arquitectura
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“Año del Centenario del Nacimiento de José María Arguedas”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN
ENRIQUE GUZMÁN Y VALLE“ALMA MATER DEL MAGISTERIO NACIONAL”
FACULTAD DE CIENCIAS
MONOGRÁFIA:
ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR
Para Optar el Título Profesional de Licenciado en
Educación
Especialidad: Matemática e Informática
Presentado por la Bachiller:
PETRONILA NATIVIDAD TORRES FLORES
La Cantuta - Chosica
Noviembre del 2011
1
2
Dedicado a:
Mis queridos padres por su dedicación y
apoyo en mi formación profesional.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN 6
CAPITULO I
ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR Y HARDWARE. 7
1.1 La Computadora.........................................................................................................7
1.2 Arquitectura del Computador......................................................................................8
1.3 Computadora Von Newmann......................................................................................9
1.4 Arquitectura Harvard.................................................................................................11
1.5 Arquitectura Clásica..................................................................................................11
1.6 Otras Arquitecturas Modernas..................................................................................12
CAPITULO II RESEÑA HISTÓRICA DEL COMPUTADOR 13
2. 1 La máquina calculadora del SCHICARD (1623).......................................................18
2. 2 La Pascalina (1642)..................................................................................................18
2. 3 La Primera Computadora (1939)................................¡Error! Marcador no definido.
2. 4 La MARK I (1944).....................................................................................................19
2. 5 Se construye la ENIAC (1947)..................................................................................19
2. 6 Nacen los transistores (1948)...................................................................................20
2. 7 La UNIVAC (1951)....................................................................................................20
2. 8 Computadores usan transistores (1958)...................................................................21
2. 9 Aparecen los circuitos integrados (1960 – 1970).....................................................21
2. 10 Desarrollo del microprocesador (1971)....................................................................22
2. 11 Nuevas Tecnologías (1980- hoy )............................................................................22
2. 12 Hacia 1985...............................................................................................................22
2. 13 Por los años del 2005..............................................................................................22
CAPITULO III COMPONENTES BASICOS DE UNA PC 24
3. 1 Computadora............................................................................................................24
3. 2 Los Periféricos..........................................................¡Error! Marcador no definido.5
3
3. 2. 1 MONITOR O PANTALLA.............................................................................25
3. 2. 2 TECLADO....................................................................................................26
3. 2. 3 MOUSE O RATÓN.......................................................................................27
3. 2. 4 CHASIS O CARCASA...................................................................................28
3. 2. 5 LA IMPRESORA.............................................................................................28
3. 2. 6 EL ESCANER...............................................................................................289
3. 3 Dispositivos Internos.................................................................................................29
3. 3. 1. Fuente de alimentación................................................................................30
3. 3. 2 Mainbord o Placa Base (o Placa Madre).....................................................31
3. 3. 3 Pila...............................................................................................................35
3. 3. 4 La Bios.........................................................................................................36
3. 3. 5 Chipset De Control......................................................................................36
3. 4 Zocalos de Microprocesador.....................................................................................36
3. 4. 1 El socket........................................................................................................42
3. 4. 2 Tipos de zócalos de microprocesador INTEL...............................................42
3. 4. 3 Tipos de zócalos de microprocesador AMD.................................................41
3. 5 El Microprocesador...................................................................................................42
3. 5. 1 Tipos de procesador.....................................................................................42
3. 5. 2 Características..............................................................................................42
3. 5. 3 Velocidad o frecuencia.................................................................................43
3. 5. 4 Memoria cache............................................................................................43
3. 5. 5 Voltaje / Potencia.........................................................................................43
3. 5. 6 Temperatura Máxima...................................................................................44
3. 5. 7 Bus de Datos...............................................................................................44
3. 6 Evolucion de Microprocesadores.............................................................................46
3. 6. 1 Tipos de microprocesadores INTEL.............................................................46
3. 6. 2 Tipos de Microprocesadores AMD..............................................................555
3. 6. 3 Tipos de BUSES.........................................................................................557
3. 6. 4 Memoria RAM.............................................................................................558
3. 6. 5 Ranuras para Memoria RAM......................................................................558
3. 7 Tarjetas Graficas.......................................................................................................61
3. 8 Controladores...........................................................................................................64
CAPITULO IV DIPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO 655
4.1 Unidades de Disco..................................................................................................655
4. 2 Discos Duros (HDD)...............................................................................................655
4
4. 3 Controladores de Disco Duro..................................................................................677
4. 4 Tipos de lectoras y CD R y CD RW.......................................................................699
4. 4. 1 Lector de CD’s............................................................................................699
4. 4. 2 CD-RW.......................................................................................................699
4. 4. 3 DVD...........................................................................................................699
4. 4. 4 USB..........................................................................................................7070
4. 5 Accesorios............................................................................................................7470
4. 5. 1 Escáner....................................................................................................7070
4. 5. 2 Impresora...................................................................................................722
4. 5. 3 Joystick........................................................................................................73
4. 5. 4 Camara DIGITAL.........................................................................................73
4. 5. 5 Filmadora DIGITAL....................................................................................732
4. 5. 6 Parlantes......................................................................................................74
4. 6 Puertos de comunicacion........................................................................................744
4. 7 Conexión del ventilador del procesador disipador cable........................................788
4.8 Conexión a cabezales internos.................................................................................79
4.9 Unidades de medicion del almacenamiento de datos............................................799
APLICACIÓN DIDÁCTICA 81
SÍNTESIS 90
APRECIACIÓN CRÍTICA Y SUGERENCIAS 91
BIBLIOGRAFÍA 92
ANEXOS 94
5
INTRODUCCION
En la actualidad las computadoras son de uso cotidiano, esto obedece al nivel de avance
tecnológico alcanzado en esta ciencia, gracias a lo cual se ha posibilitado que se pueda
acceder a éstas a un mínimo costo, en virtud de que se ha reducido significativamente su
volumen. Razón por la cual, encontramos ahora máquinas procesadoras de textos donde
vamos. Es por lo tanto pertinente conocer su funcionamiento. He aquí lo oportuno que
resulta este trabajo monográfico, en el cual se presenta la arquitectura del computador,
en los siguientes capítulos se detalla cada una de las unidades lógicas que la
constituyen, así también se pasa ha mencionar las funciones específicas que ellas
realizan y, por último, se indica la manera de cómo interactúan entre ellas.
Las computadoras funcionan desde un periférico de entrada, (teclado, mouse, scanner,
cámara digital y otros.) en el cual se han de introducir la información pertinente. Estas pasan a
guardarse en sus correspondientes memorias y se incorporan a la unidad central donde se
procesan. El resultado de este proceso se envía a los periféricos de salida, (monitor o pantalla,
impresora, filmadora, plotter, etc.) en donde se da salida a los datos.
La monografía se encuentra dividida en cuatro capítulos, que incluyen conceptos, evolución y
las partes que constituyen un procesador.
Podemos dar una definición inicial de lo que es la arquitectura de la computadora, puede
muy bien decirse que es el estudio de la composición de las partes de una computadora,
6
la manera en que éste funciona y el diseño. En concreto estaremos tratando aspectos
relativos al hardware y software.
Un computador es un mecanismo electrónico que ejecuta programas que están
formados por instrucciones, estos se ponen en funcionamiento al ejecutar los comandos
pertinentes después de recibir una información del caso. El resultado de ejecutarlas es
la concreción de un cálculo numérico o bien el procesamiento de una información de tipo
literal.
Esperamos que el presente trabajo aporte de alguna forma conocimientos sobre la
materia que se viene tratando.
CAPITULO I
ARQUITECTURA DE LA COMPUTADORA Y EL HARDWARE
1. 1LA COMPUTADORA
Básicamente, un computador o computadora
es un mecanismo electrónico que incluye un
procesador, varias memorias y algunos
dispositivos de entrada/salida (E/S). La
computadora frente a otros dispositivos
similares, como la calculadora, es que con el
primero se pueden realizar un sinnúmero de
tareas utilizando los comandos apropiados
utilizando los programas insumados en la
memoria para que ellos sean ejecutados por el
procesador.
7
La creación de la computadora busca minimizar esfuerzos, optimizando procesos y con
ello ganando tiempo, un factor muy importante en una vida tan agitada como la actual.
Los periféricos nos permiten intercambiar información con el exterior. Las computadoras
utilizan programas informáticos denominados sistemas operativos. Estos son
diseñado, construido y probado para gestionar los recursos de la computadora: memoria,
dispositivos de E/S, dispositivos de almacenamiento (discos duros, unidades de DVD y
CD).
Las computadoras son dispositivos usados para procesar información de acuerdo con un
protocolo. Esta definición solo incluye dispositivos con usos específicos que sólo pueden
realizar una función o un número determinado de funciones.
Las computadoras modernas se distinguen de sus predecesoras porque cuentan con una
programación adecuada. En la actualidad, cualquier computadora puede emular el
funcionamiento de otra, salvo que cuente con la misma capacidad de almacenamiento de
datos e igual velocidad.
Es así que con cualquier máquina de estas mismas características, se debe poder emular
el funcionamiento de una máquina de Turing universal. Las máquinas que cumplan con
esta definición son homologables a la máquina de Turing. Aunque inicialmente el
procesamiento de la información guardaba relación con problemas aritméticos,
actualmente las computadoras son usadas para tareas que no tienen relación con las
matemáticas. Es el caso de muchos aparatos de uso doméstico que presentan circuitos
homologables a la máquina de Turing.
Razón por lo cual el concepto de computadoras se ha restringido a las máquinas
dedicadas al procesamiento de información y que se adapten a una serie de tareas sin
que haya por medio ninguna modificación física, excluyendo a aquellos que forman parte
de un sistema como los teléfonos, microondas o aviones. Existen tres tipos de
computadoras que cumplen con esto: las computadoras centrales, las minicomputadoras
y las computadoras personales.
1. 2ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR
8
GRAFICO: Una visión típica de una arquitectura de computadora como una serie de capas de abstracción: hardware, firmware, ensamblador, kernel, sistema operativo y aplicaciones.
El concepto de arquitectura es el diseño conceptual y la estructura operacional
fundamental de un sistema de computadora. Es decir, representa un modelo y una
descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias
partes de una computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de
proceso o CPU trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria. También
suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes del
hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad,
rendimiento y costo.
De esta forma, la arquitectura de una computadora explica la situación de sus
componentes y permite determinar las posibilidades de que un sistema informático de
acuerdo a una determinada configuración afín de que esté en posibilidad de realizar
operaciones para la cual fue programada.
El computador recibe y envía la información a través de los periféricos por medio de los
canales. La CPU es la encargada de procesar la información que le llega al computador.
El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y la CPU. Todas
aquellas unidades de un sistema exceptuando la CPU se denominan periféricos, por lo
que el computador tiene dos partes bien diferenciadas, que son: la CPU (encargada de
ejecutar programas y que está compuesta por la memoria principal, la UAL y la UC) y los
periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).
9
1. 3Computadora Von Newmann
LA ARQUITECTURA VON NEWMANN se refiere a
la familia de arquitecturas de computadoras que
utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento
tanto para las instrucciones como para los datos (a
diferencia de la arquitectura Harvard).
Este término fue acuñado por el conocido
matemático John Von Newmann, en un
documento First Draft of a Report on the EDVAC,
fechado el 30 de junio de 1945. En el cual
propuso el concepto de programa almacenado.
Dicho documento fue redactado en vistas a la construcción del sucesor de la
computadora ENIAC, y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert, John Mauchly,
Arthur Burks, y otros durante varios meses antes de que Von Newmann redactara el
borrador del informe.
En la actualidad las computadoras que siguen el diseño de la arquitectura Von Newmann
incluyen las siguientes partes:
La unidad aritmético-lógica o ALU, la unidad de control, la memoria, un dispositivo de
entrada/salida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datos
entre las distintas partes.
10
Un computador con arquitectura Von Newmann realiza o emula los siguientes pasos
secuencialmente:
1) Obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el
contador de programa y la guarda en el registro de instrucción.
2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la
siguiente.
3) Descodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de
coordinar el resto de componentes del computador para realizar una función
determinada.
4) Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa,
permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se
cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el computador pueda 'tomar
decisiones', que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética
y lógica anteriores.
5) Vuelve al paso N° 1
1. 4Arquitectura Harvard
En la arquitectura Harvard se propone que el programa esté totalmente separado de los
datos con los que trabaja: es decir, el programa en una memoria, y los datos en otra
memoria independiente. La arquitectura Harvard recibe este nombre porque en esa
universidad de Massachussetts Howard Aiken desarrolló el computador Harvard Mark I,
en este prototipo se tomaba por un lado los datos de cintas de cartón perforado y por otro
las instrucciones también en otra cinta de cartón perforado..
Esta arquitectura suele utilizarse en DSPs, o procesador de señal digital, usados
habitualmente en productos para procesamiento de audio y video.
11
1. 5Arquitectura Clásica
El modelo clásico de arquitectura fue diseñado por Jhon Von Newmann y consta de:
dispositivos de entrada, de proceso, de almacenamiento y de salida
La arquitectura clásica del computador de John Von Newmann propuso que la CPU
(Unidad Central de Proceso) estuviera conectada a una única memoria donde se
guardaran conjuntamente instrucciones (programas) y datos (con los cuales operan estos
programas). Además, existía un módulo de entradas y salidas para permitir la
comunicación de la máquina con los periféricos externos que maneja el usuario.
En esta etapa los accesos a memoria se hacen siempre a través de la caché, que
contiene la información sobre instrucciones y datos que probablemente más va a solicitar
el procesador. El hecho de que instrucciones y datos compartan la misma memoria,
limita sus prestaciones. Así, si se dispone de un procesador que maneja palabras de 8
bits conectado a un bus de 8 bits de ancho que lo une con la memoria, está obligada a
manejar instrucciones de una o más unidades de 8 bits. La memoria se estructura
internamente en unidades de 8 bits. En esta arquitectura, si se necesita acceder a una
instrucción o dato de más de 8 bits, se realizarán dos o más accesos a memoria.
También se destaca el hecho de que compartir el bus para instrucciones y datos ralentiza
los tiempos de operación, ya que no se puede hacer la búsqueda de una nueva
instrucción antes de terminar la anterior. La arquitectura de Von Newmann tiene sus
limitaciones:
1º Sólo existe una memoria que contiene datos e instrucciones que limita la velocidad de
procesamiento por el efecto de cuello de botella que impide la simultaneidad en el acceso
a datos e instrucciones.
2º La existencia de una memoria única compartida por datos e instrucciones impide que
la longitud de sus posiciones se adapte a la de las instrucciones y los datos.
1. 6Otras Arquitecturas Modernas
Las arquitecturas modernas proponen modificaciones en el equipo físico y mejoras y
nuevas prestaciones en el sistema lógico del computador clásico. La arquitectura Harvard
está especialmente diseñada para resolver las debilidades de la arquitectura Von
12
Newmann. El procesador dispone de dos memorias independientes con las que se
comunica con buses propios.
La memoria de datos y la memoria de instrucciones son independientes, almacenándose
en ellas los datos y el programa, respectivamente. Esto implica que el tamaño de las
instrucciones no está relacionado con el de los datos, pudiéndose así optimizar para que
cualquier instrucción ocupe una única posición de memoria de programa. Hoy se
incorporan dos memorias cachés independientes, una para guardar instrucciones y la
otra para datos.
CAPITULO II
RESEÑA HISTÓRICA DEL COMPUTADOR
13
En la antigüedad las distintas modalidades de trabajo eran un tema importante en el rubro
de la producción. A medida que se iba desarrollando la tecnología, se extendían los
temores por los problemas que podría generar la automatización, este temor creció
significativamente ante la invención del telar de Jacquard. Se veía llegar el desempleo
masivo como consecuencia del avance tecnológico.
En la actualidad el desarrollo obtenido en el rubro en las computadoras se ha hallado a la
par con el crecimiento poblacional, de tal forma que ha venido emparentado a este,
haciendo que los precios de los productos caigan significativamente en relación con los
de hace dos siglos, cuestión que resulta ser realmente ventajosa para la población
mundial. La automatización de los procesos de producción obtenidos a partir del uso de
computadores, ha permitido cubrir demanda de bienes de productos de todo tipo que no
hubieran podido ser cubiertas de no haber alcanzado tal nivel de desarrollo la tecnología
de las computadoras.
PERSONAJES EN LA HISTORIA
A medida que crecieron nuestras necesidades de bienes materiales, dispositivos simples
de cálculo tales como el ábaco, los huesillos de Napier y otras innovaciones como el
calculador por ruedas. Nuevas tecnologías y modificaciones significativas en aquellas que
ya existían, estimularon y gestaron el deseo de centrarse en el desarrollo de soluciones
14
de satisfacer las necesidades materiales de la población con procesadores nuevos y
más complejos. Entre los hombres de la historia podemos hablar de:
LEONARDO DA VINCI (1452 – 1519)
Fue él quien inicio las investigaciones de los sistemas mecanizados de cálculo y trabajo
en su desarrollo exclusivamente sobre el papel, aunque hablando en concreto no llegó a
construir ningún prototipo, se le puede considerar el precursor en la creación de las
computadoras.
JHON NAPIER (1550 – 1617)
Matemático francés, el mismo que diseño un dispositivo mecánico muy ingenioso y
ciertamente complicado. Constituido por un conjunto de once varillas con números
marcados sobre sus extremos. De tal forma que simplemente colocando las varillas lado
a lado se observan productos y cocientes de números grandes. Napier es mas conocido
por el invento de los logaritmos, los cuales a su vez condujeron a la invención de la regla
de cálculo.
Este invento lo ideó justo antes de morir, para ello desarrolló un sistema para realizar
operaciones aritméticas manipulando barras, a las que llamó "huesos" ya que estaban
construidas con material de hueso o marfil, y en los que estaban plasmados los dígitos.
Dada su naturaleza, se llamó al sistema "Napier Bones". Los Huesos de Napier, este
sistema tuvo una fuerte influencia en el desarrollo de la regla deslizante (cinco años más
tarde) y en las máquinas calculadoras subsecuentes, que contaron con logaritmos
WILLIAM OUGHTED (1632)
Este famoso matemático inglés fue el inventor de la regla de cálculo, la cual permitía
calcular el producto o división de cifras grandes en breve tiempo. Básicamente la regla de
cálculo consiste en dos reglas movibles colocadas una al lado de otra. Cada regla está
marcada de tal forma que las distancias reales desde el contexto son proporcionales a
los logaritmos de los números impresos en ellas. Haciendo los movimientos
correspondientes sobre las reglas, esto es al deslizarlas bien a la derecha o la izquierda
se puede dividir o multiplicar con gran facilidad y precisión significativas números de gran
magnitud.
La primera regla deslizante fue inventada por este genial matemático inglés. La regla
deslizante (llamada "Círculos de Proporción") era un juego de discos rotatorios que se
calibraron con los logaritmos de Napier. Se usó como uno de los primeros aparatos de la
15
informática analógica. Su época de esplendor duró más o menos un siglo, el
comprendido entre la segunda mitad del siglo XIX y el último cuarto del XX, hasta que a
comienzos de 1970, calculadoras portátiles comenzaron a ser populares.
BLASSE PASCAL (1623 – 1662)
Diseño y construyo una máquina sumadora en 1645, la cual era accionada por
engranajes, creada con el fin de aliviar en esta tarea a aquellos quienes conducían la
contabilidad de sus empresas como a los que ejercían de recaudadores de impuestos. El
dispositivo en mención recibió el nombre de la “pascalina”.
A pesar de que recibió múltiples mejoras por parte de su inventor a lo largo de su vida,
no puede ser considerado una computadora. Esta máquina era tamaño de una cajetilla
de cigarrillos y funcionaba a base de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los
dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera
que podía sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto, de otro
lado haciendo cambiar el sentido de las ruedas podía sumar o restar respectivamente.
WILHELM GOLTFRIED (1646 – 1716)
Aprendió matemática de manera autodidáctica a los 26 años de edad, en 1672 dio a
conocer una máquina más perfecta que la pascalina, que era capaz de multiplicar, dividir
y obtener raíces cuadras, según se dice lo hizo porque nadie le había enseñado a
multiplicar. También propuso una máquina de calcular que utilizaba el sistema binario, el
cual es utilizado en calculadoras modernas.
JOSPH MORSE JACQUARD (1752- 1834)
A mediados del siglo XVIII un empresario francés llamado Joseph Morse Jacquard utilizó
con éxito tarjetas perforadas para controlar el estado de diseños especiales para las telas
que producía, a fin de reducir sus pérdidas.
Estas tarjetas perforadas se encontraban en una cinta continua que almacenaba la
información para el trazado de un diseño determinado. Dichas tarjetas se hacían pasar en
forma secuencial tejiendo el patrón en forma automática. El telar brindaba un método no
sólo para registrar datos sino en realidad para controlar y dirigir el proceso.
16
Jacquard se había inspirado en los instrumentos musicales que se programaban usando
papel rígido perforado, la idea de Jacquard, que revolucionó el hilar de seda, estaba por
formar la base de muchos aparatos de la informática e idiomas de la programación.
CHARKES BABBAGE (1791 – 1871)
Matemático inglés conocido como el padre de la computadora, ideó la construcción de un
dispositivo que se podría utilizar para extraer el resultado de ecuaciones polinómicas
complejas. Este conjunto de engranajes, ruedas y manivelas se denominó máquina de
diferencias. El éxito fue limitado, debido a la capacidad tecnológica de la época.
En 1835, Babbage dejó de trabajar en ella y comenzó el diseño de una maquina más
evolucionada y la denominó máquina analítica y comprendía la realimentación y el
control mediante las tareas perforadas de Jaquard. Este era un aparato capaz de ejecutar
cualquier tipo de cálculo matemático. Su diseño del artefacto era la primera
conceptualización clara de una máquina que podría ejecutar el tipo de cálculos
computacionales que ahora se consideran el corazón de informática. Babbage nunca
construyó su artefacto analítico, pero su plan influyó en toda computadora digital
subsiguiente, incluidas las modernas
Su importancia fue más que una relación coincidente de las ideas funcionales con el
diseño del computador de hoy. Las tarjetas perforadas controlaban y dirigían las
operaciones de la máquina.
Iniciaron un medio para dirigir o instruir, un dispositivo a través de una serie de etapas de
procesamiento. El almacenamiento de datos se hacía en el Almacén, en tanto que las
operaciones reales de procesamiento se efectuaban en el Molino. El almacén y el molino
eran entidades funcionales dentro de la máquina analítica y era análoga a la memoria
principal y a la unidad aritmética y lógica del computador.
El artefacto analítico fue finalmente construido por un equipo moderno de ingenieros, en
1989, cien años después de la muerte de Babbage en 1871. Por su discernimiento,
Babbage hoy se conoce como el "Padre de las Computadoras Modernas".
HERNAN HOLLERITH (1860 – 1932)
En 1870 la Oficina Norteamericana De Censos anticipó los censos por problemas
relacionados con el procesamiento de datos en un lapso de diez años para favorecer una
mayor eficacia y efectividad. En la oficina se empleo personas de gran talento para
17
encontrar métodos que aceleren el procesamiento del estadígrafo. El Dr. Hernán Pollerita
con sólo 19 años se empleó como agente especial para dar aceleración a los datos del
censo de 1879.
En 1887 este investigador anunció una idea para modificar los procedimientos de iniciar
el comiendo del procesamiento electrónico de datos. Su sistema consistía en registrar
los datos ejecutando agujeros a lo largo del papel, en la cual los agujeros representaban
el sexo, la edad, raza, entre otros. Gracias a la máquina tabuladora de Pollerita el censo
de 1890 se realizó en dos años y medio, cinco menos que el censo de 1880.Se tardaba
tanto en hacer el censo debido a la llegada masiva de inmigrantes, por esos años la
población americana era de 63 millones de habitantes. El éxito de las máquinas impulso
a su creador a fundar una empresa para su comercialización denominándose
Internacional Bolsines Machines más conocida mundialmente como IBM.
2.1 La Máquina calculadora de Schickard
Wilhelm Schickard (1592-1635). En 1623 escribió
al astrónomo Kepler sobre su invención de una
máquina calculadora para ser usada por este. La
calculadora de Schickard es la primera
calculadora mecánica conocida que podía sumar,
restar, multiplicar y dividir. Su invención
permaneció desconocida por 300 años y fue
reconstruida en 1960.
2.2 La Pascalina (1642)
En 1642 el físico y matemático francés Blaise
Pascal invento el primer calculador mecánico, la
pascalina. A los 18 años de edad, deseando
reducir el trabajo de cálculo de su padre.
El aparato, el mención se denominó La Pascalina
éste parece una calculadora mecánica de los años 1940. Esto convierte a Pascal en la
segunda persona en inventar una calculadora mecánica. El dispositivo de 8 ruedas
dentadas en el que cada una hacia avanzar un paso a la siguiente cuando completaba
una vuelta.
Estaban marcadas con números del 0 al 9 y había dos para los decimales, con lo que
podía manejar números entre 000000,01 y 999999,99. Estos giraban mediante una
manivela, con lo que para sumar o restar había que darle el número de vueltas
18
correspondiente en un sentido o en otro. Treinta años después el filosofo y matemático
alemán Leibnitz invento una maquina de calcular que podía multiplicar, dividir y obtener
raíces cuadradas en sistemas binario. A los 26 años aprendió matemáticas de manera
autodidactica y procedió a inventar el cálculo infinitesimal que comparte con Newton.
2.3 La Primera Computadora (1939)La primera computadora fue la maquina analítica
creada por Chales Babbage, profesor
matemático de la Universidad de Cambridge en
el siglo XIX por lo que Algunas personas
conocen a Babagge como "El Padre de la
Computación" como resultado de sus
contribuciones al diseño básico de la
computadora. Su mayor contribución fue su
"máquina analítica". La idea que tuvo Charles
Babbage sobre un computador nació debido a que la elaboración de las tablas
matemáticas era un proceso propenso a errores. Antes de construir su máquina analítica
Babagge hizo el "motor de diferencia" que operaba en números de seis dígitos y fue
diseñado para resolver ecuaciones de diferencia de segundo orden. Ésta incluyó cinco
elementos que fueron cruciales para las computadoras del futuro: un dispositivo de
entrada; un espacio para almacenar números para procesamiento; un procesador ó
calculador de números; una unidad de control para dirigir las tareas que se ejecutarán; y,
finalmente, un dispositivo de salida
Mientras tanto Charles Jacquard (francés), fabricante de tejidos, había creado un telar
que podía reproducir automáticamente patrones de tejidos leyendo la información
codificada en patrones de agujeros perforados en tarjetas de papel rígido. Al enterarse
de este método Babbage abandono la máquina de diferencias y se dedico al proyecto de
la maquina analítica que se pudiera programar con tarjetas perforadas para efectuar
cualquier cálculo con una precisión de 20 dígitos. La tecnología de la época no bastaba
para hacer realidad sus ideas.
2.4 MARK I (1944)
El MARK I responde al nombre completo de
RCA Mark I Electronic Music Synthesizer
19
es el primer sintetizador, conocido como tal, pues fueron sus diseñadores los que
acuñaron el término sintetizador tal y como hoy lo conocemos.
El MARK I fue desarrollado entre 1951 y 1957 bajo la dirección de los doctores Harry
Olson y Herbert Belarel en los laboratorios de la RCA. Mark I empleaba señales
electromagnéticas para mover las partes mecánicas. Esta máquina era lenta (tomaba de
3 a 5 segundos por cálculo) e inflexible (la secuencia de cálculos no se podía cambiar);
pero ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos complejos de ecuaciones
sobre el movimiento parabólico de proyectiles.
Funcionaba con relés, se programaba con interruptores y leía los datos de cintas de
papel perforado.
2.5 ENIAC (1947)
ENIAC es un acrónimo de Electronic Numerical
Integrator And Computer (Computador e
Integrador Numérico Electrónico), utilizada por
el Laboratorio de Investigación Balística del
Ejército de los Estados Unidos. Se construyo en
1957 en la Universidad de Pennsylvania la
ENIAC (Electronic Numerical Integrator And
Calculator) fue la primera computadora electrónica.
El equipo de diseño lo encabezaron los ingenieros John Mauchly y John Eckert. Esta
máquina ocupaba todo un sótano de la Universidad, tenía más de 18000 tubos de vacío,
consumía 200 KW de energía eléctrica y requería todo un sistema de aire acondicionado,
pero tenía la capacidad de realizar cinco mil operaciones aritméticas en un segundo. El
proyecto, auspiciado por el departamento de Defensa de los Estados Unidos, culmino dos
años después, cuando se integro a ese equipo el ingeniero y matemático húngaro John
Von Newmann (1903-1957).
Las ideas de Von Newmann resultaron tan fundamentales para su desarrollo posterior,
que es considerado el padre de las computadoras.
2.6Transistores (1948).
El invento del transistor por parte los físico
W.Shockley, J Bardeen y W. Brattain hizo posible una
20
nueva generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas, y con menores
necesidades de ventilación. Sin embargo, el costo seguía siendo una porción significativa
del presupuesto de una Compañía. Las computadoras de la segunda generación también
utilizaban redes de núcleos magnéticos en lugar de tambores giratorios para el
almacenamiento primario. Estos núcleos contenían pequeños anillos de material
magnético, enlazados entre sí, en los cuales podían almacenarse datos e instrucciones.
Y todo a bajo voltajes, sin necesidad de disipar energía (como era el caso del filamento),
en dimensiones reducidas y sin partes móviles o incandescentes que pudieran romperse.
En el gráfico superior se muestra una efectiva comparación entre las válvulas y antiguos
transistores individuales de germanio.
2.7 UNIVAC (1951)
En junio de 1951, la UNIVAC I [Universal
Automatic Computer] se entregó a la Oficina
del Censo estadounidense, fue la primera
computadora comercial, que disponía de mil
palabras de 11 dígitos decimales más la señal
(72-bit de palabras) para memoria. En
contraste con las primeras máquinas no usó un sistema de tarjetas perforadas, sino una
entrada de cinta de metal, y podían leer cintas magnéticas. Aunque fabricada por la
Remington Rand, fue denominada equívocamente llamada la "IBM UNIVAC". Se
vendieron 46 máquinas a más de $1 millón cada una, fue la primera computadora
"producida en masa.
Ese mismo año en julio, la Remington Rand mostró el primer prototipo 409, una
calculadora de tarjeta perforada de tarjeta enchufada programada. Esta fue instalada, en
la Revenue Service facility en Baltimore, en 1952. La 409 evolucionó para volverse la
computadora Univac 60 y 120 en 1953.En las dos primeras generaciones, las unidades
de entrada utilizaban tarjetas perforadas de Hollerith quien fundara la IBM.
2.8 Computadoras con Transistores (1958).
En esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor costo, ya
que usan circuitos transistorizados en vez de tubos al vacío, ambos cumplen las mismas
funciones. Un transistor puede tener el tamaño de una lenteja mientras que un tubo de
vacio tiene un tamaño mayor que el de un cartucho de escopeta de caza.
Aparecen muchas compañías y las computadoras eran bastante avanzadas para su
época como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de la Universidad de Manchester.
21
Algunas computadoras se programaban con cintas perforadas y otras por medio de
cableado en un tablero.
Las tensiones de alimentación de los tubos estaban alrededor de los 300 voltios, por un
lado, las de los transistores vienen a ser de menor tamaño, tienden a disipar y soportar
tensiones muchos menores. El transistor es un elemento de silicio o germanio. Su vida
media es caso ilimitada y en cualquier caso muy superior a la del tubo del vacío.
2.9 Circuitos integrados (1960 – 1970)
La tercera generación de computadoras emergió con el
desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en
las que se colocan miles de componentes electrónicos
en una integración en miniatura. Las computadoras
nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas,
desprendían menos calor y eran energéticamente más
eficientes. El computador IBM-360 dominó las ventas
de la tercera generación de computadores desde su
presentación en 1965. El PDP-8 de la Digital Equipment Corporation fue el primer
minicomputador.
Hacia 1960 emerge la tercera generación de computadoras gracias al desarrollo de los
circuitos integrados, se trata de pastillas de silicio integrado por miles de componentes
electrónicos, miniaturizados. Las computadoras se hacen cada vez más pequeñas,
rápidas, desprendían menos calor y mucho más eficientes.
Previo a los circuitos integrados, las computadoras estaban diseñadas para aplicaciones
matemáticas o de negocios, pero no para las dos cosas. Los circuitos integrados
permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar la flexibilidad de los
programas, y estandarizar sus modelos.
2.10 Desarrollo del microprocesador (1971)
Por esta época aparecen los microprocesadores lo cual
representa un gran adelanto de la microelectrónica,
éstos son circuitos integrados de alta densidad y con
una velocidad impresionante. Nacen así las
microcomputadoras que gracias a estos circuitos son
extremadamente pequeñas y baratas, generando lo que
hoy se le llama “revolución informática”.
22
2.11Nuevas Tecnologías (1980- hoy)
Casi a finales del año del 80, comenzó a buscar un
sistema operativo para su nueva PC que iba a lanzar
al mercado, de lo cual se encargaron BILL GATES y
Paul Allen, autores del lenguaje BASIC. Ellos
compraron los derechos de QDOS (QUICK and
DIRTY OPERATING SYTEM), un sistema operativo
desarrollado por Paterson y basado en CP/M, un
sistema escrito por Gary Kidall, y lo negociaron con IBM como Microsoft DOS.
2.12Hacia 1985.
Al presentar MS presenta el sistema operativo Windows, demostró que las computadoras
compatibles IBM podían manejar también el entorno grafico, usual en las computadoras
de Mac Apple.
En 1990 Tim Berners- Lee ideo el hipertexto para crear el World Wide Web (www) una
nueva manera e interactuar con Internet. Su sistema hizo mucho más fácil compartir y
encontrar datos en Internet. Berners- Lee también creo las bases el protocolo de
transmisión HTTP, el lenguaje de documentos HTML y el concepto e los URL.
2.13Por los años del 2005
En la actualidad los usuarios de internet con conexión de banda ancha superan a los
usuarios de internet con conexión vía modem en la mayoría de países desarrollados. Sin
duda alguna, la computación ha venido a revolucionar el mundo a nivel global. Las
PC son máquinas utilizadas como herramienta de trabajo por millones de usuarios, ahora
podemos observar que las computadoras siguen evolucionando. Internet es considerada
como la red más grande del mundo.
TIPOS DE PC EN LA ACTUALIDAD
Las PC Tower La torre en informática del ingles tower, conocida también como
gabinete o cajón, y coloquialmente, aunque incorrectamente, como CPU, es un gabinete
utilizado para contener los diferentes componentes de un
computador de escritorio (placa madre, procesador, tarjeta grafica,
etc.). Las torres a menudo están compuestas de acero, aluminio o de
plástico.
23
Las PC Destktop.Las PC Desktop o computadora de escritorio es un modelo antiguo y
más compacto, en el mercado es utilizado para reducir espacios en oficinas, etc. a
diferencias de las torres.
Las Laptop U n a c o m p u t a d o r a p o r t á t i l o u n c o m p u t a d o r p o r t á t i l , t a m b i é n l l a m a d o e n
ingles laptop, es una pequeña computadora personal
móvil, que pesa normalmente entre 1 y 3 Kg. Los
computadores portátiles son capaces de realizar la
mayor parte de las tareas que realizan las
computadoras de escritorio, con la ventaja de ser más
pequeños, livianos y de tener la capacidad de operar desconectados por un periodo
determinado.
Las Notebook Se trata de un Computador portátil de
aproximadamente 21 cm x 29 cm con un peso entre 1 y
3 Kg, fácil de transportar son más pequeños que las
laptops. Tiene gran capacidad de memoria para
almacenar datos y dispone de una batería, lo que le
permite trabajar sin estar conectada a la red de
electricidad.
24
CAPITULO III
COMPONENTES BÁSICOS DE UN COMPUTADOR PERSONAL HARDWARE
3. 1Computadora
Podemos definir a las computadoras como dispositivos electrónicos capaces de
interpretar y ejecutar ordenes o comandos programados para operaciones de entrada de
información, salida de datos procesados, realizados de acuerdo al cálculo y lógica de la
máquina; así éstos reciben entradas (datos para su procesamiento), producen salidas
(resultados del procesamiento), procesan información, y almacenan información.
Los dispositivos que integran una computadora se clasifican generalmente en básico y
complementario, se entiende por básico todo aquel dispositivo necesario para iniciar el
funcionamiento de la computadora, y el complementario obedeciendo a su nombre sirve
para realizar funciones específicas o más allá de las básicas.
Todo sistema de cómputo tiene componentes de hardware dedicados a estas funciones:
1. Periféricos de entrada
2. Periféricos de salida
3. Periféricos de entrada/salida
4. Unidad central de procesamiento.
5. Memoria.
Los dispositivo de entrada son fuentes de señales eléctricas; lo dispositivos de salida
representan otro aparato al cual enviar señales; y los dispositivos de almacenamiento
son lo primero o los segundo, atendiendo a los requerimientos del programa; no importa
cuáles sean los dispositivos de entrada y salida si son compatibles.
Podemos agrupar los componentes básicos de acuerdo a los siguientes grupos:
3. 2Los Periféricos
Son los que permiten representar los resultados (salida) del proceso de datos. El
dispositivo de salida típico es la pantalla o monitor. Otros dispositivos de salida son:
25
impresoras (imprimen resultados en papel), trazadores gráficos (plotters), bocinas, entre
otros.
3. 2. 1MONITOR o PANTALLA
Es en la pantalla en la que se ve la información suministrada por el computador. En el
caso más habitual se trata de un aparato basado en un tubo de rayos catódicos (CRT)
como el de los televisores, mientras que en los portátiles es una pantalla plana de cristal
líquido (LCD). Se le considera el dispositivo externo más importantes, sin éste no se
podría conocer el estado del computador. Al adquirir un monitor resulta imprescindible
conocer sus características más importantes, entre ellas tenemos
El Tamaño
El tamaño de un monitor queda determinado por pulgadas, la cual hace referencia a la
longitud diagonal de la pantalla. De otro lado, lo que concretamente representa la zona de
visión suele discrepar en casi 2 pulgadas del tamaño del monitor.
La mayoría de monitores hoy suelen ser de 15 pulgadas, un estándar suficiente para el
usuario medio, pero cada vez se tiende más a adquirir monitores de 17 pulgadas, en la
actualidad existen televisores de pantalla LCD que resultan ser compatibles con las
computadoras por lo que pueden alcanzar todos los tamaños considerables.
La Resolución o definición de imagen
Esta característica señala la cantidad de puntos de luz (pixels) que caben en el área de
visión, cuanta mayor resolución nos permita un monitor, mayor será la definición de la
imagen mostrada por él. El tamaño del monitor influye a la hora de elegir una resolución
de trabajo, dado al tamaño de la imagen presentada. Por ello, en un monitor de 14 “no es
aconsejable trabajar con una resolución mayor a 800x600, así la tarjeta gráfica lo permita,
ya que la imagen será muy pequeña y forzará la vista. Tampoco hay que elegir
resoluciones mayores a 1024x768 para los de 15 “, dado que a mayor resolución será
imprescindible una mayor pantalla. Si se intenta trabajar imágenes con resoluciones
mayores en pantallas pequeñas, esta puede verse distorsionada o no verse quedarse la
pantalla negra. Cuan mayor sea su resolución, mejor será la calidad de la imagen en
pantalla, y mayor será la calidad, y por consiguiente el precio del monitor.
26
EL MONITOR CRT EL MONITOR LCD
Tipos de Monitores:
Existen varios tipos de monitores: los de tubo de rayos catódicos (o CRT), los de pantalla
de plasma (PDP), los de pantalla de cristal líquido (o LCD), de paneles de diodos
orgánicos de emisión de luz (OLED), o Láser-TV, entre otros.
3. 2. 2TECLADO
Dispositivo de comunicación con el computador más importante, al presionar sus teclas
se dan órdenes precisas para realizar la mayoría de las tareas la mayoría de tareas que
el computador interpreta, y presentar puede presentar desde un símbolo o signo en la
pantalla del monitor o bien realizar una tarea de mayor complejidad. Tiene su origen en
los teletipos y las máquinas de escribir eléctricas, que se utilizaron como los teclados de
los primeros computadores y dispositivos de almacenamiento (grabadoras de cinta de
papel y tarjetas perforadas). Aunque físicamente hay una miríada de formas, se suelen
clasificar principalmente por la distribución de teclado de su zona alfanumérica, pues
salvo casos muy especiales es común a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para
teclados árabes y japoneses).
Como dijimos líneas atrás existen una diversidad de teclados, ahí están los básicos, los
ergonómicos, los multimedia que en algunos casos tienen hasta calculadora incorporada.
Las teclas que lo constituyen sirven para entrar caracteres alfanuméricos y comandos a
una computadora. En un teclado se puede distinguir a cuatro subconjuntos de teclas:
Teclado alfanumérico: dispuestas como en una máquina de escribir.
Teclado numérico: ubicado a la derecha.
Teclado de funciones: de F1 a F12, teclas que
depende del programa .
Teclado de cursor: para ir de un lugar a otro en un
texto, se desplaza según el sentido de las flechas,
ir al comienzo de un párrafo (" HOME "), avanzar /
retroceder una página ("PAGE UP/PAGE DOWN
"), eliminar caracteres ("delete"), etc.
27
Teclado ergométrico Teclados flexibles
Disposición del teclado
3. 2. 3EL MOUSE O RATÓN
El mouse o ratón recibe este nombre por su apariencia y tiene por principal función la de
facilitar la edición en entornos gráficos. Es una herramienta cómoda y rápida que nos
permite controlar funciones del sistema operativo a través de punteros.
También tiene dos funciones adicionales al presionar el botón derecho o izquierdo, otros
incorporan una rueda en el centro que a la vez es un tercer botón. Están los Mouse
tradiciones de bola y los más avanzados como los ópticos que son especiales para
trabajar en diseño grafico y tareas que necesiten más sensibilidad en el Mouse.
Para poder indicar la trayectoria el Mouse debe realizar dos funciones:
Conversión Analógica -Digital: Esta generar por cada fracción de milímetro que se
mueve, uno o más pulsos eléctricos. Port serie: los pulsos envían hacia la interfaz a la
cual está conectado el valor de la cuenta, junto con la información acerca de sí se pulsa
alguna de sus dos o tres teclas ubicada en su parte superior.
Anteriormente, la información del desplazamiento era transmitida gracias al movimiento
de una bola debajo del ratón, la cual accionaba dos rodillos que correspondían a los ejes
28
X e Y. Hoy, el puntero reacciona a los movimientos debido a un rayo de luz que se refleja
entre el ratón y la superficie en la que se encuentra. Cabe aclarar que un ratón óptico
apoyado en un espejo o sobre un barnizado por ejemplo es inutilizable, ya que la luz láser
no desempeña su función correcta. La superficie a apoyar el ratón debe ser opaca, una
superficie que no genere un reflejo, es recomendable el uso de alfombrillas
Existen dos tecnologías principales en fabricación de mouses: mouses mecánicos y
mouses ópticos. Los mecánicos constan de una bola situada en su parte inferior. La bola,
al moverse el ratón, roza unos contactos en forma de rueda que indican el movimiento del
cursor en la pantalla del sistema informático. De otro lado los ópticos poseen un pequeño
haz de luz láser en lugar de la bola rodante de los mecánicos. Un censor óptico situado
dentro del cuerpo del ratón detecta el movimiento del reflejo al mover el ratón sobre el
espejo e indica la posición del cursor en la pantalla de la computadora.
Mouse tradicional
Mouse inalámbrico y sus pulsadores.
3. 2. 4CHASIS O CARCASA
En esta caja metálica se alojan los componentes internos del
computador, dando acceso a las unidades de diskettes, lectores de
CD’s, y otros. En su parte delantera o frontal existen pulsadores e
indicadores luminosos, entre ellos el botón de encendido (Power), el
botón de Reset (con el cual se reinicia el computador sin apagarlo),
Otros indicadores luminosos como el indicador de encendido
(mientras el computador está conectado), el indicador de Disco
Duro (nos muestra cuando se está accediendo a dicho dispositivo).
29
En la parte posterior del chasis encontraremos, por lo general, los conectores de las
diferentes tarjetas adaptadores que tengamos en nuestro computador y que
corresponden a puertos de entrada/salida al mismo, como la conexión de la tarjeta gráfica
para el monitor, los conectores a los puertos serie para dispositivos serie como ratones,
módems, y otros; además, conectores paralelo para impresoras o escáner, el conector
para el teclado, los conectores para los cables de la fuente de alimentación , etc.
3.2.5 IMPRESORA
Una impresora es un periférico de computadora que
permite producir una copia permanente de textos o
gráficos de documentos almacenados en formato
electrónico, imprimiendo en papel, utilizando cartuchos
de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras están
permanentemente unidas a la computadora por un
cable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red,
tienen una interfaz de red interna (típicamente wireless o Ethernet), y que puede servir
como un dispositivo de impresión para cualquier usuario de la red. Hoy en día existen las
impresoras multifuncionales que además funcionan simultáneamente como fotocopiadora
y escáner, siendo éste tipo de impresoras las más recurrentes en el mercado.
3.2.6 EL ESCÁNER
En informática, un escáner (del idioma inglés: scanner) es
un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso
de la luz, imágenes o cualquier otro impreso a formato
digital. Actualmente vienen unificadas con las impresoras
formando Multifunciones.
3. 3Dispositivos InternosUn computador puede trabajar igual sin el teclado, ni monitor, ni ratón, ni otros
dispositivos externos, aunque no tendría ninguna utilidad directa, salvo que lo usásemos
como servidor u computador central (host) de una red de computadores. Para ello el
computador dispone de una serie de dispositivos internos que serán necesarios para
realizar las funciones deseadas, y sin los cuales podemos decir que no tenemos
computador. Vamos a ver a grandes rasgos las características de dichos dispositivos.
30
3. 3. 1 Fuente De Alimentación
La fuente de alimentación (Power supply) es la encargada de suministrar energía
eléctrica a los distintos elementos que componen nuestro sistema informático. La
electricidad que llega hasta nuestros hogares como "corriente alterna" y es suministrada
con una tensión o voltaje, 115 o 230 voltios. Esta no es adecuada para alimentar equipos
electrónicos, como los dispositivos informáticos, con los cuales es necesario trabajar con
"corriente continua" y voltajes mucho más bajos.
Este dispositivo se encarga de "reducir"
el voltaje (mediante un transformador) y
después convertir la corriente alterna
en continua (con un puente de diodos)
para finalmente filtrarla (mediante
condensadores electrolíticos). Uno de
los aspectos importantes es su
potencia. Esta viene expresada en vatios e indica la capacidad para alimentar más
dispositivos o de mayor consumo, hay modelos entre 200 y 300 w (vatios), aunque
también existen otros, que ofrecen potencias menores. Es importante ver la tensión que
soporta, los bitensionales son utilizados en cualquier zona del mundo, para ello incluyen
un conmutador para pasar de una a otra tensión. Otra característica es que cuenta con
protección contra cortocircuitos y subidas de tensión a fin de evitar daños importantes en
él.
La fuente de alimentación se encuentra en el interior de la carcasa y suele destacar por
su gran tamaño y porque de ella salen los cables que van a parar a los distintos
dispositivos entro de la carcasa. Otorga al computador la energía necesaria para su
funcionamiento. Dicha energía la recoge de la red eléctrica, transformándola a los
distintos voltajes con los que trabaja el PC (+5, -5, +12 y –12 voltios).
Fuente de alimentación para PC formato AXT, sin cubierta superior para mostrar su interior nótese el ventilador en el margen derecho.
31
3. 3. 2 Mainboard o Placa Base (Placa Madre)
Es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen
el computador, este es una parte fundamental a la hora de armar una PC de escritorio u
portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra
el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de
acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos. La placa base o
mainboard también conocido como motherboard sirve como medio de conexión entre el
microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las ranuras para conectar parte o
toda la RAM del sistema, la ROM y las ranuras especiales (slots) que permiten la
conexión a las tarjetas adaptadoras adicionales. Estas tarjetas de expansión suelen
realizar funciones de control e periféricos, tales como monitores, impresoras, unidades e
disco, etc. la placa madre o base es uno de los componentes básicos por no decir el más
relevante en una PC. Su función es vital y gran parte de la calidad del funcionamiento
general está determinada por este componente. Su función es administrar el CPU e
interconectar los distintos periféricos.
La placa madre va dentro del chasis hecha de metal y tiene un panel para conectar
dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes
dentro del chasis. Se puede decir que el CPU es el cerebro y la placa madre representa
el sistema nervioso.
Su diseño corresponde básicamente a tareas específicas vitales para el funcionamiento
de la computadora, tales como: Conexión física; Administración, y control y distribución
de energía eléctrica; Comunicación de datos; temporización; sincronismo, y finalmente,
control y monitoreo.
ANEXO 1.- PLACA INTEL D946GZIS
32
COMPONENTES DEL DESKTOP BOARD D946GZIS
A Conector principal de Audio HD (Alta definición)
B Conector 2 PCI
C Panel frontal de Audio
D Conector 1 PCI
E Conector PCI Express x1
F Connector PCI Express x16
G Connector’s del panel posterior
H Conector de voltaje de 12V para procesador (2 x 2 pin)
I Ventilador posterior del chasis (3-pin)
J Socket Del Procesador
K Ventilador del Procesador (4-pin)
L Socket DIMM 0, Channel A, Memoria RAM
M Socket DIMM 0, Channel B, Memoria RAM
33
N Conector de Encendido (2 x 12 pin)
O Conector de drive de diskette
P Conector IDE
Q Batería
R Ventilador frontal del chasis (3-pin)
S Chassis intrusion header
T Panel frontal alternativo para encendido de LED
U Conectores para panel frontal (encendido, reset)
V Conector serial ATA
W Conector Frontal USB 2.0
X Parlante
Y Jumpers para configurar BIOS
Componentes de la Placa Madre
Una placa base típica admite los siguientes componentes:
Uno o varios conectores de alimentación: por estos pasa la alimentación eléctrica
proporciona a la placa base los diferentes voltajes e intensidades.
El zócalo de CPU es un receptáculo que recibe el microprocesador.
Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6.
El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de
datos entre los diferentes componentes de la computadora,
Se divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y el puente sur(southbridge).
El primero gestiona la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y
la unidad de procesamiento gráfico; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos
de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico.
Un reloj: regula la velocidad de ejecución.
La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante mientras
el equipo no está alimentado por electricidad.
34
La pila proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y
que éste último no se apague perdiendo sus configuraciones.
La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil ayer en memorias ROM, y
hoy se emplean memorias flash.
El bus conecta el microprocesador al chipset, está cayendo en desuso frente a
HyperTransport y Quickpath.
El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.
El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los
conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión.
Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99:
estos conectores incluyen:
Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a
desaparecer a favor del USB
Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.
Los puertos paralelos, para la conexión de antiguas impresoras.
Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar
periféricos recientes.
Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.
Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para el monitor.
Los conectores IDE o Serial ATA, para dispositivos de almacenamiento.
Los conectores de audio, como altavoces o micrófonos.
Las ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de
expansión . Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en
inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.
Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la
placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en
inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps),
evitando así la adición de tarjetas de expansión.
35
Diagrama de una placa base típica.
3.3.3 Pila
La pila de la CMOS proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito
constantemente y que éste último no se apague perdiendo las series de configuraciones
guardadas. Es así que la pila se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando
se apaga el computador. Sin ella, cada vez que encendiésemos el computador
tendríamos que reconfigurarlo (indicarle los componentes y características de los
mismos, tales como disco duro, fecha y hora). Se trata de un acumulador que se carga
mientras el computador está encendido, aunque también podemos encontrarnos pilas del
tipo ‘botón’ con una duración de algo más de 5 años. Antes de cambiar la pila conviene
anotarse todos los parámetros de la BIOS para conservar la configuración original.
3.3.4 La Bios
La
BIOS es un programa registrado en una memoria no volátil, antiguamente en memorias
36
ROM, pero hace tiempo se emplean memorias flash, Ese programa es específico de la
placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos
periféricos. Recupera y después ejecuta, las instrucciones del MBR o Master Boot Record
o registradas en un disco duro o SSD cuando arranca el sistema operativo. Actualmente
los computadores modernos sustituyen en el MBR por GPT y la BIOS por Extensible
Firmware Interface.
La BIOS. Por sus iniciales en inglés Basic Ipur / QuÍpul
Svstem, lo que en castellano representas Sistema De
Entrada / Salida Básico es un programa software
incorporado en un chip de la placa base que se encarga de
arrancar el PC y de dar soporte para manejar ciertos
dispositivos de entrada / salida. Físicamente se localiza en un
chip de forma rectangular. Además, la BIOS ofrece una interfaz configurar parámetros
básicos del PC, los cuales almacena en un chip denominado CMOS, por ser de este tipo
la memoria que se empleó históricamente para estas funciones. La CMOS se alimenta
permanentemente mediante una batería / acumulador, en este caso la pila.
La actualización de la BIOS, es sin duda la operación de mantenimiento mas critica, si
embargo resulta inevitable para resolver problemas:
resolver problemas de funcionamiento de la placa base;
añadir características nuevas a la placa base
(sobre todo, mejorar el soporte de microprocesadores).
3.3.5 Chipset de Control
El chipset es una serie de circuitos electrónicos que gestionan las transferencias de daros
entre los diferentes componentes de la computadora como son el procesador, la
memoria, la tarjeta grafica, la unidad de almacenamiento secundario y otros. Otra
definición señala que, es el conjunto (set) de chips que se encargan de control cantidad
de las funciones del computador, como la forma en que interacciona microprocesador con
la memoria o la caché, el control de puertos internos externos (AGP, PCI, USB. etc.) y, en
modelos modernos, incluso puede in controladoras de video, de red, etc.
Antiguamente estas funciones de control eran relativamente realizar, por lo que el chipset
era el último elemento al que conceden importancia de entre todos los componentes a la
hora de comprar una base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre
su naturaleza; además, en las placas para 486 y anteriores tampoco había mucho donde
elegir, la verdad.
37
Estructura del chipset
El conjunto de chips que forman el chipset (una redundancia, sobre todo inglés) ha
consistido normalmente en dos chips. Denominados northbridge southbridge por su
posición en un diagrama de bloques del chipset, que coincide con su situación física (más
alto, más ‘al norte’, el primero que el segundo, para estar más cerca del microprocesador
y de la memoria) en placas de formato ATX o similar instaladas verticalmente
Chipset o circuito integrado auxiliar
3.4 Zócalo de Microprocesador
Es el lugar que albergará al ‘cerebro’ del computador y puede presentar distintas formas
en función del procesador a tratar. Los diferentes micros no se conectan de igual manera
a las placas:
3.4.1 Socket
Es un conjunto de agujeros dispuestos en forma de cuadrado sobre una base plástica de
color blanco, el conector es del tipo ZIF o Fuerza de Inserción cero lo que significa que
esta construido con un mecanismo que permite colocar al CPU sin tener que realizar
fuerza alguna. Una palanca al costado del zócalo ajusta y libera los contactos para
instalar cómodamente al procesador y evitar posibles deterioros. Antiguamente existía la
variedad LIF (Low Insertion Force), que carecía de dicha palanca.
La cantidad y disposición de los contactos varia e acuerdo al procesador o la familia de
procesadores para la que fue diseñada. Conociendo el número que acompaña el socket
se sabe que procesador se puede colocar en la placa base, como se muestra:
38
NOTA: Socket-8, Socket-603 fueron usados en PC servidores.
Por su parte los procesadores de la empresa AMD han seguido un camino paralelo como se muestra en la siguiente Tabla:
DESIGNACION AÑO CONTACTOS PROCESADORES
SOPORTADOS
Socket-7 Mar 1994 321 Pentium 1, Pentium MMX
Slot-1 May 1997 242Pentium 2, primeros Pentium 3 y
Celerom
Socket-370 Ene 1999 370 Pentium 3, Celerom
Socket-423 Nov 2000 423 Primeros Pentium 4
Socket-478 Ene 2002 478 Pentium 4, Celerom y Celerom D
Socket-775
(Socket – T)Dic 2004 775
Pentium 4, Pentium D, Intel
Core2 Duo, Intel Dual-Core,
Celeron D, Core 2 Quad, Intel
Xeon, Intel Core Celeron.
Socket-1156 o
Socket HNov 2008 1156
Intel Pentium, Intel Core i3, Intel
Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon
Socket 1366 Nov 2008 1366 Intel Core i7, Intel Xeon.
39
E l z ó c a l o e s e l l u g a r d o n d e s e i n s e r t a e l " c e r e b r o " d e l c o m p u t a d o r . D u r a n t e m á s d e 1 0
años ha consistido en un rectángulo o cuadrado donde el "micro", una pastilla
de plástico negro con patitas, se introducía con mayor o menor facilidad; a parir de la
aparición de los Pentium II ha cambiado este panorama.
Slot A / Slot 1 /Slot 2. Existieron durante una generación importante de PCs (entre 1997
y 2000 aproximadamente) reemplazando a los sockets. Es donde se conectan
respectivamente los primeros procesadores Athlon de AMD / los procesadores Pentium II
y primeros Pentium III y los procesadores Xeon de Intel dedicados a servidores de red.
Todos ellos son cada vez más obsoletos. El modo de insertarlos es a similar a una tarjeta
gráfica o de sonido, ayudándonos de dos guías de plástico insertadas en la placa base.
En las placas base más antiguas el micro iba soldado, de forma que no podía actualizarse. Hoy
día esto no se ve en lo referente a los microprocesadores de PC.
DESIGNACION AÑO CONTACTOS PROCESADORES
SOPORTADOS
Socket-7 May 1994 321 K5, K6 (bus=66 y 100 Mhz)
Slot-A Ago 1999 242 Athlon SECC (para Slot)
Socket-A Jun 2000 462Athlon, Athlon XP y Duron
AMD Sempron
Socket-754 Set 2003 754Athlon 64, Sempron sin dual
Channel
Socket-939 Set 2004 939 Athlon 64 y 64fx
Socket AM2Nov 2008 940
AMD Athlon 64, AMD Athlon 64
FX, AMD Athlon 64 X2, AMD
Sempron
Socket AM2+ Nov 2008 940
Athlon 64, Athlon 64 X2,
Opteron, Phenom
series :Phenom II X4, Phenom
X4, Phenom X3, Phenom X2
Socket AM3 Nov 2008 940 Phenom II, Athlon II, Sempron
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3.4.2 Tipos de Zócalos de Microprocesador Intel
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SOCKET 1156 SOCKET 1366
SOCKET 478SOCKET 775
3.4.3 Tipos de Zócalos de Microprocesador AMD
SOCKET 939
SOCKET AM3
SOCKET 462
SOCKET 940 SOCKET AM2
Socket 462
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3.5 El Microprocesador
El microprocesador o simplemente procesador, es el circuito integrado central y más
complejo de una computadora u computador; a modo de ilustración, se le suele
asociar por analogía como el "cerebro" de una computadora. Está constituido por
millones de componentes electrónicos integrados. Constituye la unidad central de
procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador. Se encarga de
realizar las tareas que le enviamos a través de los periféricos de entrada como
teclado, ratón o los programas.
Función del microprocesador: Interpreta las instrucciones y procesa los datos dentro
de la computadora. Es el cerebro de la computadora, es el lugar donde se producen la
mayoría de los caculos.
El microprocesador es el chip más importante de la computadora. Sin el, no podría
funcionar. Constituye el centro neurálgico desde donde se controla todo lo que ocurre
dentro de una computadora. Actúa como el conductor y supervisor de los
componentes de hardware de sistema. Se acostumbra denominador a una
computadora por el tipo de CPU que contiene.
3.5.1 Tipos de procesador
Hay 2 marcas líderes en procesadores, y su respectiva familia:
Familia Intel: P1, P2, P3,P4, Pentium D, Core2 Duo, Core2 Quad y Core i3, Core i7.
Familia AMD: K5, K6,K6-2, K6-3, Athlon, Athlon xp, Athlon 64 x 2 y Phenom X3/X4.
También existen otros fabricantes como IBM con los Power PC y otros menos
conocidos. Nos vamos a centrar en los dos más conocidos: Intel y AMD
3.5.2 Características Velocidad o frecuencia
Tecnología de fabricación
Memoria Cache
Voltaje de trabajo y Temperatura máxima
Bus de datos
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Bus interno de datos.
3.5.3 Velocidad o frecuencia
Una de las características que le permitirá evaluar el rendimiento de un procesador es
lo que habitualmente se denomina “frecuencia” del procesador. Es el número de
operaciones que puede realizar en un segundo. Todo computador tiene un reloj interno
que regula la velocidad a la cual se ejecutan las instrucciones y sincroniza a todos los
componentes el PC
La velocidad de la ejecución de las tareas ejemplo los juegos, el tiempo de carga y
ejecución de programas... todo depende de la CPU, pero no exclusivamente. Aunque
tengamos la mejor CPU del mercado, no nos garantiza tener el computador más
rápido. Esto hay que tenerlo muy claro.
La velocidad de la CPU es lo que determina el rendimiento del chip. Recordar que se
mide en megahertzios (MHz) o gigahertzios (GHz), y que 1 GHz = 1.000 MHz.
También es muy importante el núcleo, algo así como el nombre interno del
procesador. Por ejemplo, actualmente, el Pentium4 acumula alrededor de 5 nombres
internos, que son Willamete, Northwood, Prescott, Cedar Mill y Preslet. Se diferencian,
por ejemplo, en tamaño de los transistores (a menor tamaño, menos calor y más
velocidad), tamaño de la memoria caché interna o si son de uno solo o doble core
(doble core son "dos micros" en el mismo espacio físico, con lo cual su rendimiento es
mucho mayor que uno solo). Con AMD ocurre lo mismo, en el Athlon64 nos
encontramos actualmente nombres como Palermo, Venice, Manchester, San Diego,
Toledo, Orleans, Windsor... y otros que han desaparecido, como Winchester o
Newcastle. Es evidente que tenemos que mencionar los núcleos para que no nos den
gato por libre.
3.5.4 Memoria cache
La memoria caché es una memoria rápida que sirve al procesador para tener a mano
ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin
tener que acudir a la memoria RAM, reduciéndose de esta forma el tiempo de espera.
3.5.5 Voltaje / Potencia
Tanto el voltaje como la potencia han ido descendiendo mediante las mejoras
tecnológicas implementadas y a la necesidad de disminuir la cantidad de calor a
disipar, para que los procesadores no se deterioren por el efecto de las altas
temperaturas. .
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Los procesadores, a partir del Pentium 2, incluyen una cantidad de memoria caché
como se muestra en la tabla:
Procesador Tecnología de
fabricación
Memoria caché L2 Voltaje de
trabajo
Pentium 1 0.35 micras Venia en placas 3.3 / 2.8 V
Pentium 2 0.25 micras 256 a 512 KB 2.8 a 2.0 V
Pentium 3 0.18 / 0.13 micras 256 a 512 KB 2.0 a 1.65 V
Pentium 4 0.13 / 0.09 micras 256 KB a 1024 KB (1
MB)
1.5 a 1.3 V
Pentium D 0.09 micras 512 KB a 1024 KB
(1MB)
1.4 a 1.25 V
Core 2 Duo 0.065 micras 65
manómetros
2 MB a 4 MB 1.25 V
Core 2 Quad 65 manómetros 8 MB 1.25 V
Core i3 45 nm o 32 nm 8 MB 1.25 V
Core i5 45 nm o 32 nm 16 MB 1.25 V
3.5.6 Temperatura Máxima
La temperatura máxima de trabajo de los procesadores se encuentran alrededor de los
60 grados centígrados (ºC), lo que implica que estos tengan que disponer de una
buena refrigeración, dado que el aumento de la frecuencia de los procesadores y la
densidad de integración de los transistores implica un aumento de la temperatura que
podría deteriorar a los procesadores.
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3.5.7 Bus de Datos
El bus es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de un
computador o entre computadores. Están formados por cables o pistas en un círculo
impreso, dispositivo con resistencias y condensadores además de circuitos integrados.
Los buses son también responsables del rendimiento final de una PC. La velocidad a
la que es capaz de trabajar el bus marca la tasa de transferencia a la que los datos
viajan entre el procesador y otros componentes del sistema (memoria, etc.). Esta
frecuencia depende de la arquitectura del procesador, y el comportamiento del sistema
depende de la buena conjunción de la potencia interna del procesador (que
continuamente ofrece información a este bus), y de la velocidad a la que puedan
transmitirse los datos a través del bus.
Resumen de buses de datos y velocidades.
Procesador Bus de Datos Velocidad
Pentium 1 50/60/66 MHZ 75- 200 MHz
Pentium 2 99/100 MHZ 233 – 450 MHz
Pentium 3 100/133 MHZ 450 – 1400 MHz
Pentium 4 400/533/800 MHZ 1.4 – 3.8 GHz
Pentium D 800 MHZ 2.8 – 3.6 GHz
Core 2 Duo 1066/1333 MHZ 1.8 – 3.0 GHz
Core i3 1066/1333 MHz 2.93 – 3.06 GHz
Corei5 1066/1333 MHz 2.66 – 3.46 GHz
Core i7 1066/1333 MHz 2.66 - 3.2 Ghz
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Bus Interno de Datos (registro).
El registro indica que tanta información puede manejar el procesador en forma
simultánea. El tamaño del registro describe también el tipo de software o instrucciones
que puede ejecutar el procesador. Esto significa que los procesadores con registros
internos de 64 bits pueden ejecutar los sistemas operativos y aplicaciones de 64 bits
en cambio, los procesadores con registros de 32 bits no pueden ejecutarlos. Ejemplo,
analice la situación de Windows XP y Windows Vista qué viene tanto en versión de 32
bits de 64 bits.
Resumen de buses de registro interno y ancho de bus.
Procesador Tamaño del registro interno
Ancho del bus de datos
XT, 286 18 BITS 32 BITS
386, 486 Pentium 1, 2, 3 y 4
32 BITS 64 BITS
Pentium D32/ 64 BITS 64 BITS
Core 2 Duo 64 BITS 64 BITS
Core i3 64 BITS 64 BITS
Core i5 64 BITS 64 BITS
Core i7 128 BITS 128 BITS
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3.6 Evolución de Microprocesadores
3.6.1 Tipos de Microprocesadores INTEL
Los fabricantes de procesadores para PCs son 2:
INTEL Corporation Inc y
AMD (American Micro Devices).
La velocidad del procesador y el bus de datos están relacionados mediante la
siguiente fórmula:
Intel 8086
La versión profesional del anterior, con bus externo de 16 bits, que llegó a funcionar
hasta a 10 MHz. Ambos podían direccionar la misma cantidad de memoria, 1 MB,
pequeña limitación que ya hemos comentado que arrastran, todos los
microprocesadores posteriores cuando trabajan en “modo real” de, compatibilidad con
estos micros (por ejemplo durante el arranque). El tiene el honor de haber dado
nombre a la arquitectura “x86”, aunque luego la 386 la transformase en “IA-32”.
Intel 80186 y 80188
El 80186 se usó muy poco en equipos PC de escritorio, su uso principal fue en
sistemas embebidos como controlador, para lo que tenía importantes ventajas, como
integrar varios chips básicos de la arquitectura PC (como el generador de reloj. Por
supuesto, tuvo su versión con bus externo recortado a 8 bits, el 80188.
Intel 80286 (286)
Un microprocesador bastante importante por las mejoras que introdujo en los modos
de ejecución, añadiendo el modo protegido. Además, podía direccionar hasta 16 MB
de memoria (empleando 24 bits en lugar de los 20 del 8086), una barbaridad casi
imposible de pagar con los precios de entonces.
Físicamente se construyó ya en 1.5 micras, empezó a utilizar el encapsulado PGA y
funcionaba entre 6 MHz y unos 20 MHz según el modelo y el fabricante del chip.
Intel 386 (80386DX) y compatibles
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Lanzado en octubre de 1985, supuso una tremenda revolución, además del comienzo
de la guerra entre los fabricantes de microprocesadores, con la retirada de licencias
por parte de Intel. La fabricación de clones “no autorizados” y numerosas demandas
legales cruzadas.
Este micro fue el primero de 32 bits para PC, que en la versión 386 “completa” (la DX)
lo era del todo: registros de 32 bits, direccionamiento de memoria de 32 bits (hasta 4
GB de memoria, una cifra increíble en aquél entonces) y buses de datos de 32 bits. Se
dio la significativa circunstancia de que el primer PC que utilizó este micro no fue de
IBM, sino de Compaq; las cosas empezaban a cambiar en el mercado del PC.
Este microprocesador supuso toda una revolución a nivel de arquitectura. sentando las
bases del funcionamiento moderno con el modo protegido de 32 bits empleado desde
el principio en sistemas operativos modernos como Linux y el modo real virtual para
ejecutar software diseñado para los micros 80 desde el modo protegido; por ello, la
arquitectura x86 pasó a llamarse en muchos círculos IA-32.
Con muy diversos encapsulados según fuese a integrarse en un zócalo (PGA) o a
insertarse en la placa principal de forma definitiva, empezó a fabricarse tecnología de
1 micra y una velocidad de 16 MHz, llegando hasta 33 MHz los modelos de Intel y
hasta 40 MHz en los “clónicos” de AMD.
Admitía el uso de un coprocesador matemático, el 80387 o 387 Intel compatible que se
instalaba en un zócalo PGA de la placa principal (de 68 pines en el caso del Intel 387).
Evidentemente el rendimiento en coma flotante se disparaba respecto a la emulación
por software y era necesario para ejecutar programas como AutoCAD.
El micro aún no incluía memoria caché.
Intel 386SX y 386SL
Lamentablemente, la costumbre de las versiones recortadas
continuaba, porque supuestamente reducía los costos; puede
que en este caso incluso todavía fuese cierto, aunque luego no
lo ha sido tanto. Destinado a emplearse en los sustitutos de los
AT (y se utilizó muchísimo, de ahí que se merezca apartado
propio), su bus externo era de 16 bits como el del 286 y “sólo”
podía direccionar 16 MB de memoria: mucho menos que el DX, pero mucho más de lo
que podíamos pagar la inmensa mayoría de usuarios.
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Por otro lado, el 386SL era una versión de bajo consumo del 386SX, destinada a PC
portátiles: incluía algunas funciones internas de ahorro de energía, algo revolucionario
por aquel entonces.
Presentado en 1989, este micro podía considerarse un 386 con coprocesador
matemático y caché (8 KB, eran “caché L1’ si la placa base tenía su propia caché “L2”)
integrados; sin embargo, otras mejoras Internas hacían que su rendimiento fuese
incluso mayor.
Empezó a fabricarse con tecnología de 1 micra, ya prácticamente siempre en el
habitual encapsulado PGA. La velocidad del 486DX era de 25, 33, 40 ó 50 MHz, con
numerosos modelos de AMD y Cyrix. El modelo 486SL era el de bajo consumo,
destinado a equipos portátiles.
La familia de micros basada en el diseño 486 vio numerosos cambios, tanto en si
misma como por ejemplo en sus placas base, en ellas aparecieron los primeros
zócalos ZIF para fácil instalación del microprocesador.
Una versión curiosa de este micro fue el Intel RapidCAD. Diseñado para poder
instalarse en placas de 386 con un falso coprocesador matemático para instalar en su
zócalo al tenerlo integrado el micro principal.
Intel 486DX2, 486DX4 y compatibles
Al aumentar la velocidad de los microprocesadores se hizo
evidente que no se podría mantener la velocidad del bus
externo a la misma velocidad que la interna, porque el resto
de componentes del PC no estaban ni mucho menos a la
altura; por ello, se empezaron a utilizar multiplicadores que
hiciesen funcionar al interior del micro un cierto número de
veces más rápido que la velocidad de bus.
En el caso de los 486DX2, este multiplicador era ‘2x”: los micros funcionaban
internamente a 50 ó 66 MHz (80 MHz en AMD), pero su velocidad externa era de 25 ó
33 MHz. Lamentablemente, estos microprocesadores tenían ya una velocidad que
hacía imprescindible añadir alguna clase de refrigeración, como mínimo un disipador.
Los 486DX4 eran un caso curioso, donde el marketing Intel se imponía a las
matemáticas, porque su multiplicador no era 4x, sino 3x: los modelos de 75 MHz
tenían un bus de 25 MHz y los de 100 MHz uno de 33 MHz. Además, redujeron el
50
tenían un bus de 25 MHz y los de 100 MHz uno de 33 MHz. Además, redujeron el
voltaje de funcionamiento de los habituales 5 voltios a 3,3 V.
AMD sacó dos versiones 486DX4 de gran velocidad, una a 120 MHz y otra a 133 MHz.
Las dos eran francamente peculiares: la de 120 MHz funcionaba a 3x40, una velocidad
de bus casi de overclocking que hacía a este micro tan rápido como el de 133 MHz
(llamado también Am5x86 ó AMD 5x86), que sí tenía un multiplicador 4x (y bus a 33
MHz).
Intel Pentium
La increíblemente exitosa marca registrada “Pentium” surgió
en 1993, con Intel bastante cansada de que sus competidores
aprovechasen para sus micros la misma numeración (con
leves variaciones, como los 486 “Am486” de AMD o los
“Cx486” de Cyrix); ciertamente, aunque los micros “ciánicos o
compatibles” fuesen tan buenos o mejores (como los 486DX4 de AMD) que los Intel,
bastante gente los compraba sin saberlo, por vendedores poco escrupulosos que no
se molestaban en informar de la marca del macro, como si fuese algo a ocultar; y que
los compradores se sintiesen engañados al darse cuenta del cambio tampoco
favorecía a la imagen de AMD y Cyrix, la verdad.
En fin, el Pentium clásico era un micro potente. De 32 bits pero con bus externo de 64
bits (algo muy importante para el acceso a la memoria), 16 KB de caché, aún no se
incorporaba la L2 en X 86, como las SSE), comercialmente se emplearon hasta la
sociedad, con fuertes campañas de publicidad del “Intel inside” que llegaron a mostrar
conjuntos de técnicos electrónicos bailarines con llamativos trajes de colores como los
utilizados en las mucho menos entretenidas salas limpias de sus fábricas.
Los Pentium MMX para P.C de sobremesa se fabricaron con velocidades de 166. 200
y 233 MHz, con versiones más rápidas especificas para portátiles. Empleaban un
voltaje menor para el núcleo del chip (2,8 V) que para la parte de I/O (3,3 V), algo
beneficioso pero que limitaba su compatibilidad a nivel de placa base.
Pentium Pro
La Pentiun Pro o “P6” supuso un importantísimo avance
en la arquitectura de los microprocesadores Intel,
abriendo el camino a los Pentium II ‘‘ III. Internamente
tenía diferencias muy importantes respecto a los
51
diseños Pentium anteriores: era más superes calar, su unidad matemática era aún
más rápida. Tenia una avanzada predicción de bifurcaciones con ejecución
especulativa y, un importante cambio que seguirían tiempo después todos los
microprocesadores tenia la caché de segundo nivel en el encapsulado del chip.
Por supuesto el Pentium Pro tenía una caché de primer nivel (L 1) en su propio núcleo,
la diferencia con diseños anteriores es que la caché L2 no estaba sobre la placa,
comunicándose con el micro mediante el bus frontal FSB, sino enuncie su propio
dentro el encapsulado, comunicándose mediante un bus “trasero’ a la misma velocidad
que el microprocesador. Esto suponía un importante aumento de rendimiento, aunque
implicaba que el micro debía ser bastante grande para poder alojar ambos, empleando
un enorme zócalo rectangular llamado socket
Pentium II
La Pentium II, data de 1997, se basaba internamente en el diseño del Pentium Pro
lanzado año y medio antes, pero con mejor gama que
permitían venderlo como un micro para todos los
usuarios, no sólo como un modelo para servidores y
estaciones de trabajo. Su rendimiento con software de 16 bits (que debía haber estado
en desaparición para ese momento, pero se resistía, sin que Microsoft colaborase
demasiado en lo que le tocaba), se añadieron las instrucciones MMX (poco útiles, pero
tampoco costaba nada ponerlas), su caché L1 se situó en unos excelentes 32 KB y se
sacó la caché L2.
La Pentium resulta inconfundible por utilizar un gran formato de tipo cartucho negro en
lugar de los pequeños encapsulados PGA habituales; este cartucho se insertaba en
una ranura, llamada Slot 1. La idea era poder integrar el chip en una placa de circuito
que ocupaba todo el interior del cartucho, sobre la que se situaba la caché L2 en forma
de chips de SRAM independientes, 512 KB funcionando a la mitad de la velocidad del
micro; un retroceso respecto a la caché de la Pentium Pro, pero muchísimo más
barato de fabricar.
De la Pentium II se fabricaron dos tipos de núcleo (desde entonces es habitual
interesarse por el tipo de núcleo, porque a veces introducen cambios muy
significativos): de 0,35 micras, con velocidades de 233, 266 ó 300 MHz, y el Deschutes
de 0,25 micras, de hasta 450 MHz (como ya explicamos, cuanto menor es la
tecnología de fabricación mayor puede ser la velocidad de ‘reloj y menos se calienta el
micro). La velocidad de bus original fue de 66
52
Pentium III
Volviendo al redil del fabricante líder, en 1999 nos encontramos con el siguiente
microprocesador basado en el diseño del Pentium Pro.
Casi la única novedad del primer modelo de Pentium
III, el Katmai de 0,25 micras. Mucho más completas
que las MMX (que seguían ahí, por supuesto). Por lo
demás, poca cosa, un mero lavado de cara al Pentium
II y velocidades de hasta 600 MHz.
La auténtica Pentium III fue la utilización de la tecnología tk, 0,18 micras permitió
integrar la caché L2 (256 KB) dentro del micro y hacerla funcionar a la misma
velocidad que éste, lo que también permitió abandonar siempre el Slot 1, volviéndose
a un formato de encapsulado tipo PGA para zócalo llamado Socket 370. Además, se
fabricaron versiones con bus de 133 y velocidades de hasta 1 GHz), abortando el
intento de llegar a 1,13 GHz por las dificultades de exprimir más este diseño en 0,18
micras.
Intel: la marca que más vende y la más conocida gracias a sus
procesadores Pentium. Tienen dos posibles sockets: 478 y 775. El
primero de ellos está pasado de moda y desapareciendo, así que
nos centraremos en el segundo. Actualmente distribuye, dentro del
nuevo socket 775, los siguientes modelos:
Intel Celeron D, la gama baja y con un
rendimiento muchísimo peor de lo que se espera de
los GHz que tienen, pues tienen muy poca memoria
caché para poder ser tan baratos. Además, son sólo
de 32 bits. Actualmente de 2'533 a 3'333 GHz. Hay de
dos tipos, núcleo Prescott con 256 Kb de caché y
núcleo Cedar Mill, con 512 Kb. Los segundos son
mejores.
Intel Pentium 4, la gama media. Actualmente todos poseen extensiones EMT 64,
por lo que son micros de 64 bits. Es importante que te des cuenta que ya no indican el
nº de GHz, sino un modelo. Por tanto, es muy importante que averigües la velocidad
real del micro. Existen dos cores:
Prescott: de 531 / 3'0 GHz hasta 541 /
3'2 GHz, con 1024 kB de caché
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Cedar Mill: de 631 / 3'0 GHz hasta 661 / 3'6 GHz, con 2048 kB de
caché. Es evidente que los segundos son mejores, los que empiezan
por"600".
Intel Pentium D, la gama alta. Similares a los anteriores pero de doble core. Es
decir, que es como si estuvieras comprando dos micros y los colocaras en el mismo
espacio, duplicando (idealmente) el rendimiento. Sólo se
aprovechan al 100% si el software está optimizado, pero
son muy recomendables dada la facilidad con que
permiten trabajar con varios programas a la vez. Fíjate
bien en los precios porque hay Pentium D por el mismo
dinero que un Pentium 4 de los mismos GHz (de 3'2 a 3'6 GHz) por lo que estarías
comprando el doble por el mismo dinero. También son micros de 64 bits. Existen dos
cores:
Smithfield: 805 y 2'666 GHz. Sólo 1024 Kb de caché por core. Muy malos,
dado que tienen sólo 533 MHz de bus.
Presler, de 915 / 2'8 GHz hasta 960 / 3'6 GHz. 2048 kB de caché por core y
800 MHz de bus. Uno de estos es buena compra, así que asegúrate que
empiece por "900".
Intel Core 2 Duo,
La gama más alta. También de doble core y 64 bits, pero
emplean una arquitectura nueva (arquitectura core), que es
la base para los futuros micros de 4 y 8 cores en adelante.
Aunque van a una velocidad de GHz menor, su rendimiento
es muchísimo más alto que los anteriores, por lo que son
mucho más rápidos que los Pentium D. Existen dos cores:
Allendale, E6300 / 1'866 GHz y E6400 / 2'133 GHZ, con 1024 Kb de caché por
core y 1066 MHz de bus. Son buena compra, pero no son los mejores Core 2
Duo.
Conroe: E6600 / 2'4 GHz y E6700 / 2'6 GHz, con 2048 Kb de caché por Core y
1066 MHz. Los más recomendables si el presupuesto te lo permite.
Conroe XE: X6800EE / 2'93 GHz, con 2048 kB de caché por core y 1066 MHz.
La versión más extrema de Intel. Actualmente el micro más rápido de Intel para
computadores de sobremesa (no servidores ni portátiles). Es caro (más de
54
1.000 euros) y su rendimiento no es mucho mayor que el E6700 que cuesta la
mitad.
La elección del microprocesador depende del uso que se le vaya a dar. Si sólo vamos
a usarlo para aplicaciones de ofimática (procesador de textos, hojas de cálculo y
programas relativamente sencillos y con poco uso de memoria) los Celeron nos
valdrán, ya que el uso de memoria es bastante reducido. Pero ojo, que son de 32 bits,
algo que, si bien hoy día no está desaprovechado por la falta de software optimizado a
64 bits, está muy anticuado.
Sin embargo, un computador como regalo para una familia, sobre todo para los hijos
que aunque digan que no, van a jugar, los Celeron se quedan bajos. Son necesarios
micros más potentes, es decir, los Pentium 4. Especialmente sabiendo que el nuevo
sistema operativo de Microsoft, el Windows Vista, Windows seven está abarcando en
casi todas las PCs, y que requerirá un computador potente para moverlo.
Core 2 Quad
Es una serie de procesadores con 4 núcleos, según Intel, deben
ser unos 65 % más rápidos que los Core 2 Duo.
Inicialmente estos procesadores fueron producidos con el
proceso de manufactura de 65 manómetros (núcleos Kentsfeld),
con frecuencias que van desde los 2.4 GHZ hasta los 3 GHz y con un FSB de entre
1066 y 1333 MHz y una memoria cache L2 de 8 MB (2x4 MB). Posteriormente, se
redujo el proceso productivo a 45 nanómetros, creando el núcleo Yorkfield que, al igual
que su antecesor, corresponde a 2 núcleos Wolfdale bajo el mismo empaque.
Core i7
Es la nueva gama de microprocesadores de Intel. Se trata de un
conjunto de microprocesadores con arquitectura de x86 de 64
bits, y por ahora todo lo que hay en el mercado es de cuatro
núcleos, quad-core. Trabaja con el chipset Intel X58.
Características
Uso exclusivo con memorias DDR3. Y no se puede utilizar con DDR” en los nuevo
Intel Core i7. El Intel X58 también brinda la posibilidad de utilizar tres canales de
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memoria a razón de un máximo de dos slots por cada canal. En total, seis slots por
placa, cuando antes solo se podían utilizar hasta cuatro. Dual Channnel continua
siendo compatible.
Todos los núcleos están ahora bajo el mismo chip. Esto ya ocurría antes en algunos
determinados modelos de micros AMD, aunque eran pocos. Con este cambio, las
transferencias de información ganan en velocidad.
En los Core i7, Intel ha renovado el Hyperthreading. Cada núcleo dispone ahora de
dos hilos de procesamiento, con lo cual el sistema se ve como si tuviera ocho
núcleos en vez de cuatro. Según Intel, los algoritmos de multiprocesador han sido
mejorados respecto de los anteriores.
.
3.6.2 Tipos de Microprocesadores AMD
Los procesadores AMD son el rival más directo de Intel.
Los micros son exactamente igual de compatibles, y al usar
el computador no notaremos en ningún momento las
diferencias entre uno y otro.
De la misma manera que ocurre con Intel, AMD también
fabrica diferentes gamas de microprocesadores: los Sempron, al nivel que los Celeron
son los de peor calidad, pero que sin embargo si el uso del computador es básico,
ofimática, uso de internet y algo más, un Sempron será suficiente. Si no, podemos
mejorar la calidad, los Athlon64 (con 64 bits, como dice el nombre) o los Athlon 64 X2,
que son los de doble Core de AMD.
Resulta destacable en AMD su denominación de velocidad teórica, marcada con un
XXXX+ que no representa su velocidad en GHz. Por ejemplo, un Athlon64 3200+ con
512 kB de caché, va realmente a 2 GHz. Eso no implica que sean lentos, todo lo
contrario, se supone que ese 2 GHz equivale a una Pentium4 a 3,2 GHz (de ahí el
3200+). Normalmente suele ser un poco pretencioso, y equivale realmente a un
Pentium 4 2'8 ó 3 GHz. Por ello el valor acabado en el signo + sirve para comparar los
Athlon entre sí, pero no demasiado válido para compararlos con los Pentium 4.
56
En la actualidad existen hasta cuatro sockets de AMD. Los dos más antiguos, el
socket A/462 y el socket 754, y hoy día no son nada recomendables, No por que no
hayan tenido sus buenos tiempos con micros rápidos, sino porque hoy día venden
micros muy lentos para ellos, así que los descartamos. Así que nos quedamos con el
socket 939 y el nuevo socket AM2. La diferencia está en que el primero emplea
memoria RAM DDR y el segundo DDR2, como la de los Pentium4. Los socket 939 son
más antiguos, pero son totalmente vigentes, igualan en rendimiento a los AM2, y
además son el algunos casos (concretamente los modelos más rápidos) mucho más
baratos. Intentaremos centrarnos en ambos. Recuerda que los Sempron64, Athlon64 y
Athlon 64 X2, como dice el nombre, son todos de 64 bits.
Athlon Sempron64 con socket AM2. La alternativa teóricamente más económica, muy
poco recomendable, con sólo 128 y 256 kB de caché y velocidades de 2800+ hasta
3600+. Son igual de caros que los Athlon64 Socket 939 Venice del siguiente
apartado y mucho peores, por lo que comprarlos es tirar el dinero.
Athlon 64 con Socket 939: aquí tenemos hasta 4 cores:
Venice y Manchester. En este caso recomendamos los primeros, que son
algo más baratos y similares en rendimiento que los segundos. Dentro de
los Venice tenemos desde 3000+ hasta 3800+. Los Manchester son el
modelo doble core pero con uno de ellos desactivado. Al igual que los
Venice, tienen 512 kB de caché.
Existen otras dos variantes con núcleos San Diego y Toledo, ambos 3700+ y
con 1024 Kb de caché. Son los mejores Athlon 64 de socket 939 con
diferencia, pues tienen más memoria caché, por lo que son los mejores
athlon64 939.
Athlon 64 con Socket AM2. En este caso tenemos sólo un núcleo, Orleans, con
velocidades entre 3200+ y 3800+, con 512 Kb de caché. No existen diferencias
importantes frente al Venice del Socket 939, salvo la intrínseca al socket (como ya
hemos comentado, memoria RAM DDR para el 939, DDR2 para el AM2).
Athlon 64 X2 con Socket 939. Al igual que en los Intel, también tenemos esta
opción con doble core de AMD, es decir, dos micros en el mismo espacio. Tenemos
dos núcleos:
Manchester, con velocidades de 3800+ hasta 4600+. Con 512 Kb de caché por
core. No son malos, pero tampoco los mejores.
57
Toledo, con velocidades de 4400+ hasta 4800+. Con 1024 Kb. Son los mejores
doble core para socket 939.
Athlon 64 X2 con Socket AM2. Tenemos un núcleo, Windsor, con velocidades
desde 3600+ hasta 5200+, Ojo que tienen cachés de distintas velocidades, entre 256 y
1025 Kb. Por ejemplo, el 4200+ a 2,2 GHz y 512 Kb, el 4400+ a 2,4 GHz y 1024 Kb.
Ambos van a la misma velocidad real y, sólo por el aumento de caché, la velocidad
"teórica" es mayor. Lo mismo pasa con los dos modelos más exclusivos, el 5000+ a
2,6 GHz con 512 Kb y el 5200+ a 2,6 GHz con 1024 Kb.
Athlon 64 FX-62 con Socket AM2. Es el más alto de gama de AMD, doble core, 2'8
GHz de velocidad y 1024 Kb de caché por core. Es muy caro (más de 800 euros) y no
va mucho más rápido que un Athlon 64 X2 5200+ que cuesta la mitad. Una de sus
ventajas es que tiene desbloqueado el multiplicador y es muy apto para técnicas de
overclocking (forzar el micro a que funcione más rápido de su velocidad teórica). Por
ello, es recomendable sólo a usuarios expertos que, además, tengan o quieran
gastarse tal cifra de dinero en un micro.
Dentro de AMD, la mejor opción relación calidad/precio, hoy por hoy, es el socket
939, ya que, como hemos dicho, son más baratos que los AM2 e igual de rápidos.
Además, la memoria DDR que necesitan es más barata que la DDR2.
3.6.3 Tipos de Buses
Los componentes básicos de la computadora están conectados mediante rutas de
comunicación llamados buses.
Un bus es conjunto de conductores paralelos que transportan datos y señales de
control desde un componente a otro.
Los tres principales tipos de bus de sistema pueden identificarse por el tipo de
información que transportan: bus de dirección, bus de datos y bus de control.
Bus de Direcciones.- El bus de direcciones es una ruta unidireccional, la información
solo puede fluye en una dirección. La función de esta ruta es transportar las
direcciones generadas por la C.P.U hacia la memoria y los elementos de E/S de la
58
computadora. La dirección determina cual es el destino y origen de los datos. Cada
elemento tiene una dirección, que es su identificación en el sistema, por lo menos para
esta tarea sin repetirse. El número de conductores de bus determina el tamaño de las
direcciones. El tamaño de bus de direcciones determina el número de direcciones de
memoria y los elementos de E/S que el microprocesador puede direccionar.
Bus De Datos.- El bus de datos es una ruta bidireccional para el flujo de datos
“Bidireccional” significa que la información puede viajar en dos direcciones. Los datos
pueden fluir por el bus de datos desde el CPU hacia la memoria durante una operación
de escritura y desde la memoria hacia el CPU en una operación de lectura. Sin
embargo, si dos dispositivos intentan utilizar el bus al mismo tiempo, se producirán
errores de datos.
Cualquier dispositivo conectado al bus de datos debe ser capaz situar temporalmente
su salida en espera cuando no tenga acceso microprocesador. Esto suele recibir el
nombre de estado flotante. El tamaño del bus de datos, medido en bits, representa el
tamaño de la palabra de la computadora.
Bus de Control.- El bus de control lleva las señales de control y temporización
necesarias para coordinar las actividades de la computadora. A diferencia de las
señales del bus de datos y de direcciones, la del bus de control no están
necesariamente relacionadas unas con otras. Unas son señales de salida procedentes
de la CPU, mientras que otras son de entradas dirigidas a la CPU y procedentes de los
elementos de E/S del sistema. Cada tipo de microprocesador genera o responde, a un
conjunto diferente de señales de control.
3.6.4 Memoria RAM
• La memoria RAM, (memoria de acceso aleatorio) se compone de uno o más chips y
se utiliza como memoria de trabajo para programas y datos. Es un tipo de memoria
temporal que pierde sus datos cuando se queda sin energía (por ejemplo, al apagar el
computador). Se puede definir la arquitectura de computadores como el estudio de la
estructura, funcionamiento y diseño de computadores. Esto incluye, aspectos del
hardware, pero también afecta a cuestiones de software de bajo nivel.
• Computador, dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y
ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y
correlacionando otros tipos de información.
59
3.6.5 Ranuras para la Memoria RAM
Son los conectores para memoria RAM, estos módulos han ido variando en tamaño,
capacidad y forma de conectarse a la placa base.
RANURA DIMM.- Dual In lines Memory Module= Modulo de memoria en doble línea.
Tiene 168 contactos y dos (2) topes dispuestos hacia un lado.
RANURA RIMM.- Rambus In line Memory Module= Modulo de Memoria en línea de
Rambus nació por un convenio entre Intel y la empresa Rambus. Tiene 184 contactos
y dos (2) topes orientados hacia el centro.
RANURA DDR.- Double Data Rate=Doble velocidad de datos. Tiene 184 contactos y
un (1) solo tope.
RANURA DDR2.- Es el sucesor de las ranuras DDR. Tiene 240 contactos y la
ubicación del tope es diferente que en las ranuras DDR.
60
RANURA DDR3.- Es el sucesor de la ranura DDR2. También tienen 240 pines, el
mismo número que DDR2, sin embargo, los módulos son físicamente incompatibles,
debido a una ubicación diferente del único tope que tiene.
FRECUENCIA O BUS
El bus de la memoria se refiere a la cantidad de buses que conectan a la memoria y al
controlador de memoria de la placa base (ubicado en el chipset). A esta conexión se le
nombra por la cantidad e bits que posee (64 o 128 por lo general), y como un bit es
representado por un bus, entonces una computadora de 64 bits de bus de memoria,
implica una conexión de 64 pistas.
La velocidad de un bus está más refería a la velocidad que puede trabajar el
controlador o la memoria. Esta velocidad se mide en Herzios (Hz), y depende del tipo
de memoria.
TIPOS DE MEMORIA
Hay muchos tipos de memoria RAM, es el dispositivo que más cambios ha
experimentado. Los vigentes son:
DIMM : 66, 100, 133 MHz
DDR : 266, 333 o 4000 Mhz
DDR2 : 400, 533, 666, 800 o 1066 MHz
DDR3 : 800, 1066 o 1133 Mhz
DIMM SDRAM: “ Synchroncus Dynamic Random Access Memory” Memoria de
acceso aleatorio dinámico y sincrónico.
Esta memoria introdujo el concepto a la misma velocidad interna del procesador. Por
ejemplo si su computadora usa un bus de 133 MHz la memoria tendrá una velocidad
de acceso de también 133 MHz, con lo cual se mejoro notablemente el rendimiento de
la memoria de la PC. Estos módulos poseen un total de 168 contactos y manejan 64
bits. Tienen 2 muescas.
61
DDR SDRAM: Estos módulos de memoria se diferencian de los módulos SDRAM
convencionales por su capacidad de activar la salida de datos no solo al comienzo del
ciclo de reloj del procesador sino también a su fin. Esto aumenta por 2 la capacidad de
envió de datos al sistema DDR (Double Data Rate). Los módulos DDR, poseen 184
contactos y trabajan a 64 bits. Tienen 1 única muesca.
DDR2 SDRAM: Estos módulos de memoria se diferencian de los SDRAM
convencionales por su capacidad de activar la salida de datos no solo al comienzo del
ciclo de reloj el procesador sino también a su fin. Esto aumenta por 2 la capacidad de
envió de datos al sistema, DDR (Double Data Rate). Para usar en PCs, las DDR3
SRDAM son suministradas en tarjetas de memoria DIMM con 240 pines y una
localización con una sola ranura. Las tarjetas DIMM son identificadas por su máxima
capacidad de transferencia (usualmente llamado ancho de banda)
DDR3
SDRAM:
DDR3 es el sucesor de DDR2. Estos módulos de memoria se diferencian de los
módulos. Teóricamente, estos módulos pueden transferir datos a un tasa de reloj
efectiva de 800-1600 MHz, comprado con el rango actual del DDR2 de 533-800 MHZ o
200-400 MHz del DDR.
Los DDR3 tienen 240 pines, el mismo número que DDR2; sin embargo, los DIMMs son
físicamente incompatibles, debido a una ubicación diferente de la muesca
62
3.7Tarjetas GraficasUna tarjeta gráfica, tarjeta de vídeo, tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador de
pantalla, es una tarjeta de expansión para una computadora personal, encargada de
procesar los datos provenientes de la CPU y transformarlos en información
comprensible y representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor.
Se denota con el mismo término tanto a las habituales tarjetas dedicadas y separadas
como a las GPU integradas en la placa base (aunque estas ofrecen prestaciones
inferiores).
Algunas tarjetas gráficas han ofrecido funcionalidades añadidas como captura de
vídeo, sintonización de TV, decodificación MPEG-21 y MPEG-4 o incluso conectores
Firewire, de ratón, lápiz óptico o joystick.
Las tarjetas gráficas no son dominio exclusivo de los PCs; contaron con ellas
dispositivos como los Commodore Amiga (conectadas mediante los slots Zorro II y
Zorro III), Apple II, Apple Macintosh, Spectravideo SVI-328, equipos MSX y, por
supuesto, en las videoconsolas.
Ranuras ISA
ISA (Induslry Standard Architecture, arquitectura estándar de La industrial nada
menos) es el tipo de ranura más veterano en equipos PC. Las del IBM PC original, de
8 bits, se ampliaron en 1984 en velocidad y longitud física con al modelo de 16 bits,
que se empleó durante bastante años hasta ser sustituido totalmente por las ranuras
PCI; actualmente sólo se encuentran ranuras ISA en equipos PC para aplicaciones
industriales.
Ranuras PCI:
63
Se trata de un tipo de ranura que llega hasta nuestros días (aunque hay una serie de
versiones), con unas especificaciones definidas, un tamaño menor que las ranuras
EISA (las ranuras PCI tienen una longitud de 8.5cm, igual que las ISA de 8bits), con
unos contactos bastante más finos que éstas, pero con un número superior de
contactos. Con el bus PCI por primera vez se acuerda también estandarizar el tamaño
de las tarjetas de expansión
Ranuras MCA y EISA
Las dos son ranuras de 32 bits (aunque MCA disponía también de una versión de 16
bits), las dos suponían un gran avance respecto a ISA (unos 40 MB/s para MCA y 32
MB/s para EISA, con capacidad bus mastering y de comparición del bus entre varios
dispositivos)... y las dos comparten un fracaso casi rotundo.
Ranuras VESA Local Bus (VL-bus o VLB)
Tuvieron una vida relativamente efímera, ya que se empezaron a usar en los 486 (con
gran éxito) y desaparecieron por completo en los primeros tiempos del Pentium. Eran
literalmente un desarrollo ‘a partir de ISA”: una ranura ISA de 16 en su extremo que la
hacia de 32 bits y permitía entre 100 y 160 B/, según.la velocidad del microprocesador,
porque funcionaba de formación con el bus
de éste (“local bus’); esto hacia a las VLB
muy rápidas en ciertos problemas de
estabilidad con micros cuyo bus fuese de más
de 33 MHz.
Ranura AGP
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“Ranura” en singular, ya que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de video
3D, por lo que se diseñó sólo para una. AGP, .4cce/erated Grciphics Por puerto de
gráficos acelerado, es un desarrollo de Intel a partir de especificación PCI 2.1 que
llegó al mercado en 1997 para responder al interés del mercado eh el aspecto gráfico,
tanto en las aplicaciones profesionales
PCI-EXPRESS
Es un nuevo desarrollo del bus PCI que usa los conceptos de programación y los
estándares de comunicación existentes, pero se basa en un sistema de comunicación
serie mucho más rápido. Este sistema es apoyado por Intel.
PCI-Express es abreviado como PCI-E o PCIE, aunque erróneamente se le suele
abreviar como PCIX o PCI-X. Sin embargo, PCI-Express no tiene nada que ver con
PCI-X que es una evolución de PCI, en la que se consigue aumentar el ancho de
banda mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces más rápido
que el PCI 2.1. Su velocidad es mayor que PCI-Express, pero presenta el
inconveniente de que al instalar más de un dispositivo la frecuencia base se reduce y
pierde velocidad de transmisión.
Bus está estructurado como enlaces punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. En
PCIE 1.1 (el más común en 2007) cada enlace transporta 250 MB/s en cada dirección.
PCIE 2.0 dobla esta tasa y PCIE 3.0 la dobla de nuevo.
1.8 Controladores
Un controlador es software que permite que el equipo se comunique con hardware o
dispositivos. Sin los controladores, el hardware que se conecte al equipo (por ejemplo,
una tarjeta de vídeo o una impresora) no funcionará correctamente.
En la mayoría de los casos, los controladores se incluyen con Windows o bien pueden
encontrarse a través de las actualizaciones que ofrece Windows Update, que se abre
desde el Panel de control. Si Windows no tiene el controlador necesario, puede
encontrarlo en el disco suministrado con el hardware o el dispositivo que desea usar, o
bien en el sitio web del fabricante.
65
CAPITULO IV
DIPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO
4.1 Unidades de DiscoSon dispositivos de entrada/salida, es decir, nos van a servir tanto para leer
información contenida en ellos como para guardarla, ej. los discos duros.
4.2 Discos Duros (HDD)
Se llama disco duro, disco solidó o disco rígido (en inglés hard disk, abreviado con
frecuencia HD o HDD) al dispositivo encargado de almacenar información de forma
permanente en una computadora.
Los discos duros generalmente utilizan un sistema de grabación magnética digital. En
este tipo de disco encontramos dentro de la carcasa una serie de platos metálicos
apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales
66
encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares a la
hora de comunicar un disco duro con la computadora. Los más utilizados son
Integrated Drive Electronics (IDE), SCSI, y SATA, este último estandarizado en el año
2004.
Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema
operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más
particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por nuestro
sistema.
También existe otro tipo de discos denominados de estado sólido que utilizan cierto
tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El
uso de esta clase de discos generalmente se limitaba a las supercomputadoras, por su
elevado precio, aunque hoy en día ya se puede encontrar en el mercado unidades
mucho más económicas de baja capacidad (hasta 64 GB) para el uso en
computadores personales (sobretodos portátiles). Así, el caché de pista es una
memoria de estado sólido, tipo memoria RAM, dentro de un disco duro de estado
sólido
ESTRUCTURA FÍSICA
Dentro de un disco duro hay varios platos (entre 2 y 4), que son discos (de aluminio o
cristal) concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y
escritura) es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia
dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos están las
cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto
zonas interiores como exteriores del disco
67
Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada
cara (no es una cabeza por plato, sino una por cara). Si se mira el esquema Cilindro-
Cabeza-Sector (más abajo), a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En
realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara
superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4
platos. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy
cerca (hasta a 3 nanómetros). Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el
disco, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se
mueve a 120 km/h en el borde).
ZONAS DEL DISCO
Plato: Cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
Cara: Cada uno de los dos lados de un plato
Cabeza: Número de cabezal; equivale a dar el número de cara, ya que hay un
cabezal por cara.
Pista: Una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
Cilindro: Conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están
alineadas verticalmente (una de cada cara).
Sector: Cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo,
siendo el estándar actual 512 bytes. Antiguamente el número de sectores por pista
era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas
exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la
tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores
en las pistas exteriores, y usa más eficientemente el disco duro.
El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el CHS (cilindro-cabeza-sector),
ya que con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Más
adelante se creó otro sistema más sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques),
68
que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un único
número. Este es el que actualmente se usa.
4.3Controladores de Disco Duro
Actualmente los discos duros usan controladores de tecnología SATA, IDE o SCSI.
IDE: Integrated Devices Electronics, "Dispositivo con electrónica integrada") o ATA
(Avance Tecnología Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo
de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet
Interface) Hasta hace bien poco, el estándar principal por su versatilidad y relación
calidad/precio.
SCSI: Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento (desde 5 GB hasta 23
GB). Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI
Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de
acceso puede llegar a 7 mseg y su velocidad de transmisión secuencial de información
puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps
en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-
2).
Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI)
con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden
trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que los vuelve más
rápidos.
SATA: Serial ATA. Nuevo estándar de conexión que utiliza un bus serie para la
transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. En la actualidad
hay dos versiones, SATA 1 de hasta 150 MB/s y SATA 2 de hasta 300 MB/s de
velocidad de transferencia.
Dentro del disco se encuentran:
El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de
particiones.
Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.
Funcionamiento mecánico
69
UN DISCO DURO SUELE TENER:
Platos en donde se graban los datos,
Cabezal de lectura/escritura,
Motor que hace girar los platos,
Electroimán que mueve el cabezal,
circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria
caché,
Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad,
Caja, que ha de proteger de la suciedad (aunque a veces no está al vacío)
Tornillos , a menudo especiales. disco
DISCO DURO EXTERNO: El disco duro en si mismo no es nada del otro mundo, nada
que una carcasa con un disco duro IDE de computador de toda la vida con un
adaptador IDE- USB. Estos discos duros llevan sistemas anti golpe, y están
preparados para trasladarnos.
4.4 Tipos de Lectoras y Cd R y Cd Rw
4.4.1 Lector de Cd’sEl cd-rom tiene entre las ventajas de la gran
expansión y la compatibilidad de los
estándares, cualquier CD-ROM puede ser
leído en cualquier reproductor, as u vez los
CD/a pueden reproducirse en los lectores de
70
CD de los computadores. Otra ventaja es el bajo costo de los reproductores de CD_R
y CD_RW.
FUNCIONAMIENTO
Un disco compacto se compone de una plancha reflectante y otra de plásticos. Los
datos se graban en una única espiral que comienza desde el interior del disco
(Próximo al centro). La superficie del disco esta llena de agujeros - diminutos de dos
tamaños diferentes. Cada uno de los tamaños corresponde, en lo que información
binaria se refiere, a los valores (0y1)
4.4.2El CD-RW
Esta unidades permite escribir, tanto sobre sectores ya grabados, como borrar ficheros
de forma individualizada. La superficie del disco tiene la capa de grabación orgánica,
echa de un compuesto cristalino de plata, indio, antimonio y teluro, rodeada de dos
capas dialécticas que absorben el calor durante la fase v de grabación.
4.4.3EL DVDEl DVD es un sistema de almacenamiento físicamente parecido al CD ROM, Pero con
unas características diferentes. Responde por sus iniciales en inglés a DVD (Digital
Versátil Disco, Disco digital Versátil) utiliza tecnología de disco óptico que esta
reemplazando al disco CD-ROM (así como al disco compacto de audio
Una de ellas es que en el DVD tenemos una mayor capacidad de almacenamiento,
por lo que podemos almacenar video con una calidad superior a VHS y sonido digital
multimedia.
71
4.4.4EL USB
Su objetivo era sustituir a los disquetes con mucha más
capacidad y velocidad de transmisión de datos. Aunque
actualmente en un CD o DVD se puede almacenar
memoria para luego borrarla y manipularla, lo más
cómodo y usado son las memorias USB. Son pequeños
dispositivos del tamaño de un mechero que actúan
prácticamente igual que un disquete, pero con una
capacidad mucho mayor, que actualmente van desde los
64 mb a varios gigabytes. Su principal ventaja es su pequeño tamaño, su resistencia
(la memoria en sí está protegida por una carcasa de plástico como un mechero) y su
velocidad de transmisión, mucho más rápido que los disquetes.
Actualmente está muy de moda este tipo de dispositivos, sobre todo entre jóvenes u
oficinistas, pues gracias a su reducido tamaño y forma puede colgarse como llavero
por ejemplo, y lo más importante, con los sistemas operativos (Linux o Windows), sólo
hay que conectarlo al computador y usarlo sin más complicaciones. Además existen
otros aparatos como los reproductores de MP3 que utilizan las mismas características.
Pueden almacenar cualquier tipo de dato, pero su principal característica es que los
ficheros de música en formato mp3 y wma sobre todo, son reconocidos y procesados
para ser escuchados a través de unos auriculares conectados al aparato.
4.5 Accesorios
4.5.1 Escáner
El escáner es un periférico que nos permite digitalizar imágenes o texto y
almacenarlas en el disco duro de nuestro computador para su posterior tratamiento o
modificación mediante una serie de aplicaciones específicas. Pero aún más, gracias al
escáner y a los programas OCR o Reconocimiento óptico de caracteres, normalmente
incluidos con el propio escáner, podemos no sólo copiar, sino también editar y
posteriormente modificar con nuestro procesador de texto preferido un texto
digitalizado de un libro, enciclopedia, manual, folleto, fax, periódico, etc.
FUNCIONAMIENTO
Los escáneres tienen una barra de luz que ilumina la superficie a escanear o digitalizar
Esta barra de luz contiene un número determinado de CCDs (Charge-Coupled Devices
- dispositivos de acoplamiento de carga, o en palabras más sencillas, circuitos
72
integrados sensibles a la luz) que detectan la cantidad de luz emitida por la barra que
es reflejada por la superficie u objeto digitalizado y la convierte a formato analógico.
El ADC (Analog-to-Digital-Converter - Conversor Analógico-Digital) transforma dicha
señal analógica en valores digitales utilizando 8, 10 o 12 bits por color (24, 30 o 36 bits
en total) para codificar los tonos de color de la superficie digitalizada y enviar el
resultado a la memoria RAM del equipo, para que guardarlos la imagen, modificándola
previamente o no, o para que hagamos pasar el texto digitalizado por un programa
OCR para que analice los caracteres y los convierta en texto editable.
FORMATOS DE ESCÁNER
Existen varios tipos cada uno cual sus ventajas y sus inconvenientes:
A.- SOBREMESA O PLANOS
Un escáner plano es el tipo más versátil. Es
ideal para escanear páginas de un libro sin
tener que desprenderlas. Generalmente lucen
como fotocopiadoras pequeñas, ideales para
un escritorio, y se utilizan para los objetos
planos.
Sus precios pueden variar de acuerdo con la resolución de la imagen, pero salvo que
se utilicen para realizar presentaciones muy importantes, como por ejemplo, colocar
imágenes para la Web, no se necesita adquirir uno de un costo tan alto.
B. ESCANER DE MANO:
Son los escáner "portátiles", casi todos ellos
carecen de motor para arrastrar la hoja pero
resulta eficaz para escanear rápidamente fotos
de libros encuadernados, artículos periodísticos,
facturas y toda clase de pequeñas imágenes sin
el estorbo que supone un escáner plano.
C. ESCANER DE RODILLO
Unos modelos de aparición relativamente
moderna, se basan en un sistema muy similar
73
al de los aparatos de fax: un rodillo de goma motorizado arrastra a la hoja, haciéndola
pasar por una rendija donde está situado el elemento capturados de imagen.
Este sistema implica que los originales sean hojas sueltas, lo que limita mucho su uso
al no poder escanear libros encuadernados sin realizar antes una fotocopia salvo en
modelos peculiares como el Logitech Free Scan que permite separar el cabezal de
lectura y usarlo como si fuera un escáner de mano. A favor tienen el hecho de ocupar
muy poco espacio, incluso existen modelos que se integran en la parte superior del
teclado; en contra tenemos que su resolución rara vez supera los 400x800 puntos,
aunque esto es más que suficiente para el tipo de trabajo con hojas sueltas al que van
dirigidos.
D. MODELOS ESPECIALES DE ESCANER:
Aparte de los híbridos de rodillo y de mano, existen otros escáners destinados a
aplicaciones concretas; por ejemplo, los destinados a escanear exclusivamente fotos,
negativos o diapositivas, aparatos con resoluciones reales del orden de 3.000x3.000
ppp que muchas veces se asemejan más a un CD-ROM (con bandeja y todo) que a un
escáner clásico; o bien los bolígrafos-escáner, utensilios con forma y tamaño de lápiz
o marcador fluorescente que escanean el texto por encima del cual los pasamos y a
veces hasta lo traducen a otro idioma al instante; o impresoras-escáner, similares a
fotocopiadoras o más particulares como las Canon, donde el lector del escáner se
instala como un cartucho de tinta.
4.5.2Impresora
Una impresora es un periférico de computadora que permite producir una copia
permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en formato electrónico,
imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel o transparencias, utilizando
cartuchos de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras son usadas como periféricos,
y están permanentemente unidas a la computadora por un cable. Otras impresoras,
llamadas impresoras de red, tienen un interfaz de red interno (típicamente wireless o
Ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir en papel algún
documento para cualquier usuario de la red
74
4.5.3 Joystick
Se le llama también Palanca de Juegos ("Joystick") y se utiliza
fundamentalmente para facilitar los movimientos del puntero o
cursor que aparece en la pantalla del monitor cuando se
ejecuta un programa de juego.
La palanca puede moverse en distintas direcciones y cada
movimiento transmitido al computador se interpreta y ejecuta
una acción en el juego de acuerdo a como se presionan los botones.
4.5.4 Camara Digital
La cámara digital es similar a una cámara
convencional pero guarda las imágenes capturadas
en forma digital. La entrada de datos se realiza
cuando se conecta la cámara al computador y
mediante un programa se trasladan las fotografías
digitales al disco duro para ser archivadas,
procesadas o impresas.
4.5.5 Filmadora DigitalEste tipo de cámaras permite la grabación de
video con audio, la información es capturada y
guardad en la memoria de la cámara, puede ser
guarda en diretes formatos como avi, mpeg, entre
otros, entre más cantidad de memoria con que
cuente la cámara permitirá grabar más tiempo de
video.
Estas cámaras generalmente se conectan al computador a trabes del USB o en
algunas ocasiones a la tarjeta de video si es que esta es del tipo I/E (Importadora-
Exportadora) o también se pueden conectar a las tarjetas de televisión si el
computador cuenta con una de estas Video al estar en el computador se puede
editar o almacenar en CDs o DVDs.
75
4.5.6 Los parlantes
Son la vía de salida de los sonidos (voz, música,
efectos sonoros, ruidos) generados en el
computador, más específicamente por la tarjeta de
sonido, Se conectan en la parte posterior de la torre
del computador y funcionan como los parlantes
convencionales. Hay muchos modelos de parlantes,
están los básicos con dos altavoces y otros mas
avanzados que cuentan con sonido envolvente,
surround, sobwofer, sistemas de 2.1, 4.1, 5.1, 6.1, 7.1 canales entre otros. También es
posible conectar auriculares al computador.
4.6Puertos de Comunicación
CONECTORES EXTERNOS
Se trata de los conectores que presenta la placa para conectar dispositivos externos
(ratón, teclado, impresora), bien integrados en la propia placa o a través de tarjetas de
expansión.
Las placas para procesadores anteriores al 486 sólo presentaban integrado el
conector del teclado, precisando una tarjeta controladora para el resto de dispositivos,
donde se encontraban los restantes conectores (conector para disco duro, disquetera,
puertos serie, puerto paralelo, e incluso conector para joystick).
Según se ha ido avanzando en el diseño de las placas base, se ha ido integrando en
ellas los distintos conectores considerados básicos (puertos serie y paralelo, puertos
USB, puertos PS/2, conectores para discos duros, etc...), dejando las ranuras de
expansión para otras necesidades. Incluso existen placas que integran la tarjeta
gráfica (vídeo), sonido u otras según necesidades.
Los distintos conectores externos los podemos distinguir por su forma y tamaño, y los
más importantes son los siguientes:
Teclado:
Existen dos tipos principales de conector para teclados, para clavija DIM ancha,
redondo y gordo (del tamaño aproximado del pulgar), con 5 pines, y el PS/2 (o mini-
DIM) algo más pequeño en diámetro al anterior.
Puerto paralelo:
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Del tipo Hembra de unos 38 mm de longitud, con 25 huecos para pines agrupados en
2 hileras.
Puerto serie:
Son conectores del tipo macho y los hay de 2 tamaños, uno estrecho de 9 pines
agrupador en 2 hileras, con una longitud de 17 mm, y otro ancho de 25 pines y con
una longitud de unos 38 mm (similar a la del puerto paralelo). Internamente son
iguales (9 pines) y realizan las mismas funciones.
Puerto para ratón PS/2:
Conector del tipo mini-DIM, como el del teclado. Su nombre proviene de su uso en
computadores PS/2 de IBM.
Puerto para juegos:
Permite conectar un joystick o un teclado MIDI. De apariencia similar al puerto serie,
también es un conector macho pero con 15 pines agrupados en 2 hileras y una
longitud de unos 25 mm.
Conector de vídeo:
Un conector tipo hembra que puede presentar 2 configuraciones distintas (en función
de la tarjeta gráfica utilizada). Para tarjetas CGA y/o EGA viejas son conectores de 14
pines, mientras que para tarjetas SVGA y XGA son de 15 pines (existen conectores de
9 pines para las tarjetas tipo Hércules más viejas que trabajaban con monitores
monocromo).
CONECTORES INTERNOS
77
Conector de disquetera
Es un conector del tipo macho con 34 pines repartidos en 2 hileras. Por lo general
existe un único conector de este tipo en la placa o tarjeta controladora.
Conector para disco duro tipo IDE
Un conector macho de 40 pines (a veces 39 por existir uno que carece de utilidad)
repartidos en 2 hileras. En las tarjetas controladoras suele existir un único conector de
este tipo, aunque por lo general en las placas que los llevan integrados existen dos
conectores iguales y fácilmente distinguibles (suelen estar juntos).
Conector para disco duro tipo ATA
Serial ATA o S-ATA (acrónimo de Serial Advanced Technology Attachment) es una
interfaz para transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de
almacenamiento como puede ser el disco duro. Serial ATA sustituye a la tradicional.
Parallel ATA o P-ATA (estándar que también se conoce como IDE o ATA). El S-ATA
proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varios discos,
mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar discos en
caliente (con la computadora encendida).
Actualmente es una interfaz ampliamente aceptada y estandarizada en las placas
base de PC. La Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO) es el grupo
responsable de desarrollar, de manejar y de conducir la adopción de especificaciones
estandarizadas de Serial ATA.
78
Conector de 7 pines y cable para Serial ATA
Ventajas de SATA
Velocidades de transferencias de datos más rápidas.
Más ancho de banda.
Más potencial para los aumentos de velocidad en generaciones futuras.
Mejor integridad de datos gracias al nuevo set de comandos avanzado.
Cables más compactos que facilitan la ventilación interna de los gabinetes.
Longitud máxima del cable de hasta 2 metros.
Diseño de conector que permite HotPlug.
Reducción de paneado que permite la estabilidad RAID.
Pin Nombre Descripción
1 GND Tierra
2 A+ Transmisión +
3 A- Transmisión -
4 GND Tierra
5 B- Recepción -
6 B+ Recepción +
7 GND Tierra
79
4.7Conexión del Ventilador del Procesador
Conecte el ventilador del procesador disipador de cable a la de 4 patas procesador
ventilador de cabecera (véase Figura). Un ventilador con una de 4 patillas de conexión
como se muestra en la (figura, A) se recomienda; Sin embargo, un ventilador con una
de 3 patillas de conexión (Figura, B) se pueden utilizar. Desde El 3 clavijas del
ventilador No puede utilizar el ventilador de control a bordo, el ventilador siempre
funcionando a plena velocidad.
Cable a la Procesador Fan Figura. Conexión cabecera
4.8Conexión a Cabezales Internos
Antes de conectar los cables al interior de las cabeceras, observe las precauciones en
"Antes de De empezar "en la página 23. Figura 20 muestra la ubicación de los
cabezales internos.
80
DESCRIPCIÓN DEL ARTÍCULO
A Un enlace de audio HD
B audio en el panel frontal
C en otro panel frontal LED de alimentación
D Panel frontal
E USB
4.9Unidades de Medición del Almacenamiento de Datos
Llegamos a una parte fundamental para comprender el funcionamiento interno de la
computadora, aunque no tenga mucha relevancia para un usuarios domestico, lo cierto
es que nos ayuda a comprender un poco mas el funcionamiento de la computadora
que tenemos en casa.
1.- Toda la información que maneje la computadora se reduce a “0” y “1”
(Apagado/Encendido) que es la representación del lenguaje binario. Todos los
gráficos, textos, música, videos, absolutamente toda la información que se maneje son
“0” y “1”, que vienen a ser los bits.
81
2.- Las funciones que realiza la computadora se reducen a operaciones del tipo
aritméticos y lógicas; con estos números (Operaciones binarios). Tanto el bit como el
byte son unidades de medida muy pequeñas, por lo que se necesitan
Algunos múltiplos del byte. Así, hablamos de Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, etc. En la
tabla siguiente encontrarás la relación entre las distintas magnitudes:
BIT: Es la unidad mínima de información, puede ser “1” o “0”.
BYTE: Constituye la cantidad de memoria suficiente para almacenar u símbolo o carácter.
Esta formado por 8 bits consecutivos.
KILOBYTE: (KB) 1024 bytes.
MEGABYTE (MB) 1024 bytes.
GIGABYTE (GB) 1024 megabytes
TERABYTE (TB) 1024 gigabytes
PETABYTES (PB) 1024 petabytes
EXABYTES (EB) 1024 exabytes
ZOTTABYTE (ZB) 1024 Zottabyte
APLICACION DIDACTICA
SESIÓN DE APRENDIZAJE
82
1. DATOS INFORMATIVOS
1.1 Institución Educativa : 1.2 Área Curricular : Educación Para el Trabajo1.3 Componentes : Ejecución de Proceso1.4 Contenidos Transversal : 1.5 Grado y Sección : 5º 1.6 Tiempo de Duración : 45 minutos1.7 Tema : Tipos de Placa Principal1.8 Docente :
2. COMPETENCIAS Y/O CAPACIDADES
2.1. Define los componentes del mainboard así como el desempeño y su función.
3. CONTENIDOS
Definición de la placa principal y principales componentes:
o Chipsets
o Zócalo o slot
o Ranuras para la memoria y tarjetas
o BIOS y batería
o Conectores internos- externos.
4. ORGANIZACIÓN DE LOS APRENDIZAJE
APRENDIZAJES ESPERADOS ACTITUD ANTE EL AREA
Reconocer todos los componentes del
mainboard así como el desempeño y
su función.
Identifica los modelos de las diferentes placas principales.
Muestra Perseverancia.
Demuestra curiosidad y confianza
83
TIEMPO MOMENTOS ESTRATEGIAS RECURSOS CRITERIOS INDICADORES INSTRUMENTOS
5 min.
INICIO
Se invoca a los saberes previos.
-Se presenta de manera física la Placa Principal para que se haga el reconocimiento de la misma.
- Se pregunta si conocen dicho dispositivo y qué función cumple dentro de la computadora.
-A partir de una diapositiva y mediante la técnica de la lluvia de ideas responde a las siguientes preguntas:
¿Se sabe de qué material están hechas?,
¿Por qué es importante?
¿Serán los únicos modelos que existen?,
Pizarra acrílica
Plumón de pizarra
Mota
Computadora
Disposición ante el área
Jerarquiza conceptos, definiciones y procedimientos.
Participa activamente a través de sus intervenciones.
Expresa oralmente razonamiento lógico y critico.
Registro Auxiliar
30 min. PROCESO A continuación se presenta el tema a desarrollar: “componentes principales de
Uso adecuado del equipo informático.
Demuestra orden
y precisión.
5. SECUENCIA METODOLOGICA
mainboard”.
-Se hace la exposición del tema a través de diapositivas.
Luego se visualiza los modelos de placas madre.
Computadora Resolución de problemas
Plantea preguntas que propician exploración y análisis
Practica calificada
Registro auxiliar10 min. SALIDA Practica Calificada
Se evaluará los resultados obtenidos
Computadora
Separata
6. Bibliografía:
Jaime Martínez Garza “Organización y arquitectura del Computador
Nicholas P. Carter “Arquitectura del computador”
CONTENIDO A DESARROLLAR
1.DEFINICIÓN :-
La placa principal es una placa de circuito impreso, de material sintético en la cual
existen circuitos eléctricos que conectan numerosos dispositivos electrónicos y puertos
de conexión que se encuentran anclados sobre ella; sus principales componentes son:
Chipsets de control
Zócalo o slot del microprocesador
Ranuras de memoria
Bios
Conectores externos – internos.
Chipset de control
El “chipset” es el conjunto (set) de chips que se encargan de control cantidad de las
funciones del computador, como la forma en que interacciona microprocesador con la
memoria o la caché, el control de puertos internos externos (AGP, PCI, USB. etc.). El
chipset es el soporte vital del microprocesador en su tarea de intercambiar información
entre los diferentes componentes del sistema. Antiguamente estas funciones de
control eran relativamente realizar, por lo que el chipset era el último elemento al que
conceden importancia.
Zócalo (socket) del microprocesador
Es el conector donde se inserta el “cerebro” del computador. Los primeros
microprocesadores estaban soldados a la placa base o insertados en zócalos de los
que no estaba previsto sacarlos: la llegada del microprocesador 486 (y, en menor
medida, del 386) supuso la generalización del encapsulado.
LA PLACA MADRE O MAINBOARD
La BIOS
La BIOS. Basic sistema de entrada / salida básico es un programa software
incorporado en un chip de la placa principal que se encarga de arrancar el computador
y de dar soporte para manejar ciertos dispositivos de entrada / salida. Físicamente se
localiza en un chip de forma rectangular. Se alimenta permanentemente mediante una
batería / acumulador, generalmente de forma cilíndrica o botón como las del reloj.
Para la actualización de la BIOS, es sin duda
la operación de mantenimiento mas critica, sin
embargo resulta inevitable para resolver
problemas:
1. resolver problemas de funcionamiento de la placa base;
2. añadir características nuevas a la placa base
(sobre todo, mejorar el soporte de microprocesadores).
Ranuras.- Existe dos tipos:
Ranuras para la memoria_ Son las ranuras para insertar los módulos de memoria en la
placa base. Entre las más conocidas tenemos a:
DIMM: .Modulo de memoria en doble línea. Tiene 168 contactos y dos (2) topes
dispuestos hacia un lado.
DDR: Doble velocidad de datos. Tiene 184 contactos y un (1) solo tope.
DDR2: Es el sucesor de las ranuras DDR. Tiene 240 contactos y la ubicación
del tope es diferente que en la ranuras DDR.
DDR3·: Es el sucesor de la ranura DDR2. También tienen 240 pines, el ismo
número que DDR2; sin embargo, los módulos físicamente incompatibles,
debido a una ubicación diferente del único tope que tiene.
Ranuras para tarjetas de expansión, estas ranuras de expansión también
llamadas (slots) permiten colocar a la placa base, tarjetas que le agregan
funcionalidad a la computadora por ejemplo un sintonizador de televisión,
dependiendo de la tecnología de la placa. Entre las más conocidas tenemos a:
Tarjeta ISA: Es de color negro su vigencia termino con las Pentium III, a partir
de Pentium 4 ya no se utiliza la ranura ISA, es decir ha quedado obsoleta.
Tarjeta PCI: Es de color blanco. Todavía esta vigente y se utiliza para tarjeta
de sonido tarjeta de red y tarjetas TV-tunner, antiguamente se utilizo para
tarjeta de video.
Tarjeta AGP: Es de color marrón se utiliza exclusivamente para colocar
tarjetas de video, su vigencia ha terminado con los sistemas Pentium IV,
actualmente son reemplazados por PC- express.
Tarjeta PCI-express: Es usado en las tarjetas de video actuales.
2. Tipos de placas principales (mainboard)
La mayoría de las placas de computador vendidas después de 2001, se pueden
clasificar en 2 grupos principales:
Las placas base para procesadores AMD o Slot A Duron, Athlon
o Socket A Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron
o Socket 754 Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion
o Socket 939 Athlon 64, Athlon FX , Athlon X2, Sempron, Opteron
o Socket 940 Opteron y Athlon 64 FX
o Socket AM2 Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom
o Socket F Opteron
o Socket AM2 + Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom
o Socket AM3 .
Las placas base para procesadores Intel
o Slot 1 : Pentium II y III, Celeron
o Socket 370 : Pentium III, Celeron
o Socket 423 : Pentium 4, Celeron
o Socket 478 : Pentium 4, Celeron
o Socket 775 : Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo), Core 2 Duo, Core 2
Quad
o Socket 603 Xeon
o Socket 604 Xeon
o Socket 771 Xeon
o LGA1366 Intel Core i7
FICHA DE OBSERVACIÓN
Nombre del grupo:…………………………………………………………………….
INTEGRANTES COEVALUACIÓN AUTOEVALUCIÓN
HETEROEVALUACIÓN
AL ALUMNO AL PROFESOR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
PRÁCTICA CALIFICADACOLEGIO: ………..
CURSO: COMPUTACIÓN GRADO: Prof. ………………………
Apellidos: SECCIÓN: Tiempo : 10 minutos`
Nombres NOTA:
SINTESIS
El tema de la arquitectura de una computadora está referido a sus componentes,
dispositivos internos, periféricos de entrada y salida; y la manera como conjugan a
través del sistema informático, que en base a una determinada configuración,
pueda realizar las operaciones asignadas.
En lo referente a las arquitecturas modernas proponen modificaciones en el equipo
físico, mejoras y nuevas prestaciones en el sistema lógico del computador clásico.
En lo que respecta a la arquitectura Harvard está se creó con el afán de resolver
los puntos críticos de la arquitectura Von Newmann. Por lo cual, el procesador
dispone de dos memorias independientes con las que se comunica con buses
propios.
Lo referente a la organización de una computadora corresponde a las unidades lógicas
que la componen en ella se incluyen; es decir, estamos hablando del CPU, la unidad de
memoria y la unidad de entrada/salida; de otro lado están, las funciones que realizan, su
operación y la forma en que se relacionan y se comunican unas con otras.
Como mencionamos líneas arriba las computadoras consta de una CPU, una unidad de
memoria y una unidad de entrada/salida. Estas unidades están interconectadas
mediante un conjunto de líneas de comunicación que recibe el nombre de BUS. La
unidad central de proceso (CPU) internamente contiene la unidad de control (CU), la
unidad aritmética/ lógica (ALU) y varios registros.
Por lo general no es posible traer instrucciones y datos de la memoria con la
rapidez necesaria para que el procesador opere a su máxima velocidad, lo que
ocasiona que éste tenga que esperar los datos y las instrucciones almacenadas en
la memoria y trabaje a una menor velocidad de la que podía hacerlo si se tuviera
una unidad de memoria más rápida. Es cierto que la velocidad de las unidades de
memoria ha aumentado en forma considerable, pero nunca ha alcanzado aquella
que se necesita para que los procesadores logren trabajar a su máxima velocidad.
APRECIACIÓN, CRÍTICAS Y SUGERENCIAS
El tema de por sí resulta enriquecedor e ilustrativo más aún cuando en
la actualidad se cuenta con el recurso informático denominado internet, por lo que
este trabajo como otros están sujetos a mejoras, según se vaya desarrollando esta
ciencia.
Una recomendación para no dañar algunos componentes como la placa
base o la memoria RAM, es necesario descargar la electricidad estática que pueda
tener nuestro cuerpo. Para ello hay unas pulseras hechas de cinta conductora y
provista de un cable fino con una pinza que se coloca en la tierra, y que es
recomendable tener puesta mientras se tocan los equipos. Otra solución consiste
en tocar con una mano, antes de proceder, la toma de tierra.
Las arquitecturas modernas proponen modificaciones en el equipo físico
y mejoras y nuevas prestaciones en el sistema lógico del computador clásico. La
arquitectura clásica de Von Newmann es la arquitectura que actualmente
encontramos en cualquier computador.
La organización de una computadora y su arquitectura están íntimamente
relacionadas; sin embargo, son dos conceptos diferentes que muchas veces se toman
como sinónimos.
Generalmente no es posible traer instrucciones y datos de la memoria
con la rapidez necesaria al procesador, se podría hacer si se tuviera una unidad de
memoria más rápida, para que el microprocesador pueda trabajar a su máxima
velocidad.
Se propone que a fin de alcanzar un notable avance en el nivel general
del aprendizaje de los alumnos que la materia arquitectura del computador debe
incluirse al contenido curricular en el quinto año de secundaria.
Los sistemas operativos cada día deben ser amigables tanto para los
usuarios como para los programadores, haciendo que los sistemas
computacionales sean utilizados en una manera más conveniente y dar soluciones
a los usuarios.
BIBLIOGRAFIA
BUCKEL, Herbert, et. al., Ampliar y reparar su PC, España, Alfaomega-Rama,
2002., (4ª. Ed).
CARBALLAR, José A., El libro de las comunicaciones del PC, España,
Alfaomega-Rama, 2002.
CEBALLOS, Francisco Javier, Enciclopedia del lenguaje C, España, Alfaomega-
Rama, 2002.
DE MIGUEL, Miguel, Arquitectura de computadoras, Teoría y ejercicios resueltos,
España, Alfaomega-Rama, 2002.
DOWTON, A.C., Computadoras y microprocesadores. México, Addison-Wesley,
FREIHOF, Michael, Ingrid Curten, Configuración óptima de Autoexec.bat y
Config.sys, Alfaomega-Rama, 2002.
GARCÍA, María Isabel, Estructura de computadores, España, Alfaomega-Rama,
2002.
GARCÍA, Tomás, Santiago Ferrando y Mario Piattini, Redes para proceso
distribuido, España, Alfaomega-Rama, 2002.
HAMACHER, Carl Z. Vranesic, Organización de Computadoras, México, McGraw-
Hill, 1987, (2ª. Ed.)
HAYES, John, Diseño de sistemas digitales y microprocesadores, México,
McGraw-Hill.
HAYES, John, Introducción al diseño lógico digital, México, Addison-Wesley, 1995.