La Computadora

Prof. Santiago Mena

La Computadora

Una computadora es una máquina universal, capaz deinterpretar una serie de operaciones elementales, relati-vas al tratamiento de la información y a la resoluciónde tareas.

La computadora u ordenador, no es un invento de alguienen particular, sino el resultado evolutivo de ideas yrealizaciones de muchas personas relacionadas con áreastales como la electrónica la mecánica, los materialessemiconductores, la lógica, el algebra y la programación.

La computadora

¿Qué sucede al iniciar la computadora?

Un circuito de control llamado BIOS (sistema basico deentrada y salida ) inicia la inspección del sistema.

El primer propósito del examen es detectar el correctofuncionamiento de todos los componente de lamaquina.

El segundo propósito es el de detectar y cargar elsistema operativo en la computadora si lo encuentradeposita un conjunto básico de instrucciones en lamemoria RAM para que desde alli el sistema operativocontinúe con el control de la computadora.

BIOSSi no encuentra el sistema operativo lanza un mensaje pidiendo que sea cargado desde un disco el sistema operativo

El sistema operativo coordina con los programas internos el control del pc utilizando la memoria RAM como lugar de operaciones copiando y borrando en la misma.

Todo el movimiento es dirigido por el cerebro de la computadora el Microprocesador vaciando la memoria para que esta quede libre para cargar otros programas.

BIOSDentro de este dispositivo se graba un programa depersonalización del PC llamado CMOS SETUP.Sin este dispositivo (el bios) la maquina quedaríainhabilitada para trabajar.El SETUP habilita la Mother Board de la PC para quepueda trabajar y comunicarse con el disco duro , lamemoria RAM , el CD ROM y todos loscomponentes que se conectan a esta tarjeta.losdatos dentro del BIOS se mantienen por una bateriade 3volt de corriente continua que permite que losdatos permanezcan inalterables.

Fallas del BIOSCuando el BIOS presenta fallas emite sonidos en formas

de pitidos por las siguientes causas.

1. Ningun pitido : No hay energia electrica.

2. Tonos cortos contantes :Placa madre o mother boarden corto circuito o defectuosa.

3. Tono largo:Memoria RAM con problemas mal puesta.

4. Un tono largo y dos cortos :Problemas en la tarjeta grafica

5. Dos tonos largo y uno corto: Problema de sicronizacion tarjeta grafica

6. Tres tonos cortos : Problemas de RAM

7. Cinco tonos cortos : Problemas en el procesador o tarjeta grafica pueden estar bloqueados.

La motherboard

Es la placa de circuitos más grande en los PC. Seubica en el fondo o espalda de los gabinetes de losPC. En ella se insertan el procesador, los módulosde memoria, las tarjetas de control y expansión, lascables de comunicación, unidades ópticas, discosduros y puertos de comunicación

http://www.intel.com/support/sp/siu.htm

http://www.amd.com/es/Pages/AMDHomePage.aspx

BUS de la computadora

Los buses. Son el conjunto de líneas o caminos por los cuales los datos fluyen internamente de una parte a otra de la computadora (CPU, disco duro, memoria). Puede decirse que en las computadoras modernas hay muchos buses, por ejemplo entre los puertos IDE y los drives, entre una placa Aceleradora de video y la memoria Ram, entre el modem y el Chipset, etc. Pero Los buses básicos son: a) el bus interno (bus de datos), o sea el que comunica los diferentes componentes con la CPU y la memoria RAM, formado por los hilos

conductores que vemos en el circuito impreso de la placa, y el bus de direcciones.

Buses actualesBUS PCI. Es el bus local estándar en las motherboards actuales. Son unos bloques de plástico blanco con una ranura en el centro en donde se insertan las placas que adicionan o mejoran funciones en los PCs.BUS AGP. Accelerated Graphics Port. Se trata de un busindependiente del bus general constituido por un slotespecífico para tarjetas gráficas.BUS USB. 1996. Universal serial bus sustituyo a los antiguospuertos com utilizados para todo tipo de comunicacion

VentajasVelocidades de trabajo hasta de 480 Mb/s (USB 2.0)

alimentación eléctrica para dispositivos con bajo consumo de energía ( alrededor de los 5 voltios) conexión y desconexión en "caliente" (sin apagar el equipo),permite utilizar cables de hasta 5m de longitud para dispositivos de alta velocidad

Buses actuales

BUSE-IDE. Enhanced Integrated Drive Electronics comunica elconector del dispositivo (disco duro, CD-ROM o grabadorde CD) con el conector o puerto IDE de la motherboard

Los puertosTodo punto de contacto entre la motherboard y un elemento externoa ella se considera un puerto. En sistemas es común confundir eltérmino puerto con bus. Es menester aclarar en aras del buen tratotécnico, que el puerto respecto del bus, es la TERMINACION delmismo, o dicho en otras palabras: el conector que le permite a undispositivo conectarse a un bus determinado

Los PuertosPuerto LPT1 o Puerto paralelo. utilizado para conectar diversos aparatos al PC

como impresoras, escáneres, PCs, unidades ópticas (CD-ROM) y modemsentre otros.

Puerto Serial. Es el punto de comunicación de una Interface de comunicaciónque transmite señales una por una a través de un conductor, o sea, un bittras otro se utiliza poco en mouses , ploters de corte el uso del usb lo hapuesto en desuso

Puerto USB. Es el sucesor de la interfaz serial, diseñado para permitir laconexión múltiple si es el caso, de varios aparatos al PC (utilizando hubUSB).

Puerto LAN o de red. Se lo conoce también como RJ-45 comúnmente usadapara conectar redes de cableado estructurado, (categorías 4, 5, 5e y 6). RJes un acrónimo inglés de Registered Jack que a su vez es parte del CódigoFederalde Regulaciones de Estados Unidos. Posee ocho "pines" oconexiones eléctricas.

Puerto PS/2. Es un conector DIN (Deutsches Institut fur Normunt connector)de 6 agujeros utilizados en el mouse ,teclados principalmente

Formatos de Mother Boards

Las tarjetas madre necesitan tener dimensiones compatibles con las cajas que las contienen, de manera que desde los primeros computadores personales se han establecido características mecánicas, llamadas factor de forma. Definen la distribución de diversos componentes y las dimensiones físicas, como por ejemplo el largo y ancho de la tarjeta, la posición de agujeros de sujeción y las características de los conectores.

Con los años, varias normas se fueron imponiendo:

XT: es el formato de la placa base del PC de IBM modelo 5160, lanzado en 1983. En este factor de forma se definió un tamaño exactamente igual al de una hoja de papel tamaño carta y un único conector externo para el teclado.

1984 AT 305 × 305 mm ( IBM) Baby AT: 216 × 330 mm

AT: uno de los formatos más grandes de toda la historia del PC (305 × 279–330 mm), definió un conector de potencia formado por dos partes. Fue usado de manera extensa de 1985 a 1995.

Formatos de Mother Boards

1995 ATX 305 × 244 mm (Intel) MicroATX: 244 × 244 mmFlexATX: 229 × 191 mmMiniATX: 284 × 208 mm

ATX: creado por un grupo liderado por Intel, en 1995 introdujo las conexiones exteriores en la forma de un panel I/O y definió un conector de 20 pines para la energía. Se usa en la actualidad en la forma de algunas variantes, que incluyen conectores de energía extra o reducciones en el tamaño.

2001 ITX 215 × 195 mm ( VIA) MiniITX: 170 × 170 mmNanoITX: 120 × 120 mmPicoITX: 100 × 72 mm

ITX: con rasgos procedentes de las especificaciones microATX y FlexATX de Intel, el diseño de VIA se centra en la integración en placa base del mayor número posible de componentes, además de la inclusión del hardware gráfico en el propio chipset del equipo, siendo innecesaria la instalación de una tarjeta gráfica en la ranura AGP.

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Formatos de Mother Boards

2005 [BTX] 325 × 267 mm (Intel) Micro bTX: 264 × 267 mmPicoBTX: 203 × 267 mmRegularBTX: 325 × 267 mm

BTX: retirada en muy poco tiempo por la falta de aceptación, resultó prácticamente incompatible con ATX, salvo en la fuente de alimentación. Fue creada para intentar solventar los problemas de ruido y refrigeración, como evolución de la ATX.

2007 DTX 248 × 203 mm ( AMD) Mini-DTX: 170 × 203 mmFull-DTX: 243 × 203 mm

DTX: destinadas a PCs de pequeño formato. Hacen uso de un conector de energía de 24 pines y de un conector adicional de 2x2.

El microprocesador central o CPU

El ProcesadorCPU es el acrónimo de Central processing unit = unidad central de

procesamiento, el chip maestro, el cerebro de una computadora. Setrata de una pastilla de silicio en donde se agrupan millones detransistores y cuya tecnología actualmente esta liderada por tresgrandes fabricantes: Intel, AMD e IBM-Apple (procesadoresPowerPC). Cuando se habla de él se habla del poder de un sistema

Como funciona el CPU

El CPU1. Una sección conocida como Interfaz con el bus, recibe los datos e instrucciones

codificadas, desde la memoria Ram. La memoria está conectada a la CPU a

través de los circuitos de la placa base (motherboard) conocidos como BUS.

Los datos llegan a la memoria a través de solicitudes del operador del sistema

(vía software, via teclado, via red, via puertos, etc.)..

2. Una unidad de control o área lógica (ALU= Arithmetic-logic Unit) coordina las

operaciones que se deben realizar para atender el pedido del operador

(visualización de texto, grafico, calculo, etc.).

3. Una subdivisión de la ALU, la AU (Arithmetic Unit) se encarga de atender las

operaciones matemáticas y calculo avanzado con operaciones de punto flotante

(función crítica en la presentación de gráficos e imágenes 3D).

4. Una sección de instrucciones (micro código) almacena en la Ram los códigos

correspondientes (soluciones) para atender las solicitudes de trabajo

existentes.

5. Cada vez que el procesador recibe una petición adicional de un dispositivo

(atiende una interrupción), se forma una 'pila' de tareas pendientes.

El CPU6. Las direcciones en la memoria se mueven a la velocidad que ella

permite ( 400MHz, 800MHz, etc.), cambiando permanentemente eldeposito de datos y reemplazándolos por los nuevos resultados asi:sean A, B la representación de 3 direcciones en la memoria. En A sealmacena el operando 4 y en B el operando 8. A la orden de multiplicarambos, el resultado 32, queda almacenado en A.

7. Un reloj interno marca el 'ritmo' de trabajo, estableciendo ciclos de relojpara que cada operación se ejecute.

8. Secciones especiales de memoria en el microprocesador conocidascomo Cache (nivel 1, nivel 2, etc.) guardan porciones de informaciónrecurrente para evitar los accesos a la memoria general (RAM) ydisminuir la perdida de tiempo.

9. Las velocidades internas en que ocurren las operaciones, dependen dela capacidad del microprocesador (cantidad de transistores), de su businterno (ancho de banda y velocidad de transmisión de los datos), de larapidez de ejecución del micro código que se asigna como soluciónpara cada situación que se presenta y del Software que el operadorutiliza en el PC.

10. Otras variables dependen del fabricante y modelo del Chip en cuestión.

EL PROCESADOR INTEL ATOM EL MAS PEQUEÑO DE INTEL

El procesador Intel® Atom™ permite una amplia gama de factores deformato de dispositivo, entre ellos teléfonos inteligentes,dispositivos portátiles, equipos tipo tablet, netbooks, PC básicas ymucho más; dispositivos que son un complemento ideal para su PC.Los procesadores Intel® Atom™, que le permiten tener acceso alcorreo electrónico, servicios de mensajería instantánea (IM) eInternet, también brindan una duración de batería prolongada paraque pueda permanecer conectado más tiempo mientras se traslada,y los procesadores pueden posibilitar diseños con más eficaciaenergética dado que cuentan con la microarquitectura Intel® Core™Hi-k de 45 nm de próxima generación. Además, los procesadoresIntel® Atom™ incluyen gráficos integrados, video y controladores dememoria incorporados directamente

Los ingenieros de Apple han diseñado el chip A4 paraser un procesador móvil superpotente, pero tambiénsupereficiente en su consumo. Gracias a ello, el iPhone 4puede ejecutar procesos complejos como la multitarea,edición de vídeo y llamadas FaceTime optimizando laduración de la batería.

IPHONE 4 DEL APPLE

AMD habla sobre Bulldozer y Bobcat

AMD ha ofrecido información sobre dos nuevosdiseños de núcleos de procesadores durantela conferencia Hot Chips que se celebra enCalifornia. Los núcleos, conocidos comoBulldozer y Bobcat se integrarán enprocesadores que AMD lanzará en 2011,además de en los chips de los próximos años.

La memoria RAMTradicionalmente se ha hablado de dos memorias principales existentesen las computadoras personales: la memoria ROM (Read Only Memory)y la memoria RAM (Random Acces Memory) . De la primera se ha dichoque es una área de almacenamiento permanente e 'inmodificable' o seade lectura solamente. Y de la segunda que es el área de trabajo real delPC. La ROM en realidad es una memoria programable hasta ciertopunto: permite personalizar mediante un subprograma almacenado enella (EL SETUP), las funciones del PC para adaptarlo a las diferentesclases de componentes con que se puede armar un PC. El BIOS que es elotro nombre genérico con que se conoce a la ROM tieneadicionalmente un conjunto de instrucciones que establecen uncomportamiento especifico entre los circuitos de la maquina y elsistemaoperativo. Estas instrucciones grabadas por el fabricante, se modifican oprograman solo mediante procedimientos avanzados: por software deactualización o con máquinas de reprogramación de Bios.

La memoria RAM

La RAM en cambio, es una AREA DE TRABAJO vacía.Un espacio que se crea a discreción del integrador deequipos para construir un PC con determinadoespacio (512 megabytes, 1 gigabyte, 2 gigabytes,etc.).Ello posible insertando MODULOS de memoriaen los bancos de memoria que poseen lasmotherboards o placas base.

Arquitectura de la memoria. Al igual que el microprocesador, la memoria esta formada internamente por componentes

electrónicos miniaturizados. En ella abundan los capacitores y circuitos flip-flop. Lasprimeras Ram trabajaban con circuitos que requerían refresco permanente (circulación deelectricidad) para no perder la información que se depositaba en ellas, por eso se les dio elnombre de DRAM (Dynamic Random Acces Memory). En la evolución lógica posterior, seimplementó el uso de circuitos flip-flop (circuitos transistorizados que luego de recibir unaseñal eléctrica, conservan la información sin refresco adicional). Estos dieron a la postre laaparición de las memorias caché (mas costosas y más rápidas) conocidas también comoSRAM (Static Random Acces Memory).

La Ram es un conjunto formado por millones de conmutadores que cambian su estadoconstantemente de abierto (0) a cerrado (1) para generar la logica binaria. Esos circuitosquedan sin energía eléctrica cuando se apaga la computadora lo que equivale a perdertoda la información depositada si no se traslada a un dispositivo de almacenamientopermanente como el disco duro, un CD, diskette o cinta magnética.

La velocidad con que los circuitos de la Ram permiten manipular los datos que se colocan enella se conoce como su velocidad de trabajo y se mide en MHz.

Clases de memoriaLa Ram común en PCs de escritorio es la tipo DDR y sus derivadas DDR2 y

DDR3.

La memoria DDR (DOUBLE DATA RATE SYNCHRONOUS DRAM o SDRAM). Esuna memoria cuya tecnología transmite al doble de la velocidad del busdel sistema. Se presenta en módulos con 184 contactos o pines. Adiferencia de la DIMM ( memoria anterior en tecnología) solo tiene unamuesca como guía para su instalación en los bancos de memoria.

A diferencia de la memoria SDRAM que soporta una sola operación dememoria (tal como una lectura o una escritura de memoria) por ciclo dereloj- la memoria DDR soporta dos operaciones de memoria por ciclo dereloj- y al hacer esto, proporciona un doble desempeño. Y dado queSDRAM solamente puede hacer una operación de datos por ciclo de reloj,se clasifica como una tecnología de una sola velocidad de datos encomparación con las transferencias duales de datos soportadas por DDR,por lo que esta recibe el nombre "Velocidad doble de datos" ("Velocidadde datos" se refiere a la velocidad efectiva de reloj para los datos).

Memorias DDR

Características claves de DDR2

Operación de 1.8 Volts, lo que reduce el consumo de energía enaproximadamente el 50 por ciento / Terminación de señal de memoria dentro delchip de la memoria para evitar errores de transmisión de señal reflejada /Mejoras operacionales para incrementar el desempeño, la eficiencia y losmárgenes de tiempo de la memoria / Latencias CAS: 3, 4 y 5 / velocidad de 533MHz / Tasa de transferencia desde 400 hasta 1024 MiB/s y capacidades de hasta2x2 GB.

Memorias DDR 3

Se prevé que la tecnología DDR 3 sea dos veces más rápida que la DDR 2, la memoria con mayor velocidad hoy en día, y la banda ancha que ofrece DDR 3 es la mejor para la combinación de un sistema dual y procesadores "quad core". El voltaje más bajo del DDR 3 (HyperX 1,7 V versus 1,8 V con DDR 2 y ValueRAM1,5 V versus 1.8v con DDR 2) ofrece una solución térmica más eficaz para los ordenadores actuales y para las futuras plataformas móviles y de servidor. Los módulos DDR3 de Kingston están disponibles en capacidades de entre 512 MiB y 1 GiB, así como mediante kits de memoria de 1 a 2 GB

La instalación de módulos de memoria Ram en un PC es unaoperación simple si se tiene en cuenta que los bancos dememoria tienen guías que se hacen coincidir con las muescas delos módulos cuando estos se insertan.

Banco de Memorias

El disco duroEl disco duro de un PC es un dispositivo que utiliza como medio

de grabación el magnetismo. Acorde con eso, las superficiesde los platos están cubiertos por una sustancia magnetizable(básicamente óxido de hierro). Los cabezales irradian conpulsos estas superficies para grabar mientras los platos giran aaltas velocidades

Tipos de conexión del disco duro a la placa madre

IDE: Integrated Device Electronics ("Dispositivo con electrónica integrada") o ATA(Advanced Technology Attachment), controla los dispositivos de almacenamientomasivo de datos, como los discos duros Hasta aproximadamente el 2004, elestándar principal por su versatilidad y asequibilidad. Son planos, anchos yalargados.

SCSI: Son interfaces preparadas para discos duros de gran capacidad dealmacenamiento y velocidad de rotación. Un controlador SCSI puede manejarhasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI)

SATA (Serial ATA): El más novedoso de los estándares de conexión, utiliza un bus seriepara la transmisión de datos Notablemente más rápido y eficiente que IDE. Existentres versiones, SATA 1 de hasta 1,5 Gigabits por segundo (hoy día descatalogado),SATA 2 de hasta 3 Gigabits por segundo de velocidad de transferencia, el másextendido en la actualidad; y por último SATA 3 de hasta 6 Gigabits por segundo elcual se está empezando a hacer hueco en el mercado. Físicamente es mucho máspequeño y cómodo que los IDE, además de permitir conexión en caliente

Tipos de conexión del disco duro a la placa madre

Conexión IDE1-Conecta a la placa madre para la transferencia de datos2-Alimentacion de la fuente eléctrica

Conexión SATA

1-Conecta a la placa madre para la transferencia de datos2-Alimentacion de la fuente eléctrica

Placa madre conexiones

Próxima Clase

• Continuamos con la fuente de poder CD ROM

• Que tener en cuenta para armara una PC de acuerdo a nuestros intereses