UNID-01-Guía. 1- Arquitectura Básica de un PC (1).pptx
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rquitectura Básicae un Sistema Informático
Versión 2013Preparado por: Christian Lazcano C.
UNIDAD 1Instalación y Manejo básico de Sistemas Operativos de interfaz GUI en
entorno mono-usuario y configuración de sus unidades de almacenamiento.
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Objetivos
Aprendizajes Esperados:
Reconocer que es un Sistema Informático.
Identificar los componentes principales internos de un PC, CPU, Chipset, Buses de
Comunicación de datos.
Reconocer la función de los componentes y dispositivos de un Sistema Informático.
Describir cómo funciona el procesamiento de información basada en la arquitectura
de Von Neumann.
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Cómo funciona un PC
• Las cuatro etapas en una computadora:
– Input/Entrada: Es el proceso de ingreso de datos en la computadora
– Procesamiento: En esta etapa se manipulan los datos
– Output/Salida: Es resultado del procesamiento
– Almacenamiento: Consiste en el mecanismo de almacenamiento para uso posterior de los datos
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Arquitectura de un computador
• Como hemos visto, la arquitectura general de uncomputador consta básicamente de 3 partes:
– CPU
– Memoria
– Dispositivos de entrada/salida
• Esta arquitectura fue propuesta por John Von Neumannen 1945, y hoy en día la mayoría de los computadoresestán basados en ella
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Arquitectura de Von Neumann
CPUEn un microprocesador podemos diferenciar diversas partes:
Puerto de E/SMemoria cacheCoprocesador matemáticoRegistrosMemoria
Puertos
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a e vonNeumann
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Arquitectura de Von
NeumannEstructura y funcionamiento:
El microprocesador ejecuta
instrucciones almacenadas como
números binarios organizados
secuencialmente en la memoria
principal. La ejecución de las
instrucciones se puede realizar
en varias fases. Cada una de
estas fases se realiza en uno o
varios ciclos de CPU,
dependiendo de la estructura del
procesador, y concretamente de
su grado de segmentación . La
duración de estos ciclos viene
determinada por la frecuencia de
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Placas madre y BIOS• Es la principal placa
de circuito en el PC eincluye; – Procesador – Memoria – Ranuras de
expansión – Buses – BIOS (Basic
Input/Output System )
– Realiza el power-on self test (POST)
– CMOS RAM – Almacena parámetros
de configuración: tipo ycantidad de discos,cantidad de memoria,DRAM, Etc.
– Es actualizable – Susceptible de ser
modificada por los virus
CMOS: Las computadoras personales tambiéncontienen una pequeña cantidad de bateríatipo CMOS para memorizar la fecha, hora yalgunas configuraciones del sistema (laconfiguración de la BIOS).
(Basic Input/Output System - Sistema básico deentrada/salida de datos). Programa que reside en lamemoria EPROM (Ver Memoria BIOS no-volátil ). Es unprograma tipo firmware . La BIOS es una parte esencialdel hardware que es totalmente configurable y esdonde se controlan los procesos del flujo deinformación en el bus del ordenador, entre elsistema operativo y los demás periféricos . Tambiénincluye la configuración de aspectos importantísimosde la máquina.
Se accede a la BIOS ingresando la tecla Suprimir(DEL), ESC u otra tecla, indicada en la primer pantallaque aparece cuando se enciende una PC.
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http://slidepdf.com/reader/full/unid-01-guia-1-arquitectura-basica-de-un-pc-1pptx 9/35Mitchell Ferrand Marcone
Unidad Central de Proceso (CPU)
1.- Procesador1.1.- Unidad de Control
1. Contador de Programa (CP)2. Registro de Instrucción (RI)3 .Decodificador4. Reloj (R)5. Secuenciador (S)
1.2.- Unidad Aritmético Lógica
2.- Memoria Central (RAM - ROM)
Recuerde la CPU como:
La CPU hará el papel de cerebro: atender las solicitudes, mandar y hacer controlar la ejecución.
Arquitectura
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>>Diferencia entre Memoria y Almacenamiento
>>Bancos de Memoria• Varían de un PC a otro• La CPU determina el Nº de memoria de un banco
Memorias
>>SIMM
>>DIMM
>>DDR ( Double Data Rate)
Utilizados en BUS de memorias de 64 Bit
Verificación de la integridad de los datos en la memoria
1.-Paridad
2.-Error Corrección Code (ECC)
Arquitectura
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>>RAM ( Random Access Memory )
Características• Acceso aleatorio• No depende de ubicación física de la celda• Llamada Memoria temporal o de lectura y escritura• Se ejecutan los programas de los usuarios y datos necesarios
Recuerde la RAM como:
La memoria de Escritura/Lectura donde se cargan datos y programas
Arquitectura
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>>ROM ( Read Only Memory )
Características• De solo Lectura• No volátil (los datos no desaparecen)• Mantiene información vital para funcionamiento del sistema
Tareas que realizaGestión del proceso de arranque
Chequeo inicial del sistema
Carga del S.O
Recuerde la ROM como: La memoria “metida” físicamente en Hardware FIRMWARE
Arquitectura
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>>Memoria Caché
Características• Utilizada antes en equipos grandes• Actúa de Intermedio entre la Unidad de Control de la CPU, y la Memoria
Central • Almacena datos e instrucciones pudiendo utilizarse muchas veces
Arquitectura
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Arquitectura CPUUnidad de ejecución (o
unidad de procesamiento), que
cumple las tareas que le
asigna la unidad de
instrucción. La unidad de
ejecución se compone de lossiguientes elementos:
La unidad aritmética lógica
(se escribe ALU); sirve para la
ejecución de cálculos
aritméticos básicos y funcioneslógicas (Y, O, O EXCLUSIVO,
etc.);
La unidad de punto flotante
(se escribe FPU), que ejecuta
cálculos complejos parcialesque la unidad aritmética lógica
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Arquitectura CPU
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Arquitectura CPU
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Chrome OS parece estar definitivamente cerca de llegar al mercado, a pesar de tener ya
varios años de vida en forma de proyecto. Así lo atestiguan un par de modelos de Acer y
Samsung con apariencia de ultraportátil.
Para los que no busquen portabilidad también existirán ordenadores de sobremesacon Chrome OS . Si bien es cierto que por ahora no hay grandes fabricantes que hayan
anunciado sus respectivos productos, el proyecto Chromium PC de Xi3 es interesante:
permitirá tener un pequeño ordenador construido a base de módulos y donde la
escalabilidad es la gran protagonista, pues permitirá mejorar las prestaciones con tan sólo
añadir un nuevo módulo hardware. La idea modular es propia de Xi3.
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Relación entre BIOS y CMOS
El BIOS contiene un pequeño Programa usado para:
Chequear el estado vital del HW y encontrar al sistema operativo
Luego pasa el control del HW al Sistema OperativoEl CMOS almacena los datos cambiantes que usa el BIOS
La hora del sistema
Configuración de Discos
Características generales de configuración
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• Proporcionan el soporte para loscomponentes de un Sistema Computador.
• Definen las características del SistemaComputador.
• Son la manifestación del concepto dePlataforma (Intel – Guia del Diseñador de
Sistemas PC):• PC – WorkStation – Mobile
Placas madre y BIOS
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CMOS SetupAmerican Megatrends (AMI), Award software, y Phoenix
Technologies son los 3 más populares fabricantes.
Es un servicio que tercerizan a estas empresas
Este programa puede accederse cuando el sistema bootea,pero hay varias formas de hacerlo
Supr
F2
F11
F12
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Mantenimiento del CMOS
Causas comunes de perdida de CMOS:
Batería
Polvo
Fuente de poder mal
Cortos
Problemas de chip
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Bateria
Para que datos del CMOS pueden ser almacenados, se requiere
de energía mientras la pc está apagada.
La energía es provista por una batería en el motherboard CR-
2032
Se pueden montar de 3 formas:
Batería Externa (Obsoleto actualmente)
Batería Onboard
Batería Built-In (integrada deltro del chip)
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Pistas de batería baja
Reloj de Windows se atrasa
Se pierde la configuración CMOS
almacenada cada vez que se
apaga el PC
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Conjunto de Chips
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Chipset
El juego de chips de una placa, o chipset, es
posiblemente su componente integrado más
importante, ya que controla el modo deoperación de la placa e integra todas sus
funciones, por lo que podemos decir que
determina el rendimiento y características de
la misma.
Determina lo que puede hacer el ordenador,
desde el soporte para varias CPU, hasta la
velocidad del bus o el tipo de memoria que
se puede utilizar.
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El Chipset
Es el encargado de comunicar
entre sí a todos los componentes
de la placa, y los periféricos. Una
placa puede disponer de zócalos
DIMM, pero si el chipset incluidono los soporta, no podrán
utilizarse.
Intel fabrica los modelos oficiales
para sus procesadores, aunqueotras marcas como VIA, ASUS o
ALI fabrican clónicos a un precio
más reducido.
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ChipsetEs una colección de chips
NorthbridgeManeja los componentes de alta velocidad
Controlador de memoria
Microprocesador
Slot AGP
Video Integrado
Buses alta velocidad (Alto flujo de datos) PCI-E, USB 3.0
SouthBridge
Maneja los componentes de menor velocidadIDE
Puerto Paralelo / Serial
USB
PCI
LAN
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ChipSet: Velocidad delprocesador
• Los procesadores de la misma generación se fabrican bajo diferentesmodelos que varían en velocidad. Los chipsets se adaptan al rango develocidades del momento.
• Cuando ese rango de velocidades y mejoras tecnológicas se vesuperado aparece una nueva generación de chipset.
• Conceptos:
– FSB: se denomina así al bus local del procesador: Front Side Bus
– BSB: se denomina, cuando lo hay, a un bus particular entre elprocesador y la cache L2
– CPU multiplier: Establece por cuanto se multiplicará la velocidad delFSB para determinar la velocidad interna del procesador
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ChipSet: Velocidad delprocesador:FSB
• Las velocidades “físicas” van desde 66MHz (6º gen)hasta 400MHz o más, pero por medio de técnicas, el traspasode datos puede doblar o cuadruplicar esa velocidad. – Double Pumped 2 transferencias por ciclo – Quad Pumped 4 transferencias por ciclo
• La placa puede proporcionar la opción de configurar lavelocidad de FSB. Esto puede condicionar en algunos chipset lavelocidad del PCI, del BSB, y del propio procesador a partir del CPUmultiplier.
– Synchronous motherboard La velocidad del bus PCI estarelacionada con la del FSB por un factor de división. – Asynchronous motherboard Mantiene ambas velocidades
diferenciadas. La velocidad del bus PCI se mantiene a 33Mhz o66MHz
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ChipSet: Velocidad delprocesador:CPU multiplier
• Establecida la FSB speed, se puede definir unvalor por el cual multplicarla para obtener lavelocidad interna del procesador.
• Los valores van desde 3.0x hasta 10.0x y semultiplica por la velocidad real del bus.
• La placa puede permitir configurar este valor, locual permitiría adaptarse a varios modelos de
procesador o bien la propia cpu instaladadetermina, por auto identificación, el valor demultplicación sin posibilidad de intervención delusuario.
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CHIPSET Y BUSES DE COMUNICACION
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Bus PCI
disco
disco
disco
disco
Monitor
Tarjeta gráfica Controladora SCSI
Procesador
Puente memoria/controlador
Caché
Memoria
disco disco
Controladora de disco IDE
disco discoBus de expansión
Interfaz del bus de expansión Teclado
Puerto paralelo Puerto serie
Hardware de E/S