TEMA 37. BUSES Y CONECTORES DE DATOS

BUSES

Bus es una palabra inglesa que significa "transporte". En arquitectura de computadores, un bus puede conectar varios periféricos sobre el mismo conjunto de cables. Aplicada a la informática, se relaciona con la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistema en funcionamiento.

Un bus es un conjunto de conductores eléctricos en forma de pistas metálicas impresas sobre la tarjeta madre del computador, por donde circulan las señales con las que opera el Microprocesador.

Los primeros buses de computadoras eran literalmente buses eléctricos paralelos con múltiples conexiones. Hoy en día el término es usado para cualquier arreglo físico que tenga la misma funcionalidad lógica que un bus eléctrico paralelo. Los buses modernos pueden usar tanto en conexiones paralelas como en serie.

Hay tres clases de buses: El bus de control, el bus de datos y el de direcciones.

El bus de datos mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como el teclado, el ratón, etc.; de salida como la Impresora, el Monitor; y de Almacenamiento como el Disco Duro, el Disquete o la Memoria-Flash.

El bus de direcciones está vinculado al bloque de Control de la CPU para tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecución de los procesos.

El bus de control transporta señales de estado de las operaciones efectuadas por la CPU. El método utilizado por el ordenador para sincronizar las distintas operaciones es por medio de un reloj interno que posee el ordenador y facilita la sincronización y evita las colisiones de operaciones (unidad de control).

LISTA DE BUSES:

PCI. Un Peripheral Component Interconnect (PCI, "Interconexión de Componentes Periféricos") consiste en un bus de ordenador estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en ésta (los llamados "dispositivos planares" en la especificación PCI) o tarjetas de expansión que se ajustan en conectores. El bus PCI permite configuración dinámica de un dispositivo periférico. En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI y el BIOS interactúan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI.

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PCI EXPRESS. PCI-Express (anteriormente conocido por las siglas 3GIO, 3rd Generation I/O) 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. No es todavía suficientemente rápido para ser usado como bus de memoria. Es percibido como un estándar de las placas base para PC, especialmente en tarjetas gráficas.

AGP. Accelerated Graphics Port (AGP, Puerto de Gráficos Acelerado, en ocasiones llamado Advanced Graphics Port, Puerto de Gráficos Avanzado) es un puerto puesto que solo se puede conectar un dispositivo (es el conector marrón de la imagen y solo se puede conectar un dispositivo, ya que en las placas solo suele venir un conector AGP), mientras que en el bus se pueden conectar varios. Es desarrollado por Intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI.

AGP se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas, y debido a su arquitectura sólo puede haber una ranura. Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a un lado de las ranuras PCI.

A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparición de una nueva evolución conocida como PCI-Express, que proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda.

ISA. El Industry Standard Architecture (en inglés, Arquitectura Estándar Industrial), casi siempre abreviado ISA, es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980 para ser empleado en los IBM PCs.Salvo para usos industriales especializados, ya no se emplea ISA. Incluso cuando está presente, los fabricantes de sistemas protegen a los usuarios del término "bus ISA", refiriéndose en su lugar al "bus heredado". El bus LPC ha reemplazado a ISA en la conexión de dispositivos de Entrada/Salida en las modernas placas base. Aunque son físicamente bastante diferentes, LPC se presenta ante el software como ISA.

VESA. El bus VESA (Video Electronics Standards Association, la compañía que lo diseñó) es un tipo de bus de datos para ordenadores personales, utilizado sobre todo en equipos diseñados para el procesador Intel 80486. Permite conectar directamente la tarjeta gráfica al procesador. Este bus es compatible con el bus ISA pero mejora la respuesta gráfica, solucionando el problema de la insuficiencia de flujo de datos de su predecesor. Para ello su estructura consistía en

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una extensión del ISA de 16 bits. Las tarjetas de expansión de este tipo eran enormes lo que, junto a la aparición del bus PCI, mucho más rápido en velocidad de reloj, y con menor longitud y mayor versatilidad, hizo desaparecer al VESA, aunque sigue existiendo en algunos equipos antiguos.

MCA. El bus MCA (Micro Channel Architecture) es un bus creado por IBM con la intención de superar las limitaciones que presentaba el bus ISA.Este nuevo tipo de bus es de 32 bits y funciona con una frecuencia de reloj ligeramente más elevada, permitiendo una velocidad de transferencia máxima de 20 MB/s. Esta nueva estructura se comercializó con la gama PS/2.El gran problema de este bus es que no era compatible con los anteriores y necesitaba de tarjetas de expansión especialmente diseñadas para su estructura.

RANURA AMR. El audio/módem rise, también conocido como slot AMR2 o AMR3 es una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de audio (como tarjetas de sonido) o modems lanzada en 1998 y presente en placas de Intel Pentium III, Intel Pentium IV y AMD Athlon. Fue diseñada por Intel como una interfaz con los diversos chipsets para proporcionar funcionalidad analógica de Entrada/Salida permitiendo que esos componentes fueran reutilizados en placas posteriores sin tener que pasar por un nuevo proceso de certificación de la FCC (con los costes en tiempo y económicos que conlleva).

Esto tuvo poco éxito ya que fue lanzado en un momento en que la potencia de las máquinas no era la adecuada para soportar esta carga y el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows.

RANURA CNR. CNR (del inglés Communication and Networking Riser, Elevador de Comunicación y Red) es una ranura de expansión en la placa madre para dispositivos de comunicaciones como modems, tarjetas Lan o USB. Fue introducido en febrero de 2000 por Intel en sus placas para procesadores Pentium y se trataba de un diseño propietario por lo que no se extendió más allá de las placas que incluían los chipsets de Intel.

. Actualmente no se incluye en las placas.

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USB. El Universal Serial Bus (bus universal en serie) o Conductor Universal en Serie, abreviado comúnmente USB, es un puerto que sirve para conectar periféricos a una computadora. Fue creado en 1996 por siete empresas: IBM, Intel, Northern Telecom, Compaq, Microsoft, Digital Equipment Corporation y NEC.

El estándar incluye la transmisión de energía eléctrica al dispositivo conectado. Algunos dispositivos requieren una potencia mínima, así que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentación extra. La gran mayoría de los concentradores incluyen fuentes de alimentación que brindan energía a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energía que necesitan su propia fuente de alimentación. Los concentradores con fuente de alimentación pueden proporcionarle corriente eléctrica a otros dispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexión (dentro de ciertos límites).

El diseño del USB tenía en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadas para poner en los puertos bus ISA o PCI, y mejorar las capacidades plug-and-play permitiendo a esos dispositivos ser conectados o desconectados al sistema sin necesidad de reiniciar.

El USB puede conectar los periféricos como ratones, teclados, escáneres, cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores multimedia, impresoras, discos duros externos, tarjetas de sonido, sistemas de adquisición de datos y componentes de red. Para dispositivos multimedia como escáneres y cámaras digitales, el USB se ha convertido en el método estándar de conexión. Para impresoras, el USB ha crecido tanto en popularidad que ha desplazado a un segundo plano a los puertos paralelos porque el USB hace mucho más sencillo el poder agregar más de una impresora a una computadora personal.

FIREWIRE. El IEEE 1394 (conocido como FireWire por Apple Inc. y como i.Link por Sony) es un estándar multiplataforma para entrada/salida de datos en serie a gran velocidad. Suele utilizarse para la interconexión de dispositivos digitales como cámaras digitales y videocámaras a computadoras.Características principales:

Elevada velocidad de transferencia de información.

Flexibilidad de la conexión. Capacidad de conectar un máximo de 63

dispositivos. Su velocidad hace que sea la interfaz más utilizada para audio y vídeo digital. Así, se usa mucho en cámaras de vídeo, discos duros, impresoras, reproductores de vídeo digital, sistemas domésticos para el ocio, sintetizadores de música y escáneres.

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PATA O IDE. Controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM.En el sistema IDE el controlador del dispositivo se encuentra integrado en la electrónica del dispositivo.Con la aparición del bus PCI, las controladoras IDE casi siempre están incluidas en la placa baseSuele presentarse como dos conectores para dos dispositivos cada uno. De los dos discos duros, uno tiene que estar como esclavo y el otro como maestro para que la controladora sepa de qué dispositivo mandar/recibir los datos. La configuración se realiza mediante jumpers.Este diseño (dos dispositivos a un bus) tiene el inconveniente de que mientras se accede a un dispositivo el otro dispositivo del mismo conector IDE no se puede usar.

SATA. Serial ATA o S-ATA (acrónimo de Serial Advanced Technology Attachment) es una interfaz de transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de almacenamiento, como puede ser el disco duro, u otros dispositivos de altas prestaciones que están siendo todavía desarrollados. Serial ATA sustituye a la tradicional Parallel ATA o P-ATA.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

Ventajas: Velocidades de transferencias de datos más

rápidas. Más ancho de banda. Más potencial para los aumentos de velocidad

en generaciones futuras. Mejor integridad de los datos gracias al nuevo set de comandos avanzado. Cables más compactos que facilitan la ventilación interna de los ordenadores. Longitud máxima del cable de hasta 2 metros. Diseño de conector que permite HotPlug. Reducción de pineado que permite la escalabilidad RAID. Compatibilidad software y drivers existentes de Parallel ATA.

Inconvenientes:● En los discos SATA, de primera generación, el índice de dispositivos con fallo es

del 20%

SCSI. SCSI, acrónimo inglés Small Computers System Interface (Sistema de Interfaz para Pequeñas Computadoras), es un interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos del bus de la computadora. Se pronuncia escasi.

Para montar un dispositivo SCSI en un ordenador es necesario que tanto el dispositivo como la placa madre dispongan de un controlador SCSI

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Se utiliza habitualmente en los discos duros y los dispositivos de almacenamiento sobre cintas, pero también interconecta una amplia gama de dispositivos, incluyendo scanners, unidades CD-ROM, grabadoras de CD, y unidades DVD. De hecho, el estándar SCSI entero promueve la independencia de dispositivos, lo que significa que teóricamente cualquier cosa puede ser hecha SCSI

SAS. Serial Attached SCSI o SAS, es una interfaz de transferencia de datos en serie, sucesor del SCSI (Small Computer System Interface) paralelo, aunque sigue utilizando comandos SCSI para interaccionar con los dispositivos SAS. Aumenta la velocidad y permite la conexión y desconexión en caliente.

Una de las principales características es que aumenta la velocidad de transferencia al aumentar el número de dispositivos conectados, es decir, puede gestionar una tasa de transferencia constante para cada dispositivo conectado, además de terminar con la limitación de 16 dispositivos existente en SCSI, es por ello que se vaticina que la tecnología SAS irá reemplazando a su predecesora SCSI.

Además, el conector es el mismo que en el interfaz SATA y permite utilizar estos discos duros, para aplicaciones con menos necesidad de velocidad, ahorrando costos. Por lo tanto, los discos SATA pueden ser utilizados por controladoras SAS pero no a la inversa, una controladora SATA no reconoce discos SAS.

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PRACTICA 11

1. Escribe 5 frases que contengan la palabra sincronizar (o derivados).

2. ¿Para qué crees que los ordenadores tienen reloj? (no es el de Windows), Explícalo.

3. ¿Qué es un estándar? (ejemplo. Estándar de comunicación)

4. Busca el significado de cuello de botella. (Aplicado al ámbito informático)

5. ¿Qué es un bus? ¿Para que lo utilizamos?

6. ¿Cuántos tipos de buses hay?

7. ¿En qué se diferencia un bus de un puerto?

8. ¿Si tuviéramos que conectar un disco duro a un ordenador por medio de que bus o buses lo podríamos hacer?

9. ¿Para que fue empleado en mayor medida el bus ISA?

10. ¿Por qué la ranura CNR no tuvo éxito?

11. ¿Se puede acceder a 2 dispositivos conectados a un mismo bus IDE a la vez?

12. ¿Qué quiere decir hot-plug?

13. ¿Qué bus nos permite, si fuera preciso, hacer un cambio de discos hot-plug?

14. ¿Qué bus podrá sustituir al SCSI?

15. ¿Cuáles son las ventajas de los buses SATA?

16. ¿En qué dispositivos podemos encontrar jumpers?

17. ¿Para qué nos sirven los jumpers?

18. ¿Con qué bus es indispensable configurar los dispositivos como maestros o esclavos? ¿Por qué?

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19. Busca las siguientes palabras en la sopa de letras:

1. DATOS

2. USB

3. BUS

4. SCSI

5. HOTPLUG

6. PATA

7. SATA

8. PCI

9. FIREWIRE

10. IDE

S O T A D U W Q S

H E Z L S T R O C

O I R B U S E V S

T D Y I F S M I I

P A T A W B D A T

U X L T N E K I P

L B S A D I R O R

G E Q S F H U I W

A Z C V P C I U F

20. Desmonta tu ordenador y localiza todos los buses que tenga de los que se han citado en el tema. Apúntalos. Si hay algún dispositivo conectado al bus, desconéctalo y vuélvelo a conectar.

21. Localiza en tu ordenador en que dispositivos de los que tienes instalados existen jumpers y comprueba en que posición se encuentran (maestro, esclavo o cable select) y apúntalos. Cierra el ordenador y comprueba que todo funciona de manera correcta.

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