lunes, 18 de octubre de 2010

PROCESADOR

El procesador (CPU, por Central Processing Unit o Unidad Central de Procesamiento), es por decirlo de alguna manera, el cerebro del ordenador. Permite el procesamiento de información numérica, es decir, información ingresada en formato binario, así como la ejecución de instrucciones almacenadas en la memoria.
El primer microprocesador (Intel 4004) se inventó en 1971. Era un dispositivo de cálculo de 4 bits, con una velocidad de 108 kHz. Desde entonces, la potencia de los microprocesadores ha aumentado de manera exponencial.






El procesador (denominado CPU, por Central Processing Unit) es un circuito electrónico que funciona a la velocidad de un reloj interno, gracias a un cristal de cuarzo que, sometido a una corriente eléctrica, envía pulsos, denominados "picos". La velocidad de reloj (también denominada ciclo), corresponde al número de pulsos por segundo, expresados en Hertz (Hz). De este modo, un ordenador de 200 MHz posee un reloj que envía 200.000.000 pulsos por segundo. Por lo general, la frecuencia de reloj es un múltiplo de la frecuencia del sistema (FSB, Front-Side Bus o Bus de la Parte Frontal), es decir, un múltiplo de la frecuencia de la placa madre.
Con cada pico de reloj, el procesador ejecuta una acción que corresponde a su vez a una instrucción o bien a una parte de ella. La medida CPI (Cycles Per Instruction o Ciclos por Instrucción) representa el número promedio de ciclos de reloj necesarios para que el microprocesador ejecute una instrucción. En consecuencia, la potencia del microprocesador puede caracterizarse por el número de instrucciones por segundo que es capaz de procesar. Los MIPS (millions of instructions per second o millones de instrucciones por segundo) son las unidades que se utilizan, y corresponden a la frecuencia del procesador dividida por el número de CPI.
Instrucciones
Una instrucción es una operación elemental que el procesador puede cumplir.. Las instrucciones se almacenan en la memoria principal, esperando ser tratadas por el procesador. Las instrucciones poseen dos campos:
  • el código de operación, que representa la acción que el procesador debe ejecutar;
  • el código operando, que define los parámetros de la acción. El código operando depende a su vez de la operación. Puede tratarse tanto de información como de una dirección de memoria.
Código de Operación
Campo de Operación


El número de bits en una instrucción varía de acuerdo al tipo de información (entre 1 y 4 bytes de 8 bits).
Las instrucciones pueden agruparse en distintas categorías. A continuación presentamos algunas de las más importantes:
  • Acceso a Memoria: acceso a la memoria o transferencia de información entre registros.
  • Operaciones Aritméticas: operaciones tales como suma, resta, división o multiplicación.
  • Operaciones Lógicas: operaciones tales como Y, O, NO, NO EXCLUSIVO, etc. Control: controles de secuencia, conexiones condicionales, etc.


                  VIDEO DEL PROCESADOR



TARJETA MADRE



Una tarjeta madre es la plataforma sobre la que se construye la computadora, sirve como medio de conexión entre el microprocesador y los circuitos electrónicos de soporte de un sistema de cómputo en la que descansa la arquitectura abierta de la máquina también conocida como la tarjeta principal o "Placa Central" del computador. Existen variantes en el diseño de una placa madre, de acuerdo con el tipo de microprocesador que va a alojar y la posibilidad de recursos que podrá contener. Integra y coordina todos los elementos que permiten el adecuado funcionamiento de una PC, de este modo, una tarjeta madre se comporta como aquel dispositivo que opera como plataforma o circuito principal de una computadora.
Físicamente, se trata de una placa de material sintético, sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos componentes que se encuentran insertados o montados sobre la misma, los principales son:
  • Microprocesador o Procesador: (CPU – Unidad de Procesamiento Central) el cerebro del computador montado sobre una pieza llamada zócalo o slot
  • Memoria principal temporal: (RAMMemoria de acceso aleatorio) montados sobre las ranuras de memoria llamados generalmente bancos de memoria.
  • Las ranuras de expansión: o slots donde se conectan las demás tarjetas que utilizará el computador como por ejemplo la tarjeta de video, sonido, modem, etc.
  • Chips: como puede ser el BIOS, los Chipset o controladores.




La unión de la CPU, tarjeta gráfica, conectores del procesador, tarjeta de sonido, controladores, disco duro, memoria (RAM), y otros dispositivos en un sistema de computo, así como de las puertas en serie y las puertas en paralelo.
Es posible encontrar también los conectores que permiten la expansión de la memoria y los controles que administran el buen funcionamiento de los denominados accesorios periféricos básicos, tales como la pantalla, el teclado, el mouse, disco duro, etc. Contiene un chipset el cual controla el funcionamiento del CPU, las ranuras de expansión y controladores.
De este modo, cuando en un computador comienza un proceso de datos, existen múltiples partes que operan realizando diferentes tareas, cada uno llevando a cabo una parte del proceso. Sin embargo, lo más importante será la conexión que se logra entre el procesador central (CPU) y otros procesadores a la tarjeta madre.
Ayuda al microprocesador con su trabajo de diversas maneras:
Las tareas dentro de la tarjeta se distribuyen de la siguiente manera:
  • La conexión física de los elementos es responsabilidad de los conectores y de las pistas del circuito impreso de la placa-
  • La conexión eléctrica es responsabilidad de los buses del sistema.
  • De la regulación, adaptación y mediación entre las señales se encarga el microprocesador, junto con su gran aliado en esta tarea, el chipset.

    Las pistas son conductores milimétricos de
    cobre impresos en las sucesivas placas de material aislante por las que circulan las señales eléctricas. Estas señales van a ser la información que intercambian los diferentes componentes del sistema con el microprocesador.

2.1 COMPONENTES DE UNA TARJETA MADRE

2.2 FUNCIONES DE UNA TARJETA MADRE
  • Conexión física.
  • Administración, control y distribución de energía eléctrica.
  • Comunicación de datos.
  • Temporización
  • Sincronismo.
  • Control y monitoreo.

3. TIPOS DE TARJETAS
Las tarjetas madres o principales existen en varias formás y con diversos conectores para dispositivos, periféricos, etc. Los tipos más comunes de tarjetas son:

ATX
Son las más comunes y difundidas en el mercado, se puede decir que se están convirtiendo en un estándar son las de más fácil ventilación y menos enredo de cables, debido a la colocación de los conectores ya que el microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa. Además, reciben la electricidad mediante un conector formado por una sola pieza.

AT ó Baby-AT
Fue el estándar durante años con un formato reducido, por adaptarse con mayor facilidad a cualquier caja, pero sus componentes estaban muy juntos, lo que hacia que algunas veces las tarjetas de expansión largas tuvieran problemás.

DISEÑOS PROPIETARIOS
Pese a la existencia de estos típicos y estándares modelos, los grandes fabricantes de ordenadores como IBM, Compaq, Dell, Hewlett-Packard, Sun Microsystems, etc. Sacan al mercado tarjetas de tamaños y formás diferentes, ya sea por originalidad o simplemente porque los diseños existentes no se adaptan as sus necesidades. De cualquier modo, hasta los grandes de la informática usan cada vez menos estas particulares placas, sobre todo desde la llegada de las placas ATX.


1.- conectores:
1) Conectores PS/2 para mouse y teclado: incorporan un icono para distinguir su uso.
2) Puerto paralelo: utilizado por la
impresora. Actualmente reemplazado por USB
.
3) Conectores de
sonido:
las tarjetas madre modernas incluyen una placa de sonido con todas sus conexiones.
4) Puerto serie: utilizado para mouse y conexiones de baja
velocidad
entre PCS.
5) Puerto USB: puerto de alta velocidad empleado por muchos dispositivos externos, como los escáneres o las cámaras digitales.
6) Puerto FireWire: puerto de alta velocidad empleado por muchos dispositivos externos. No todas las tarjetas madre cuentan con una conexión de este tipo.
7) Red: generalmente las tarjetas madre de última generación incorporan una placa de
red y la conexión correspondiente.

 
VIDEO DE TARJETA MADRE




MEMORIAS RAM

        




La memoria principal o RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.
         Se le llama RAM por que es posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamente
Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos:


          La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es mucho más rápida, y que se borra al apagar el computador, no como los Disquetes o discos duros en donde la información permanece grabada.

Tipos de RAM

          Hay muchos tipos de memorias DRAM, Fast Page, EDO, SDRAM, etc. Y lo que es peor, varios nombres. Trataremos estos cuatro, que son los principales, aunque mas adelante en este Informe encontrará prácticamente todos los demás tipos.

  • DRAM: Dinamic-RAM, o RAM DINAMICA, ya que es "la original", y por tanto la más lenta.
Usada hasta la época del 386, su velocidad típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns), tiempo éste que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que la de 80 ns.
Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.
  • Fast Page (FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"), puesto que evoluciona directamente de ella, y
se usa desde hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida) como por ser de 70 ó 60 ns.
Usada hasta con los primeros Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).
·       EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos mientras los anteriores están saliendo (haciendo su Output), lo que la hace algo más rápida (un 5%, más o menos).
Muy común en los Pentium MMX y AMD K6, con velocidad de 70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque existe en forma de DIMMs de 168.
  • SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz), para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350 MHz y en los Celeron.
  • PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a esos 100 MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II a 350 MHz y computadores más modernos; teóricamente se trata de unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas las memorias vendidas como "de 100 MHz" las cumplen.
  • PC133: o SDRAM de 133 MHz. La más moderna (y recomendable).




 SIMMs y DIMMs
Se trata de la forma en que se juntan los chips de memoria, del tipo que sean, para conectarse a la placa base del ordenador. Son unas plaquitas alargadas con conectores en un extremo; al conjunto se le llama módulo.
El número de conectores depende del bus de datos del microprocesador, que más que un autobús es la carretera por la que van los datos; el número de carriles de dicha carretera representaría el número de bits de información que puede manejar cada vez.
  • SIMMs: Single In-line Memory Module, con 30 ó 72 contactos. Los de 30 contactos pueden manejar 8 bits cada vez, por lo que en un 386 ó 486, que tiene un bus de datos de 32 bits, necesitamos usarlos de 4 en 4 módulos iguales. Miden unos 8,5 cm (30 c.) ó 10,5 cm (72 c.) y sus zócalos suelen ser de color blanco.
Los SIMMs de 72 contactos, más modernos, manejan 32 bits, por lo que se usan de 1 en 1 en los 486; en los Pentium se haría de 2 en 2 módulos (iguales), porque el bus de datos de los Pentium es el doble de grande (64 bits).
  • DIMMs: más alargados (unos 13 cm), con 168 contactos y en zócalos generalmente negros; llevan dos muescas para facilitar su correcta colocación. Pueden manejar 64 bits de una vez, por lo que pueden usarse de 1 en 1 en los Pentium, K6 y superiores. Existen para voltaje estándar (5 voltios) o reducido (3.3 V).
Y podríamos añadir los módulos SIP, que eran parecidos a los SIMM pero con frágiles patitas soldadas y que no se usan desde hace bastantes años, o cuando toda o parte de la memoria viene soldada en la placa (caso de algunos ordenadores de marca).




                 VIDEO DE MEMORIAS RAM