de registro o inmediatos); • EJECUCIÓN: ejecuta la instrucción (por ejemplo, si se trata de una

instrucción ADD, se realiza una suma, si es una instrucción SUB, se realiza una resta, etc.);

• MEMORIA: accede a la memoria, y escribe o recupera información desde allí;

• POST ESCRITURA (retirar): registra el valor calculado en un registro.

Las instrucciones se organizan en líneas en la memoria y se cargan una tras otra.

El objetivo de la canalización es ejecutar cada paso en paralelo con los pasos anteriores y los siguientes, lo que implica leer la instrucción (RECUPERACIÓN) mientras se lee el paso anterior (DECODIFICACIÓN), al momento en que el paso anterior está siendo ejecutado (EJECUCIÓN) al mismo tiempo que el paso anterior se está escribiendo en la memoria (MEMORIA), y que el primer paso de la serie se registra en un registro (POST ESCRITURA).

LOS PUERTOS DE COMUNICACIÓN

Los puertos de comunicación son herramientas que permiten manejar e intercambiar datos entre un computador entre los diferentes perifericos a la cual se encuentran conectados en ese momento; en si, son puertas de enlace por medio del cual el equipo de cómputo puede comunicarse a todos los perifericos que se encuentren conectados.

Entre los puertos podemos encontrar:

Puerto Paralelo (LPT)Sirven para enlazar dos dispositivos, como por ejemplo, la impresora. entre sus tipos podemos diferenciarlos por los numeros de bit. Cuando es unidireccional, este puerto contiene 4-BIT y solo transfiere información en una sola dirección. Cuando es bireccional, contiene 8-BIT, el cual es capaz de enviar información en dos direcciones. Físicamente hablando, Estos puertos son del tipo hembra, de unos 38mm de longitud con 25 pines agrupados en dos hileras. Estos se utilizan normalmente para conectar impresoras, scanners y en algunos casos hasta dos PCs, aunque en la actualidad dichos perifericos vienen para conectar en puertos USB.

Puerto Serial (COM)Estos puertos se utilizan para enviar y recibir información de BIT en BIT fuera del computador a través de un único cable y de un determinado software de comunicación. Estos se identifican como puertos del COM (comunicaciones). Por ejemplo, como perifericos a conectar están los ratones y los módem. Estos conectores son de tipo macho y los hay de 2 tamaños, uno estrecho, de 9 pines

con una longitud aproximada de 17mm y otro ancho de 25 pines, con una longitud de unos 38mm, internamente son iguales (9 pines) y realizan las mismas funciones.

Puerto PS/2 Sencillamente son puertos paralelos que se utilizan para conectar pequeños periféricos a la PC. El mismo consta por lo general de 6 pines o conectores. La placa base tiene el conector hembra. En las placas de hoy en día se pueden distinguir el teclado del Mouse por sus colores, siendo el teclado (por lo general) el de color violeta y el Mouse el de color verde.

Puerto USB (Universal Serial Bus)Este permite instalar periféricos sin tener que abrir la maquina para instalarle hardware, es decir, que basta con conectar dicho periférico en la parte posterior del computador. Sus caracteristicas mas atractivas es que se pueden conectar en el cualquier periferico que sea compatible sin necesidad de reiniciar la computadora ni configurar el sistema. Este es una mejora en los dos puertos especificados anteriormente. El USB es la tecnología preferida para la

mayoría de los teclados, Mouse y otros dispositivos de entrada de información de banda estrecha. El USB también esta muy extendido en cámaras fotográficas digitales, impresoras, escáneres, módems, joysticks y similares.

Puerto RJ-11

Es un puerto utilizado en los sistemas telefónicos y es el que se utiliza para conectar el MODEM a la línea telefónica de manera que las computadoras puedan tener acceso a Internet. Tiene forma de cubo, y consta de cuatro cables de los cuales se utilizan solo dos para las conexiones telefónicas.

Puertos RJ-45

Estas se utilizan comúnmente en las redes de computadoras, sus siglas corresponden a "Registered Jack" o "Clavija Registrada", que a su vez es parte del código de regulaciones de Estados Unidos. Este conector se utiliza en la mayoría de las tarjetas de ethernet (tarjetas de red) y va en los extremos de un cable UTP nivel 5.

Puertos VGAEste puerto es utilizado para los monitores. Este es de forma rectangular, con un recubrimiento plástico para aislar las partes y se ubica en la parte posterior de los monitores y en la parte trasera del PC, cerca del puerto de S-video.

Puertos RCAEs un tipo de conector eléctrico común el cual sirve de medio para trasmitir audio y video. Por su concepción presente un problñema... cada señal necesita de un cable propio para poder transitar. Su uso se extiende desde las computadoras hasta los equipos de sonido, etc. Dentro del computador este se ubica en la paerte posterior del computador, en la tarjeta de sonido.

1. RANURAS ("SLOT") PCI

9. SLOT 1 (PROCESADOR)

2. RANURAS ("SLOT") ISA

10. POWER ATX

3. BIOS

11. DIMM DE 168 PINES (RAM)

4. PARALLEL PORT

12. FLOPPY DISK CONTROLLER

5. SERIAL PORT (COM 1)

13. IDE 1 IDE 2 (HARD DISK CONTROLLER)

6. SERIAL PORT (COM 2)

14. AGP (SLOT)

7. USB (Universal Serial Bus)

15. BATTERY (REAL TIME)

8. PUERTOS PARA TECLADO Y MOUSE (PS/2)