Explotación de Sistemas

Microinformáticos

Unidad de trabajo 1

Tabla de contenidos

1. Introducción. El Sistema Informático

1. Elementos del Sistema Informático

2. El Ordenador

1. La Información en el Ordenador

3. Sistemas de numeración

1. El sistema binario

2. Sistemas de numeración intermedios

4. Codificación alfanumérica.

2

Tabla de contenidos

5. La arquitectura de Von Neumann

1. La unidad central de proceso (CPU)

1. Registros de la CPU

2. Unidad de control 3. Unidad Aritmético­lógica

2. Memoria principal 1. Proceso de lectura

2. Proceso de escritura

3. Unidades de E/S

4. Buses

5. Tipos de buses

3

Tabla de contenidos

6. Componentes de un PC

1. Caja

2. Fuente de Alimentación

3. Placa Base

4. Micro

5. Memoria RAM DIMM­DDR

6. Tarjetas De  Expansión

4

1. Introducción

Sistema Informático

Cualquier empresa necesita procesar y almacenar

información para llevar a cabo su actividad. El Sistema Informático es el conjunto de elementosEl Sistema Informático es el conjunto de elementos

que utiliza la empresa para con este objetivo.

hardware, software , los datos y el personal humano

Hardware: es la parte física, los dispositivos

electrónicos (se puede tocar)

Ordenadores , periféricos y sistema de

comunicaciones

Software: es la parte lógica (no se puede tocar)

Sistema Operativo (SO) y otras aplicaciones

Personal Humano: personas que crean, mantienen y utilizan el Sistema.

Técnicos, Programadores, Usuarios ….

Datos: información de la empresa para el desarrollo

de su actividad.

Elementos funcionales del ordenador­ Elementos HW del PC 5

Los elementos del Sistema Informático son

1.1. Elementos de un sistema informático

Hardware

Materia física del Sistema Informático

Dispositivos electrónicos

se encuentran distribuidos físicamente en la CPU o torre, los

periféricos y sistema de comunicaciones.

No pueden trabajar por si mismos sino con los demás.

Proporcionan la capacidad de proceso y la potencia de cálculo

del sistema informático, así como las interacción con el mundo

exterior.

Ej. Monitor, tarjeta gráfica, tarjeta de red ...

6

1.1. Elementos de un sistema informático

Software

programas que se ejecutan en el ordenador

un programa realiza una función o tarea.

Los programas tampoco son capaces de

trabajar por si mismos sino que se apoya en un

software muy especial que es el SO

7

1.1. Elementos de un sistema informático

Personal Humano

personas que participan en la dirección, diseño,

desarrollo, implantación y explotación de un

sistema informático.

personal informático, según las funciones que

realicen:

Director, jefe de proyecto, Técnico de Sistemas,

Administrador Base de Datos, Analista funcional u

orgánico, Programador, Jefe de explotación, Operador, Grabador y Administrador de sistemas.

8

2. El Ordenador

Un ordenador es una máquina electrónica capaz de coger datos

de entrada, procesarlos y producir datos de salida.

La función principal de un ordenador es automatizar tareas

Para ello Ejecuta Programas: Un ordenador no es inteligente, lo que nos

aporta es velocidad.

Un programa está formado por instrucciones. Una instrucción es

una orden que se realiza sobre unos datos.

Instrucción: sumar 3 y 5

TODAS las tareas que realizamos con un ordenador ,

para el ordenador sólo son un conjunto de

instrucciones que ejecuta.

Ejemplos: podemos utilizar un ordenador jugar. Cuando jugamos y

movemos un personaje con el ratón o el teclado lo que hace el ordenador

es ejecutar la orden mover sobre ese personaje y visualizarlo en el monitor

en la posición de destino. 9

2.1 La Información en el Ordenador

Tipos de Información:

Números

Letras

Música

Imágenes

Los componentes del ordenador no entienden esta información, solo entienden de corriente eléctrica u otras magnitudes físicas.

sólo entiende la presencia o ausencia de corriente eléctrica (el código

binario)

Necesitamos sistemas de codificación que conviertan letras y

números que nosotros utilizamos en algo entendible por el ordenador.

El SO con ayuda de los componentes hardware transforman la

información en impulsos eléctricos (0,1) o impulsos eléctricos

(0,1) en información.

10

2.1 La Información en el Ordenador

El bit es la unidad mínima de información

representado por 0 ó 1.

Medidas múltiplos de bits en el Sist. Internacional  

Nibble o cuarteto conjunto de 4 bits

Byte u octeto conjunto de 8 bits. Kilobyte (KB) conjunto de 1000 bytes

Megabyte (MB) conjunto de 1000 KB

Gigabyte (GB) conjunto de 1000 MB

Terabyte (TB) conjunto de 1000 GB

Petabyte (PB) conjunto de 1000 TB

Ejemplos

Archivo de texto plano unos 20 KB

Archivo .mp3 unos 3MB

Película 1GB

800 películas 1TB

Exabyte (EB) conjunto de 1000 PB

210= 1024 por lo que 1TB=1012

bytes              1012 = 1 000 000 000 000 bytes

Recuerda la B representa bytes y la b quiere decir bit, por ejemplo: 30MB = 30 megabytes y 30Mbs =30 megabits por segundo

11

2.1 La Información en el Ordenador

El bit es la unidad mínima de información

representado por 0 ó 1.

Medidas múltiplos de bits ISO/IEC 80000­13:

Nibble o cuarteto conjunto de 4 bits

Byte u octeto conjunto de 8 bits. Kibibyte (KiB) conjunto de 1024 bytes

Mebibyte (MB) conjunto de 1024 KB

Gibibyte (GB) conjunto de 1024 MB

Tebibyte (TB) conjunto de 1024 GB

Pebibyte (PB) conjunto de 1024 TB

Ejemplos

Archivo de texto plano unos 20 KB

Archivo .mp3 unos 3MB

Película 1GB

800 películas 1TB

Exbibyte (EB) conjunto de 1024 PB

210= 1024 por lo que 1TiB=2 40 bytes   240 =       1 099 511 627 776 bytes    

Recuerda la B representa bytes y la b quiere decir bit, por ejemplo: 30MB = 30 megabytes y 30Mbs =30 megabits por segundo

11

Actividad

a) ¿Cuántos KB son 2TB?

b) ¿Cuántos B son 4MB?

c) ¿Cuántos bits son 2B?

d) ¿Cuántos MB son 1000KB?

e) ¿Cuántos GiB son 2048MiB?

f) ¿Cuántos TiB son 256B?

g) ¿Cuántos TiB son 2048MiB?

12

3. Sistemas de numeración

Conjunto de símbolos y reglas que se utilizan para representar

cantidades o datos numéricos. Base: número de símbolos que lo componen.

Base 10: 0, 1, 2, 3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8, 9

Base 2: 0, 1

El valor de cada símbolo depende de la posición que ocupa en el número:

Teorema fundamental de la numeración

NUM = Xi * Bi

Ejemplo: el número 99(10 es:

donde X valor absoluto del digito

i posición respecto al punto

decimal

B base

9*101 + 9*100 = 9*10 + 9* 1 = 90 + 9 = 99

Cada posición del dígito tiene un valor intrínseco que aumenta de

derecha a izquierda según potencias sucesivas de la base de sistema

empleado

14

3.1 El sistema binario

Sistema de numeración en Base 2: Utiliza dos símbolos diferentes

0 y 1 , denominados bits.

Es el sistema que maneja el ordenador internamente. Ya que se

asocia cada uno de estos símbolos a la presencia o ausencia de

tensión u otra magnitud.

Con n bit podemos representar 2n valores

Si n=1 podemos representar 21=2 valores el 0 y el 1

Si n=2 podemos representar 22=4 valores el 00­01­10­11

Siguiendo el TFN, un número binario estará formado por un

conjunto ordenado de bits, cuyo valor aumenta de derecha a

izquierda según potencias de dos.

15

3.1.1 Transformaciones entre binario y decimal

Para transformar un número binario a decimal, debemos aplicar el TFN:

1001(2= 1 *23 + 0 *22 + 0*21+ 1* 20= 8+0+0+1=9(10

Es decir, sumamos las potencias de dos cuyos

dígitos son 1:

16

3.1.2 Tranformaciones entre decimal y binario

Para transformas un número

decimal a binario dividimos la

parte entera entre dos, hasta

que sea menor que la base, los

restos y el último cociente en

orden inverso son el numero

binario:

9:2 = 4 Resto 1

4:2 = 2 Resto 0

2:2 = 1 Resto 0

9(10 = 1001(2

17

Actividad

Pasa el siguiente número de binario a decimal

1010.10100(2 =

Pasa el siguiente número de decimal a binario

20.125 (10 =

18

3.1.4 Operaciones lógicas en binario

Una operación lógica asigna un valor (CIERTO=1 o FALSO=0) a la

combinación de uno o más factores que también toman los valores

(CIERTO=1 o FALSO=0) . Los resultados de una operación lógica, para cada uno de los valores

posibles de las variables, se fijan en una tabla denominada Tabla de

Verdad, como la del siguiente ejemplo.

Por ejemplo, imagínate el sistema de control del toldo de una cafetería, que se

gobierna mediante una operación lógica. Para que el motor que extiende el toldo se accione deberá tener en cuenta dos factores: ¿es de día? ¿está

lloviendo? Si estos dos factores son ciertos, el motor debe ponerse en marcha

y extender el toldo.

Falso=0

Cierto=1

3.1.4 Operaciones lógicas en binario

Si el detector de metales SI nota que el cliente

lleva objetos metálicos (1) y la puerta NO se abre

(0); en cambio, si el cliente NO lleva objetos

metálicos (0), la puerta SI se abre (1).

Falso=0

Cierto=1 Una aplicación práctica sencilla de la

operación lógica OR, sería el circuito de

señalización instalado en un comercio, en el que se puede entrar por dos puertas distintas, que avisaría al dependiente al entrar un cliente

por cualquiera de las dos puertas del establecimiento. Si un cliente entra por la

puerta a (1) O si un cliente entra por la puerta

b (1), el timbre suena (1). Si no entra ningún

cliente por ninguna de las puertas a (0) ni b (0). El timbre NO suena (0).

3.1.4 Operaciones lógicas en binario

Una aplicación de la operación lógica AND, sería el sistema de

control de los pasajeros en un aeropuerto. Cada pasajero debe

pasar por dos controles: ¿Tiene tarjeta de embarque? ¿Tiene

pasaporte en regla? Una empleada del aeropuerto comprueba que

tiene un billete válido y le da una tarjeta de embarque; a

continuación, un agente de policía verifica que su pasaporte está en

regla y no está en la lista de personas reclamadas. Un pasajero sólo

puede embarcar en el avión si tiene tarjeta de embarque (1) y su

pasaporte está en regla (1) . En los demás casos no puede

embarcar.

Falso=0

Cierto=1

Ejercicios

Ejercicios1 del Tema1

22

3.2 Sistemas de numeración intermedios

Se utilizan por su proximidad de significado al sistema

decimal y su facilidad de conversión a binario:

Octal

Utiliza ocho símbolos diferentes del 0 al 7 (Base 8)

Tiene correspondencia directa con el sistema binario (cada símbolo en base 8

se puede representar con 3 bits).

A veces lo utiliza el ordenador, por comodidad, para manejar datos.

Hexadecimal

Utiliza 16 símbolos, del 0 al 9 y de la A a la F. Estas letras representan los

dígitos del 10 al 15 del sistema decimal.

Tiene correspondencia directa con el sistema binario (cada símbolo en base

16 se puede representar con 4 bits).

Los usa el ordenador para expresar direcciones de memoria.

23

3.2 Sistemas de numeración intermedios

Transformación de binario a códigos intermedios y

viceversa

Octal: hacemos grupos de tres:

100101100(2 = 454 (8

551 (8 = 101 101 001(2

Hexadecimal: hacemos grupos de cuatro:

000100101100(2 = 12C (16

32A (16 = 0011 0010 1010(2

24

Ejercicios

Ejercicios2 del Tema1

25

4. Codificación alfanumérica

El ordenador no solo procesa datos

numéricos, también procesa datos

alfanuméricos (caracteres), estos al ser datos

con los que no se realizan operaciones

pueden ser creados utilizando tablas

establecidas por acuerdo.

Los sistemas de codificación estándar más

importantes son:

ASCII (American Estándar Code for Information Interchange)

LATIN­1

ISO­8859­1.

UNICODE (Universal Code)

UTF­8 (8-bit Unicode Transformation Format)

26

4. Codificación alfanumérica. ASCII

American Standard Code For Information

Interchange

7 bits para representar cada carácter

Los 32 primeros son de control, no

imprimibles y actualmente obsoletos, como el

código 10 que hacía a la impresora saltar a la

siguiente línea

27

4. Codificación alfanumérica

Tabla de códigos

ASCII

HOLA

H = 1001000

O = 1001111

L = 1001100

A = 1000001

HOLA

100100010011111001100 1000001

28

Actividad

Escribe en hexadecimal la frase ¡Hola mundo! usando ASCII de 8 bits. Recuerda que existen mayúsculas y minúsculas.

4. Codificación alfanumérica. Latin­1

ASCII sólo sirve para caracteres del alfabeto

inglés

No permite caracteres con acento ni ñ

Latin­1 es ASCII extendido de 8 bits

Idéntico a ASCII hasta el carácter 127

Desde el 128 hasta el 255: vocales acentuada, ñ

…

Sirve para los caracteres de los alfabetos de

Europa Occidental Español, Francés, Portugués …

31

Actividad

Busca la tabla de códigos ASCII extendida

32

Actividad

Pasar la siguiente cadena de bits (escrito en

ASCII con 8 bits) a Texto, pasándolo primero

a hexadecimal y luego a texto:

01000001 00100000 01110000 01100001 01110010 01110100 01101001

01110010 00100000 01100100 01100101 00100000 01101000 01101111 01111001 00101100 01110011 01101111 01111001 00100000 01110101

01101110 00100000 01100010 01110101 01100101 01101110 00100000

01110100 01110010 01100001 01100100 01110101 01100011 01110100

01101111 01110010 00100000 01100100 01100101 00100000 01000001

01010011 01000011 01001001 01001001 00100000 01100001 00100000

01100010 01101001 01101110 01100001 01110010 01101001 01101111 00101110

34

4. Codificación alfanumérica. ISO­8859­1

Codificación Estándar de la IANA de 1992 de

8 bits

Para la codificación de texto enviado por

Internet

Está basado en Latin­1 pero no es

equivalente

Ejemplo: Para indicar que en una página html los

caracteres están codificados en formato ISO­

8859­1 debe aparecer

<meta http­equiv=«content­type»

content=«text/html»;charset=iso­8859­1»>

38

4. Codificación alfanumérica. UNICODE

Universal Code

Utiliza 16 bits para representar caracteres

alfanuméricos

UTF­8 (8­bit Unicode Transformation Format) es una parte del estándar Unicode compatible con

ASCII

La IETF (Internet Engineering Task Force) define que

UTF­8 debe estar soportada por todos los protocolos

de Internet

Actualmente se tiende a tener todas las aplicaciones y

bases de datos con la información codificada en UTF­

8

Ejemplo: Para indicar que en una página html los caracteres

están codificados en formato UTF­8 debe aparecer

<meta http­equiv=«content­type»

content=«text/html»;charset=utf­8»>

39

Actividad

¿Qué tipo de codificación se usa en las

siguientes webs? (Mira el código fuente descargado)

http://barrapunto.com

http://meneame.net

http://microsoft.com

http://ubuntu.com

John vonLa arquitectura de Von Neumann

Estableció el modelo básico de los computadores digitales

(1946)

Construyo una computadora con programas almacenados,

hasta entonces trabajaban con programas cableados. Su idea principal consistió en conectar permanentemente las

unidades de las computadoras, siendo coordinado su

funcionamiento por un elemento de control. Esta tecnología sigue vigente aunque con modificaciones.

43

1. La arquitectura de Von Neumann (cont.)

La arquitectura de Von Neumann se compone de

4 elementos funcionales:

Unidad Central de Proceso (CPU, Central Process Unit) es

considerada como el cerebro del ordenador. Memoria principal (MP) donde se almacena datos y

programas en ejecución. Unidad de entrada y salida (I/O) periféricos de entrada,

salida y entrada­salida, para introducir datos en el ordenador o mostrar los datos procedentes del ordenador. Permiten comunicar al ordenador con el exterior

Buses interconecta los tres elementos anteriores a

través de un conjunto de líneas que llevan señales de

control (control bus), datos (data bus) y direcciones

(address bus)

permiten a la CPU seleccionar a que direcciones de

memoria y dispositivos desea acceder 44

1. La arquitectura de Von Neumann (cont.)

Unidades

de E/S

45

2.1.1 Tipos de registros

Clasificación de registros visibles al usuario

Registros Índices = Index Register almacenan direcciones de

memoria: RX1, RX2,…. RXn

Registros de propósito general: Se utilizan para almacena

datos de forma temporal durante la ejecución de un programa: R0, R1, R2….. ,Rn

Registro de estado del Programa (PSW o FLAGS) cada uno de

los bits de este registro indican el estado de cómo ha terminado

la ultima operación en la ALU, por ejemplo, si se ha producido un desbordamiento, si el resultado ha sido positivo, negativo o cero, etc. Pueden ser consultados por el programador, pero no alterados

directamente.

46

2.1.1 Tipos de registros (cont)

Clasificación de los registros de control y de estado

Contador de programa (CP) = Program Counter (PC) contiene la

dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar. LA UC modifica su valor tras finalizar la ejecución de cada instrucción.

Registro de instrucción (RI) = Instruction register (IR) contiene la

instrucción que se está ejecutando actualmente. Registro de dirección de memoria (RDM) = Memory Address Register

(MAR) donde pone la UC la dirección de memoria o E/S la que

quiere acceder, ya sea para leer o escribir. Se encuentra conectado al bus de direcciones.

Registro de intercambio de memoria (RIM) = Memory Buffer Register (MBR) donde se ponen los datos o instrucciones a leer o escribir

en memoria o en un periférico de E/S. Se encuentra conectado al bus de datos.

Ra y Rb almacenan los operandos de entrada de la ALU

Acumulador(AC) almacenan los resultados de las operaciones de

la ALU. 47

2. La unidad central de proceso

Ejecutar las instrucciones de un programa secuencialmente.

Misión

CPU

Componentes

principales

Unidad de Control

U.C. Unidad Aritmético Lógica

ALU

48

2. La unidad central de proceso (CPU)

Su función es controlar todo el sistema

Ejecuta las instrucciones que se encuentran en la memoria

principal Las instrucciones se procesan de forma secuencial, leyéndose de posiciones

consecutivas de memoria (tras ejecutar la instrucción que se encuentra en la

dirección x se ejecuta la instrucción que está en la dirección x+1 y así sucesivamente), SECUENCIAMIENTO IMPLÍCITO

En la actualidad es un circuito integrado llamado Procesador o

Microprocesador. LA CPU está compuesta por:

La Unidad control (UC)

busca las instrucciones en la MP

las interpreta

Envía ordenes para ejecutarlas a otras unidades. generando las

señales de control y estado necesarias para lograrlo. 49

2. La unidad central de procesos

La Unidad aritmético lógica (ALU –Aritmetic

Logic Unit)

lleva a cabo las operaciones aritméticas (suma, resta,

multiplicación, división…..)

y lógicas (NOT, AND,OR, XOR, comparaciones, …..)

que le ordena la UC.

Los registros:

constituyen el almacenamiento

interno de la CPU

almacenan temporalmente la

información necesaria para

ejecutar las instrucciones.

50

2. La unidad central de procesos

Buses internos:

Dentro de la CPU hay una serie de buses

Permite intercambiar información de datos, de

direcciones, y de control entre la UC, la ALU y los

registros.

51

2.1. Registros de la CPU

Celdas de memoria de muy alta velocidad que almacenan datos

temporales mientras se ejecuta una instrucción. Tamaño de pocos bits, siempre múltiplos de 8 bits (8, 16, 32, 64,…)

Todos los registros de una CPU tienen el mismo tamaño, y a ese

tamaño se le llama palabra.

es el número de bits que puede manipular a la vez el procesador

Cuanto mayor más potente el procesador

Puede trabajar con mas cantidad de información a la vez

Puede utilizar mayor cantidad de memoria

Cuando un procesador se dice que es de N bits, significa que

trabaja con palabras de N bits, y por tanto sus registros tienen una

capacidad o tamaño de N bits.

Algunos ejemplos:

Intel 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Core, y AMD K6, Athlon, Athlon XP, eran procesadores de 32 bits,

Intel Pentium D, Core 2, I7, y AMD Athlon 64, Phenom, Phenom II, son procesadores de 64 bits, palabras de 64 bits 52

Actividad

Busca en internet y contesta las siguientes preguntas

¿ Con cuantos bytes trabajaba el Intel 8080? ¿Cuál era su

tamaño de palabra?

¿Con cuantos bytes trabajaba el Intel 8086? ¿Cuál era su

tamaño de palabra?

¿Con cuantos bytes trabajaba el Intel 80286? ¿Cuál era su

tamaño de palabra?

¿Cuál es el tamaño de la palabra del procesador del ordenador de tu casa, 32 o 64 bits?

¿Puede ejecutar un procesador de 64 bits aplicaciones

de 32 bits? ¿Y viceversa?

53

Actividades

Ejercicios3

56

4. Memoria principal

Está compuesta por dos tipos de memoria:

ROM (Read Only Memory): Memoria de solo lectura

No volátil Contiene el software básico (BIOS) para poder cargar el

SS.OO desde los periféricos de E/S a la RAM. El SS.OO a su vez se encargará de cargar los programas y

datos de usuario en la RAM desde la E/S.

RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso aleatorio. Volátil Almacena tanto los programas (conjunto de instrucciones)

como los datos que manejan estos programas en

ejecución.

57

4. Memoria principal…

La memoria está compuesta de celdas, casillas, o

posiciones de memoria de un determinado número

de bits. Normalmente un byte. Los bytes se

agrupan en palabras.

Cada celda de memoria tiene:

Una dirección: número que identifica unívocamente a la

casilla de memoria. Se utilizan direcciones para palabras

Si la 1ª dirección es la 0 y la palabra es 64 bits (8 bytes), la

siguiente dirección de palabra es la 8.

Un contenido: Instrucción o dato que se almacena en la

celda en cada momento

Esta ligada a las unidades más rápidas del ordenador (UC y ALU)

58

5. Ejecución de una instrucción (vídeo)

La ejecución de una instrucción siempre conlleva

realizar la misma secuencia de pasos

independientemente del repertorio de

instrucciones específicos que posea el

procesador y de los campos y modos de

direccionamiento que se hayan definido.

Cada uno de estos pasos puede necesitar un

número diferente de ciclos de reloj dependiendo

de su propia complejidad y de los recursos que la

CPU tenga para su realización.

Elementos funcionales del ordenador­ Elementos HW del PC

FASE DE

BÚSQUEDA

FASE DE

EJECUCIÓN

60

3.2. 1. Ejecución de una instrucción

Fase de búsqueda de la instrucción

El contador de programa que contiene la dirección de

memoria donde está la instrucción, la deja en DM (RDM)

La UC da orden a la memoria de leer

La memoria deja la instrucción que se encuentra en la

posición indicada en DM, en RI

La instrucción de carga en el RI (RIM)

El contador de programa se aumenta en 1 para apuntar a

la siguiente dirección

Fase de ejecución

Se realizan las operaciones correspondiente al codop de la

instrucción almacenada en RI

61

Actividad.

• Ejercicios 4

62

6. Unidades de E/S

Unidades de Entrada (E):

Por donde se introducen en el ordenador datos e instrucciones. Transforman señales de naturaleza eléctrica en binarias. Un ordenador puede tener varias unidades E

Ejemplo: teclado, ratón .. Unidades de salida (S)

Dispositivo por el que se muestra los resultados obtenidos por el ordenador.

Transforma señales binarias en caracteres escritos o

visualizados. Un ordenador puede tener varias unidades de S

Ejemplo: pantalla, impresora, etc.. Unidades de entrada y salida (E/S)

Ejemplos: discos, tarjetas de red…

63

Actividad

Escribe 5 ejemplos de periféricos de Entrada, 5

ejemplos de periféricos de Salida y 5 ejemplos de

periféricos de E/S.

64

7. Buses

Los buses de comunicación son las líneas eléctricas a través de

las que se comunican las distintas partes de un ordenador. Cada bus está formado por un conjunto de hilos y simplificando,

podemos decir que por cada hilo circula un bit.

Definimos ancho de bus

El nº de bits que puede transmitir simultáneamente (en paralelo)

ese bus. La velocidad o frecuencia de bus

se mide en múltiplos de Hertzios (KHz, MHz, GHz) =(103 Hz, 106

Hz, 109 Hz)

Por ejemplo, un bus que trabaja a 1 GHz significa que puede realizar

109 transferencias de información por segundo. El ancho de banda de un bus

la cantidad de información que puede transmitir por unidad de

tiempo. Y viene dado por la siguiente fórmula: Ancho de Banda del bus = Velocidad del bus X Ancho del bus

66

7. Buses

Vamos a calcular el ancho de banda de un bus con

una velocidad de 8,3 MHz y un ancho de bus de 8 bits.

Ancho de Banda del bus = Velocidad del bus X Ancho del bus

AB=8,3 MHz*8=8.300.000 *8=66.400.000b/s

=66.400.000/8=8.300.000B/s

=8.300.000B/s/10242= 7.91MB/s

67

Actividad

Calcula el ancho de banda en GB/s de un bus con una

velocidad de 1,5 GHz y un ancho de bus de 16 bits.

68

7.1.Tipos de buses

Bus de datos

Intercambia instrucciones y datos entre la CPU y el resto de

componentes. Lo lógico sería que el ancho del bus de datos sea igual al tamaño

de los registros de datos de la CPU, pero no siempre es así. Algunos ejemplos. En el procesador:

Intel 8088 los registros de datos y el bus interno de datos era de 16

bits, pero la CPU se comunicaba con la memoria por bus de datos de

8 bits. Para cargar un registro de datos hacían falta 2 lecturas de

memoria. Intel 80486 tanto los registros internos, como el bus de datos interno al

procesador, como el bus de datos externo eran de 32 bits. AMD 64, los registros internos son de 64 bits, y el bus de datos

externo es de 128 bits, pudiendo llenar 2 registros con un solo acceso

de lectura a memoria. Bus de control:

Lleva señales eléctricas para que la UC gobierne el resto de los

elementos, y los demás elementos notifiquen sucesos a la UC. 70

7.1.Tipos de buses

Bus de direcciones Transmite direcciones entre la CPU y el resto de componentes. Funciona sincronizado con el de datos (a la misma frecuencia). No tiene por que tener el mismo ancho de bus que el bus de datos

Su ancho de bus es igual al tamaño de los registros de la CPU. El tamaño de la memoria que puede direccionar una CPU depende

del ancho del bus de direcciones (o tamaño de los registros), y se

calcula con la siguiente fórmula: Tamaño de memoria direccionable = 2 (Ancho del bus de direcciones) unidad mínima direccionable

Algunos Ejemplos con unidad mínima direccionable el byte: Intel 8088: bus de direcciones de 20 bits.

Podía direccionar 220 bytes de memoria = 1MB

Intel 80486: bus de direcciones de 32 bits. Podía direccionar 232 bytes de memoria = 4GB

AMD Athlon 64 bus de direcciones de 40 bits. Podía direccionar 240 bytes de memoria = 1 TB

71

Actividad

Calcula el tamaño de memoria que puede direccionar

un procesador cuya palabra es de 64 bits y con un bus

de direcciones de 64bits. El tamaño de la celda de

memoria es 1 byte.

72

CAJA

¿Qué es?

Denominada impropiamente CPU, es

la estructura donde se montan todos

los componentes internos que

configuran el PC, su esqueleto.

En algunos países la llaman gabinete.

Características

Estructura sólida y precisa.

Protección contra los

elementos externos extraños,

así como del ruido e

interferencias

electromagnéticas.

Refrigeración correcta de los

componentes internos

74

2. La caja el ordenador

75

CHASIS Es la estructura metálica de la caja.

¿Para qué

sirve? aportar

rigidez

Fijar los siguientes componentes: - La placa Base.

- La Fuente de Alimentación.

- Las bahías de expansión.

- Las tarjetas de expansión.

- Sistemas de Refrigeración.

76

2.1. Partes de la caja

Se compone de las siguientes partes:

El chasis

Es el esqueleto del ordenador, la estructura metálica que

sirve para montar las otras partes. La cubierta

Parte exterior de la caja que se adhiere al chasis. Puede llevar tornillos o no

El panel frontal Cubre la parte frontal y muestra información al usuario sobre

el estado del ordenador mediante LED. Normalmente 2 LEDs: del HD y de encendido

Puertos USB y multimedia.

77

2.1. Partes de la caja

Los interruptores

Botón de encendido: apaga y enciende el ordenador.

Botón de reencendido: reinicia el ordenador.

La bahías para unidades

Sirven para montar unidades de discos flexibles, HD, CD_ROM, cintas y DVD

Bahías para unidades internas

Están dentro de la caja no se puede acceder desde el exterior. Ej. HD

Bahías para unidades externas:

Son internas respecto a la caja y el chasis pero se tiene

acceso a ellas desde el exterior. Ej. CD­ROM, DVD...

78

3. Fuentes de alimentación

La fuente de alimentación debe encargarse de:

transformar la corriente alterna que le llega de la toma de

alimentación (el enchufe) a corriente continua manejable

por los componentes del interior del ordenador

refrigerar la caja renovando constantemente el aire. Con

ayuda de ventilador que hay en su parte más exterior y los

orificios en la parte opuesta que comunica con el interior

de la caja genera una corriente de aire.

Los componentes microelectrónicos

que componen los ordenadores funcionan

con tensiones bajas, y continuas

83

3. Fuentes de alimentación

84

3. Fuentes de alimentación

Los principales formatos son:

El antiguo AT

Actual ATX

85

PLACA BASE ¿Qué es?

¿Dónde se

instala?

Circuito impreso (PCB Printed Circuit Board ) al que se

conectan los componentes que

constituyen el ordenador.

Atornillada al

chasis de la

caja del PC.

87

1. Placa base

También llamada placa principal, placa madre,

mainboard, mothercard, etc,

Es uno de los componentes principales del ordenador, en el que se encuentran alojados,

montados o conectados todos los demás

componentes y dispositivos.

Oblea de material sintético (PCB), que disponen de

conectores, buses, zócalos, y sobre la que se

montan los diversos componentes:

El microprocesador

La memoria principal (RAM)

Ranuras de expansión o slots donde se conectan periféricos (tarjetas de

video, de sonido, de red,...)

La bios, el chipset, controladores, etc.

88

Conectores

traseros

Slots de

expansión PCI, PCIe

Floppy Pila

Conectores

Extra (USB, Firewire,…)

Conectores

Panel Frontal

COMPONENTES

Conector

ATX 12V

Zócalo (CPU)

Ranuras de

memoria

Conector ATX

Puertos SATA

Chipset Intel G41 +

ICH 7

Puerto IDE

http://es.wikipedia.org/wiki/Placa_base

89

FACTOR DE

FORMA

¿Qué define?

­ El tamaño de la MOBO

­ Conector de la fuente de

alimentación (MOLEX 24 de

contactos + P2 de 4

contactos)

­ Apagado x software. ­ Wake ON Lan, modem, etc…

http://es.wikipedia.org/wiki/ATX

Tamaños ATX

ATX

Intel 1995

305 x 244 mm

µATX

(micro ATX)

244 × 244 mm

Mini­ATX

284 × 208 mm

Flex­ATX

229 × 191 mm

E­ATX

305 × 330 mm

91

1.1.1.ATX

Actualmente las más comunes del mercado

Mejor ventilación y menor maraña de cables.

Microprocesador cerca del ventilador de la

fuente de alimentación.

Los conectores de los discos cerca de los

extremos de la placa.

El estándar AC97 define el tipo, posición y

número de conectores incorporados en la

placa base.

92

FACTOR DE

FORMA

Placa ATX.

93

1.1.1. ATX

A primera vista la diferencia con AT está en los

conectores traseros.

La placa incorpora los conectores de teclado, ratón,

puertos serie, paralelo y USB

Según el modelo, incorpora también: monitor, altavoces, red, firewire

Teclado y ratón son del tipo PS2 (mini­DIM)

94

PANEL CONECTORES

TRASEROS ATX ¿Qué

son?

Conectores I/O externos.

VGA

USB

RJ­45

PS/2

USB

HDMI DVI

eSATA

AUDIO

95

Actividad

Indica qué se conecta en cada una de estos

conectores

96

La unidad central de procesamiento (CPU) también se denomina

microprocesador o simplemente el procesador. Es un circuito integrado

compuesto por millones de transistores.

¿Qué es?

CPU

¿Qué hace?

Su principal función es interpretar y ejecutar las instrucciones

contenidas en los programas y procesar los datos.

97

1. Microprocesadores

Es el cerebro del ordenador.

También conocido como micro.

Es un chip, un componente electrónico formado por

millones de transistores.

El microprocesador o CPU ejecuta instrucciones de

programas y se comunica con otros subsistemas

normalmente para controlar su funcionamiento.

Su función principal es coger instrucciones de la memoria y

ejecutarlas.

Suelen ser cuadrados o rectangulares.

Se colocan sobre el zócalo incrustado en la placa base.

98

FABRICANTES

Micro ARQUITECTURAS

NetBurst P6

Core

T

I E

M

INTEL Nehalem P

O

Principales Sandy Bridge

AMD

K7

K8

K10

T

I E

M

P

O

99

LGA

3.1. Zócalos para procesador.

+

N

u

e

v

o

1155

1156

1366

775

FM1

AM3+

AM3

AM2+

+

N

u

e

v

o

Zócalo

(Socket)

PGA­ZIF Zócalo

(Socket)

INTEL Fabricante AMD

CLASIFICACIÓN

105

El conector donde se inserta el microprocesador.

¿Qué es?

ZÓCALO

PROCESADOR

(SOCKET)

TIPOS

LGA

(Land Grid Array)

Usado actualmente x

Intel

ZIF

(Zero Inserction force)

Usado actualmente x AMD

106

9. Memoria  RAM (Ramdom Access Memory)

Almacena instrucciones y datos de manera temporal, necesarios

para realizar tareas.

Es uno de los componentes más importantes de los ordenadores

y su aumento en velocidad y capacidad ha permitido a los

ordenadores crecer en potencia de trabajo y rendimiento

Cuanto mayor es la velocidad mayor es el precio. La CPU ordena cargar datos del HD a la RAM y trabaja con los

datos de la RAM. Esquema de jerarquía de memoria en un computador

107

Random Access Memory

(Memoria de acceso aleatorio)

Formada por filas y columnas

(celdas de memoria)

¿Qué es?

¿Su función?

Almacenar información

RAM

¿Formato?

La controladora de Memoria , Ubicada en el chipset

o en la CPU. Marcará el tipo

de memoria a utilizar.

¿Quién la

gestiona?

Características

(Instrucciones + Datos)

Operaciones

Lectura -> recuperar. Escritura -> almacenar.

Módulos: PCBs

donde se integran los

chips de memoria

- Acceso aleatorio

- Volátil

- Rápida

Memoria Principal­ Elementos HW del PC 109

Diferencias físicas

¿El tamaño?

Los módulos DIMM de

tecnologías DDR, DDR2 y

DDR3, tienen el mismo

tamaño de conector, pero

cambia de posición la

muesca para que no

equivocarnos al conectarla.

En consecuencia Un conector de memoria solo puede albergar un

tipo de módulo.

119

3. Tarjetas

Placas cuyo tamaño van desde una tarjeta de

crédito a una tarjeta postal (aproximadamente), en

las que están incluidas circuitos impresos que

hacen posible la operación con distintos periféricos.

Pueden realizar distintas funciones:

Gráfica

Comunicación (red, modem, fax…)

Multimedia (sonido, sintonizadoras,...)

Controladoras de almacenamiento

Se insertan en los slot de expansión de la placa

base

¿Qué es?

Tarjeta Gráfica

1. Interpreta los datos que le llegan

del procesador, ordenándolos y

calculando el valor de cada píxel, lo

almacena en la memoria de video

para poder presentarlos en la

pantalla.

Tarjeta gráfica ­ Elementos HW del PC

Es el componente informático que

transmite al monitor la información

gráfica que debe presentar la

pantalla. Se implementa en un PCB.

¿Qué hace?

2. Desde la memoria de video, coge la

salida resultante del proceso anterior

(datos digitales) y la envía a los

conectores de salida, adaptándola en

cada caso según convenga.

121

Gama MEDIA

Chip gráfico Denominación AMD Radeon HD 6570 Frecuencia de bus 650 MHz Procesadores Stream 480 Modelo de Shader 5.0 Versión DirectX 11 Versión OpenGL 4.1

Memoria Capacidad 1024 MB instalados Tipo DDR3 Frecuencia 1800 MHz Interfaz de memoria 128 bits

123

3.2. Otras tarjetas

Tarjetas de sonido

Tienen dos funciones:

Entrada de grabación

Salida de reproducción.

Tarjetas de red

Permiten la comunicación con aparatos conectados

entre si y compartir recursos entre dos o más

computadoras (discos duros, CD­ROM, impresoras,

etc).

También denominadas se les llama NIC (por

network interface card; en español "tarjeta de

interfaz de red")

Ethernet WiFi Fibra Óptica

3.2. Tarjetas de Red

RJ45 (Ethernet) Varía el número de conectores RJ45

Tres velocidades

10 Mbps (en desuso)

100 Mbps

1000 Mbps (Gigabit)

Cable Par Trenzado

WiFi Comunicación Inalámbrica

Sin cables

Estándar 802.11

Subestándares a,b,g (en desuso)

802.11n (2007) Teóricamente hasta 600Mbps, actualmente alcanza 300Mbps y sólo estable hasta los

100Mbps

3.2. Tarjetas de Red

Fibra Óptica

Se usa sobretodo para redes de Almacenamiento

Se usan en servidores

Cuatro velocidades

10 Mbps (en desuso)

100 Mbps

1000 Mbps (Gigabit)

10 Gbps

Cable Fibra

Recurso

Introducción a la informática. Alberto Prieto, Antonio

Lloris, Juan Carlos Torres. McGraw­Hill

Sistema Informáticos monousuario y multiusuario.

Ra­ma

http://www.asciitable.com/

http://www.ldc.usb.ve/~rgonzalez/organizacion/lamin

as/Laminas_PuntoFlotante.pdf

http://platea.pntic.mec.es/~lgonzale/tic/binarios/logic

a.htm