arquitectura

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“Año del Centenario del Nacimiento de José María Arguedas” UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN ENRIQUE GUZMÁN Y VALLE “ALMA MATER DEL MAGISTERIO NACIONAL” FACULTAD DE CIENCIAS MONOGRÁFIA: ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR Para Optar el Título Profesional de Licenciado en Educación Especialidad: Matemática e Informática Presentado por la Bachiller: PETRONILA NATIVIDAD TORRES FLORES La Cantuta - Chosica 1

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Page 1: Arquitectura

“Año del Centenario del Nacimiento de José María Arguedas”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN

ENRIQUE GUZMÁN Y VALLE“ALMA MATER DEL MAGISTERIO NACIONAL”

FACULTAD DE CIENCIAS

MONOGRÁFIA:

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

Para Optar el Título Profesional de Licenciado en

Educación

Especialidad: Matemática e Informática

Presentado por la Bachiller:

PETRONILA NATIVIDAD TORRES FLORES

La Cantuta - Chosica

Noviembre del 2011

1

Page 2: Arquitectura

2

Dedicado a:

Mis queridos padres por su dedicación y

apoyo en mi formación profesional.

Page 3: Arquitectura

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN 6

CAPITULO I

ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR Y HARDWARE. 7

1.1 La Computadora.........................................................................................................7

1.2 Arquitectura del Computador......................................................................................8

1.3 Computadora Von Newmann......................................................................................9

1.4 Arquitectura Harvard.................................................................................................11

1.5 Arquitectura Clásica..................................................................................................11

1.6 Otras Arquitecturas Modernas..................................................................................12

CAPITULO II RESEÑA HISTÓRICA DEL COMPUTADOR 13

2. 1 La máquina calculadora del SCHICARD (1623).......................................................18

2. 2 La Pascalina (1642)..................................................................................................18

2. 3 La Primera Computadora (1939)................................¡Error! Marcador no definido.

2. 4 La MARK I (1944).....................................................................................................19

2. 5 Se construye la ENIAC (1947)..................................................................................19

2. 6 Nacen los transistores (1948)...................................................................................20

2. 7 La UNIVAC (1951)....................................................................................................20

2. 8 Computadores usan transistores (1958)...................................................................21

2. 9 Aparecen los circuitos integrados (1960 – 1970).....................................................21

2. 10 Desarrollo del microprocesador (1971)....................................................................22

2. 11 Nuevas Tecnologías (1980- hoy )............................................................................22

2. 12 Hacia 1985...............................................................................................................22

2. 13 Por los años del 2005..............................................................................................22

CAPITULO III COMPONENTES BASICOS DE UNA PC 24

3. 1 Computadora............................................................................................................24

3. 2 Los Periféricos..........................................................¡Error! Marcador no definido.5

3

Page 4: Arquitectura

3. 2. 1 MONITOR O PANTALLA.............................................................................25

3. 2. 2 TECLADO....................................................................................................26

3. 2. 3 MOUSE O RATÓN.......................................................................................27

3. 2. 4 CHASIS O CARCASA...................................................................................28

3. 2. 5 LA IMPRESORA.............................................................................................28

3. 2. 6 EL ESCANER...............................................................................................289

3. 3 Dispositivos Internos.................................................................................................29

3. 3. 1. Fuente de alimentación................................................................................30

3. 3. 2 Mainbord o Placa Base (o Placa Madre).....................................................31

3. 3. 3 Pila...............................................................................................................35

3. 3. 4 La Bios.........................................................................................................36

3. 3. 5 Chipset De Control......................................................................................36

3. 4 Zocalos de Microprocesador.....................................................................................36

3. 4. 1 El socket........................................................................................................42

3. 4. 2 Tipos de zócalos de microprocesador INTEL...............................................42

3. 4. 3 Tipos de zócalos de microprocesador AMD.................................................41

3. 5 El Microprocesador...................................................................................................42

3. 5. 1 Tipos de procesador.....................................................................................42

3. 5. 2 Características..............................................................................................42

3. 5. 3 Velocidad o frecuencia.................................................................................43

3. 5. 4 Memoria cache............................................................................................43

3. 5. 5 Voltaje / Potencia.........................................................................................43

3. 5. 6 Temperatura Máxima...................................................................................44

3. 5. 7 Bus de Datos...............................................................................................44

3. 6 Evolucion de Microprocesadores.............................................................................46

3. 6. 1 Tipos de microprocesadores INTEL.............................................................46

3. 6. 2 Tipos de Microprocesadores AMD..............................................................555

3. 6. 3 Tipos de BUSES.........................................................................................557

3. 6. 4 Memoria RAM.............................................................................................558

3. 6. 5 Ranuras para Memoria RAM......................................................................558

3. 7 Tarjetas Graficas.......................................................................................................61

3. 8 Controladores...........................................................................................................64

CAPITULO IV DIPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO 655

4.1 Unidades de Disco..................................................................................................655

4. 2 Discos Duros (HDD)...............................................................................................655

4

Page 5: Arquitectura

4. 3 Controladores de Disco Duro..................................................................................677

4. 4 Tipos de lectoras y CD R y CD RW.......................................................................699

4. 4. 1 Lector de CD’s............................................................................................699

4. 4. 2 CD-RW.......................................................................................................699

4. 4. 3 DVD...........................................................................................................699

4. 4. 4 USB..........................................................................................................7070

4. 5 Accesorios............................................................................................................7470

4. 5. 1 Escáner....................................................................................................7070

4. 5. 2 Impresora...................................................................................................722

4. 5. 3 Joystick........................................................................................................73

4. 5. 4 Camara DIGITAL.........................................................................................73

4. 5. 5 Filmadora DIGITAL....................................................................................732

4. 5. 6 Parlantes......................................................................................................74

4. 6 Puertos de comunicacion........................................................................................744

4. 7 Conexión del ventilador del procesador disipador cable........................................788

4.8 Conexión a cabezales internos.................................................................................79

4.9 Unidades de medicion del almacenamiento de datos............................................799

APLICACIÓN DIDÁCTICA 81

SÍNTESIS 90

APRECIACIÓN CRÍTICA Y SUGERENCIAS 91

BIBLIOGRAFÍA 92

ANEXOS 94

5

Page 6: Arquitectura

INTRODUCCION

En la actualidad las computadoras son de uso cotidiano, esto obedece al nivel de avance

tecnológico alcanzado en esta ciencia, gracias a lo cual se ha posibilitado que se pueda

acceder a éstas a un mínimo costo, en virtud de que se ha reducido significativamente su

volumen. Razón por la cual, encontramos ahora máquinas procesadoras de textos donde

vamos. Es por lo tanto pertinente conocer su funcionamiento. He aquí lo oportuno que

resulta este trabajo monográfico, en el cual se presenta la arquitectura del computador,

en los siguientes capítulos se detalla cada una de las unidades lógicas que la

constituyen, así también se pasa ha mencionar las funciones específicas que ellas

realizan y, por último, se indica la manera de cómo interactúan entre ellas.

Las computadoras funcionan desde un periférico de entrada, (teclado, mouse, scanner,

cámara digital y otros.) en el cual se han de introducir la información pertinente. Estas pasan a

guardarse en sus correspondientes memorias y se incorporan a la unidad central donde se

procesan. El resultado de este proceso se envía a los periféricos de salida, (monitor o pantalla,

impresora, filmadora, plotter, etc.) en donde se da salida a los datos.

La monografía se encuentra dividida en cuatro capítulos, que incluyen conceptos, evolución y

las partes que constituyen un procesador.

Podemos dar una definición inicial de lo que es la arquitectura de la computadora, puede

muy bien decirse que es el estudio de la composición de las partes de una computadora,

6

Page 7: Arquitectura

la manera en que éste funciona y el diseño. En concreto estaremos tratando aspectos

relativos al hardware y software.

Un computador es un mecanismo electrónico que ejecuta programas que están

formados por instrucciones, estos se ponen en funcionamiento al ejecutar los comandos

pertinentes después de recibir una información del caso. El resultado de ejecutarlas es

la concreción de un cálculo numérico o bien el procesamiento de una información de tipo

literal.

Esperamos que el presente trabajo aporte de alguna forma conocimientos sobre la

materia que se viene tratando.

CAPITULO I

ARQUITECTURA DE LA COMPUTADORA Y EL HARDWARE

1. 1LA COMPUTADORA

Básicamente, un computador o computadora

es un mecanismo electrónico que incluye un

procesador, varias memorias y algunos

dispositivos de entrada/salida (E/S). La

computadora frente a otros dispositivos

similares, como la calculadora, es que con el

primero se pueden realizar un sinnúmero de

tareas utilizando los comandos apropiados

utilizando los programas insumados en la

memoria para que ellos sean ejecutados por el

procesador.

7

Page 8: Arquitectura

La creación de la computadora busca minimizar esfuerzos, optimizando procesos y con

ello ganando tiempo, un factor muy importante en una vida tan agitada como la actual.

Los periféricos nos permiten intercambiar información con el exterior. Las computadoras

utilizan programas informáticos denominados sistemas operativos. Estos son

diseñado, construido y probado para gestionar los recursos de la computadora: memoria,

dispositivos de E/S, dispositivos de almacenamiento (discos duros, unidades de DVD y

CD).

Las computadoras son dispositivos usados para procesar información de acuerdo con un

protocolo. Esta definición solo incluye dispositivos con usos específicos que sólo pueden

realizar una función o un número determinado de funciones.

Las computadoras modernas se distinguen de sus predecesoras porque cuentan con una

programación adecuada. En la actualidad, cualquier computadora puede emular el

funcionamiento de otra, salvo que cuente con la misma capacidad de almacenamiento de

datos e igual velocidad.

Es así que con cualquier máquina de estas mismas características, se debe poder emular

el funcionamiento de una máquina de Turing universal. Las máquinas que cumplan con

esta definición son homologables a la máquina de Turing. Aunque inicialmente el

procesamiento de la información guardaba relación con problemas aritméticos,

actualmente las computadoras son usadas para tareas que no tienen relación con las

matemáticas. Es el caso de muchos aparatos de uso doméstico que presentan circuitos

homologables a la máquina de Turing.

Razón por lo cual el concepto de computadoras se ha restringido a las máquinas

dedicadas al procesamiento de información y que se adapten a una serie de tareas sin

que haya por medio ninguna modificación física, excluyendo a aquellos que forman parte

de un sistema como los teléfonos, microondas o aviones. Existen tres tipos de

computadoras que cumplen con esto: las computadoras centrales, las minicomputadoras

y las computadoras personales.

1. 2ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

8

Page 9: Arquitectura

GRAFICO: Una visión típica de una arquitectura de computadora como una serie de capas de abstracción: hardware, firmware, ensamblador, kernel, sistema operativo y aplicaciones.

El concepto de arquitectura es el diseño conceptual y la estructura operacional

fundamental de un sistema de computadora. Es decir, representa un modelo y una

descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias

partes de una computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de

proceso o CPU trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria. También

suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes del

hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad,

rendimiento y costo.

De esta forma, la arquitectura de una computadora explica la situación de sus

componentes y permite determinar las posibilidades de que un sistema informático de

acuerdo a una determinada configuración afín de que esté en posibilidad de realizar

operaciones para la cual fue programada.

El computador recibe y envía la información a través de los periféricos por medio de los

canales. La CPU es la encargada de procesar la información que le llega al computador.

El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y la CPU. Todas

aquellas unidades de un sistema exceptuando la CPU se denominan periféricos, por lo

que el computador tiene dos partes bien diferenciadas, que son: la CPU (encargada de

ejecutar programas y que está compuesta por la memoria principal, la UAL y la UC) y los

periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).

9

Page 10: Arquitectura

1. 3Computadora Von Newmann

LA ARQUITECTURA VON NEWMANN se refiere a

la familia de arquitecturas de computadoras que

utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento

tanto para las instrucciones como para los datos (a

diferencia de la arquitectura Harvard).

Este término fue acuñado por el conocido

matemático John Von Newmann, en un

documento First Draft of a Report on the EDVAC,

fechado el 30 de junio de 1945. En el cual

propuso el concepto de programa almacenado.

Dicho documento fue redactado en vistas a la construcción del sucesor de la

computadora ENIAC, y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert, John Mauchly,

Arthur Burks, y otros durante varios meses antes de que Von Newmann redactara el

borrador del informe.

En la actualidad las computadoras que siguen el diseño de la arquitectura Von Newmann

incluyen las siguientes partes:

La unidad aritmético-lógica o ALU, la unidad de control, la memoria, un dispositivo de

entrada/salida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datos

entre las distintas partes.

10

Page 11: Arquitectura

Un computador con arquitectura Von Newmann realiza o emula los siguientes pasos

secuencialmente:

1) Obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el

contador de programa y la guarda en el registro de instrucción.

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la

siguiente.

3) Descodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de

coordinar el resto de componentes del computador para realizar una función

determinada.

4) Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa,

permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se

cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el computador pueda 'tomar

decisiones', que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética

y lógica anteriores.

5) Vuelve al paso N° 1

1. 4Arquitectura Harvard

En la arquitectura Harvard se propone que el programa esté totalmente separado de los

datos con los que trabaja: es decir, el programa en una memoria, y los datos en otra

memoria independiente. La arquitectura Harvard recibe este nombre porque en esa

universidad de Massachussetts Howard Aiken desarrolló el computador Harvard Mark I,

en este prototipo se tomaba por un lado los datos de cintas de cartón perforado y por otro

las instrucciones también en otra cinta de cartón perforado..

Esta arquitectura suele utilizarse en DSPs, o procesador de señal digital, usados

habitualmente en productos para procesamiento de audio y video.

11

Page 12: Arquitectura

1. 5Arquitectura Clásica

El modelo clásico de arquitectura fue diseñado por Jhon Von Newmann y consta de:

dispositivos de entrada, de proceso, de almacenamiento y de salida

La arquitectura clásica del computador de John Von Newmann propuso que la CPU

(Unidad Central de Proceso) estuviera conectada a una única memoria donde se

guardaran conjuntamente instrucciones (programas) y datos (con los cuales operan estos

programas). Además, existía un módulo de entradas y salidas para permitir la

comunicación de la máquina con los periféricos externos que maneja el usuario.

En esta etapa los accesos a memoria se hacen siempre a través de la caché, que

contiene la información sobre instrucciones y datos que probablemente más va a solicitar

el procesador. El hecho de que instrucciones y datos compartan la misma memoria,

limita sus prestaciones. Así, si se dispone de un procesador que maneja palabras de 8

bits conectado a un bus de 8 bits de ancho que lo une con la memoria, está obligada a

manejar instrucciones de una o más unidades de 8 bits. La memoria se estructura

internamente en unidades de 8 bits. En esta arquitectura, si se necesita acceder a una

instrucción o dato de más de 8 bits, se realizarán dos o más accesos a memoria.

También se destaca el hecho de que compartir el bus para instrucciones y datos ralentiza

los tiempos de operación, ya que no se puede hacer la búsqueda de una nueva

instrucción antes de terminar la anterior. La arquitectura de Von Newmann tiene sus

limitaciones:

1º Sólo existe una memoria que contiene datos e instrucciones que limita la velocidad de

procesamiento por el efecto de cuello de botella que impide la simultaneidad en el acceso

a datos e instrucciones.

2º La existencia de una memoria única compartida por datos e instrucciones impide que

la longitud de sus posiciones se adapte a la de las instrucciones y los datos.

1. 6Otras Arquitecturas Modernas

Las arquitecturas modernas proponen modificaciones en el equipo físico y mejoras y

nuevas prestaciones en el sistema lógico del computador clásico. La arquitectura Harvard

está especialmente diseñada para resolver las debilidades de la arquitectura Von

12

Page 13: Arquitectura

Newmann. El procesador dispone de dos memorias independientes con las que se

comunica con buses propios.

La memoria de datos y la memoria de instrucciones son independientes, almacenándose

en ellas los datos y el programa, respectivamente. Esto implica que el tamaño de las

instrucciones no está relacionado con el de los datos, pudiéndose así optimizar para que

cualquier instrucción ocupe una única posición de memoria de programa. Hoy se

incorporan dos memorias cachés independientes, una para guardar instrucciones y la

otra para datos.

CAPITULO II

RESEÑA HISTÓRICA DEL COMPUTADOR

13

Page 14: Arquitectura

En la antigüedad las distintas modalidades de trabajo eran un tema importante en el rubro

de la producción. A medida que se iba desarrollando la tecnología, se extendían los

temores por los problemas que podría generar la automatización, este temor creció

significativamente ante la invención del telar de Jacquard. Se veía llegar el desempleo

masivo como consecuencia del avance tecnológico.

En la actualidad el desarrollo obtenido en el rubro en las computadoras se ha hallado a la

par con el crecimiento poblacional, de tal forma que ha venido emparentado a este,

haciendo que los precios de los productos caigan significativamente en relación con los

de hace dos siglos, cuestión que resulta ser realmente ventajosa para la población

mundial. La automatización de los procesos de producción obtenidos a partir del uso de

computadores, ha permitido cubrir demanda de bienes de productos de todo tipo que no

hubieran podido ser cubiertas de no haber alcanzado tal nivel de desarrollo la tecnología

de las computadoras.

PERSONAJES EN LA HISTORIA

A medida que crecieron nuestras necesidades de bienes materiales, dispositivos simples

de cálculo tales como el ábaco, los huesillos de Napier y otras innovaciones como el

calculador por ruedas. Nuevas tecnologías y modificaciones significativas en aquellas que

ya existían, estimularon y gestaron el deseo de centrarse en el desarrollo de soluciones

14

Page 15: Arquitectura

de satisfacer las necesidades materiales de la población con procesadores nuevos y

más complejos. Entre los hombres de la historia podemos hablar de:

LEONARDO DA VINCI (1452 – 1519)

Fue él quien inicio las investigaciones de los sistemas mecanizados de cálculo y trabajo

en su desarrollo exclusivamente sobre el papel, aunque hablando en concreto no llegó a

construir ningún prototipo, se le puede considerar el precursor en la creación de las

computadoras.

JHON NAPIER (1550 – 1617)

Matemático francés, el mismo que diseño un dispositivo mecánico muy ingenioso y

ciertamente complicado. Constituido por un conjunto de once varillas con números

marcados sobre sus extremos. De tal forma que simplemente colocando las varillas lado

a lado se observan productos y cocientes de números grandes. Napier es mas conocido

por el invento de los logaritmos, los cuales a su vez condujeron a la invención de la regla

de cálculo.

Este invento lo ideó justo antes de morir, para ello desarrolló un sistema para realizar

operaciones aritméticas manipulando barras, a las que llamó "huesos" ya que estaban

construidas con material de hueso o marfil, y en los que estaban plasmados los dígitos.

Dada su naturaleza, se llamó al sistema "Napier Bones". Los Huesos de Napier, este

sistema tuvo una fuerte influencia en el desarrollo de la regla deslizante (cinco años más

tarde) y en las máquinas calculadoras subsecuentes, que contaron con logaritmos

WILLIAM OUGHTED (1632)

Este famoso matemático inglés fue el inventor de la regla de cálculo, la cual permitía

calcular el producto o división de cifras grandes en breve tiempo. Básicamente la regla de

cálculo consiste en dos reglas movibles colocadas una al lado de otra. Cada regla está

marcada de tal forma que las distancias reales desde el contexto son proporcionales a

los logaritmos de los números impresos en ellas. Haciendo los movimientos

correspondientes sobre las reglas, esto es al deslizarlas bien a la derecha o la izquierda

se puede dividir o multiplicar con gran facilidad y precisión significativas números de gran

magnitud.

La primera regla deslizante fue inventada por este genial matemático inglés. La regla

deslizante (llamada "Círculos de Proporción") era un juego de discos rotatorios que se

calibraron con los logaritmos de Napier. Se usó como uno de los primeros aparatos de la

15

Page 16: Arquitectura

informática analógica. Su época de esplendor duró más o menos un siglo, el

comprendido entre la segunda mitad del siglo XIX y el último cuarto del XX, hasta que a

comienzos de 1970, calculadoras portátiles comenzaron a ser populares.

BLASSE PASCAL (1623 – 1662)

Diseño y construyo una máquina sumadora en 1645, la cual era accionada por

engranajes, creada con el fin de aliviar en esta tarea a aquellos quienes conducían la

contabilidad de sus empresas como a los que ejercían de recaudadores de impuestos. El

dispositivo en mención recibió el nombre de la “pascalina”.

A pesar de que recibió múltiples mejoras por parte de su inventor a lo largo de su vida,

no puede ser considerado una computadora. Esta máquina era tamaño de una cajetilla

de cigarrillos y funcionaba a base de ruedas de diez dientes en las que cada uno de los

dientes representaba un dígito del 0 al 9. Las ruedas estaban conectadas de tal manera

que podía sumarse números haciéndolas avanzar el número de dientes correcto, de otro

lado haciendo cambiar el sentido de las ruedas podía sumar o restar respectivamente.

WILHELM GOLTFRIED (1646 – 1716)

Aprendió matemática de manera autodidáctica a los 26 años de edad, en 1672 dio a

conocer una máquina más perfecta que la pascalina, que era capaz de multiplicar, dividir

y obtener raíces cuadras, según se dice lo hizo porque nadie le había enseñado a

multiplicar. También propuso una máquina de calcular que utilizaba el sistema binario, el

cual es utilizado en calculadoras modernas.

JOSPH MORSE JACQUARD (1752- 1834)

A mediados del siglo XVIII un empresario francés llamado Joseph Morse Jacquard utilizó

con éxito tarjetas perforadas para controlar el estado de diseños especiales para las telas

que producía, a fin de reducir sus pérdidas.

Estas tarjetas perforadas se encontraban en una cinta continua que almacenaba la

información para el trazado de un diseño determinado. Dichas tarjetas se hacían pasar en

forma secuencial tejiendo el patrón en forma automática. El telar brindaba un método no

sólo para registrar datos sino en realidad para controlar y dirigir el proceso.

16

Page 17: Arquitectura

Jacquard se había inspirado en los instrumentos musicales que se programaban usando

papel rígido perforado, la idea de Jacquard, que revolucionó el hilar de seda, estaba por

formar la base de muchos aparatos de la informática e idiomas de la programación.

CHARKES BABBAGE (1791 – 1871)

Matemático inglés conocido como el padre de la computadora, ideó la construcción de un

dispositivo que se podría utilizar para extraer el resultado de ecuaciones polinómicas

complejas. Este conjunto de engranajes, ruedas y manivelas se denominó máquina de

diferencias. El éxito fue limitado, debido a la capacidad tecnológica de la época.

En 1835, Babbage dejó de trabajar en ella y comenzó el diseño de una maquina más

evolucionada y la denominó máquina analítica y comprendía la realimentación y el

control mediante las tareas perforadas de Jaquard. Este era un aparato capaz de ejecutar

cualquier tipo de cálculo matemático. Su diseño del artefacto era la primera

conceptualización clara de una máquina que podría ejecutar el tipo de cálculos

computacionales que ahora se consideran el corazón de informática. Babbage nunca

construyó su artefacto analítico, pero su plan influyó en toda computadora digital

subsiguiente, incluidas las modernas

Su importancia fue más que una relación coincidente de las ideas funcionales con el

diseño del computador de hoy. Las tarjetas perforadas controlaban y dirigían las

operaciones de la máquina.

Iniciaron un medio para dirigir o instruir, un dispositivo a través de una serie de etapas de

procesamiento. El almacenamiento de datos se hacía en el Almacén, en tanto que las

operaciones reales de procesamiento se efectuaban en el Molino. El almacén y el molino

eran entidades funcionales dentro de la máquina analítica y era análoga a la memoria

principal y a la unidad aritmética y lógica del computador.

El artefacto analítico fue finalmente construido por un equipo moderno de ingenieros, en

1989, cien años después de la muerte de Babbage en 1871. Por su discernimiento,

Babbage hoy se conoce como el "Padre de las Computadoras Modernas".

HERNAN HOLLERITH (1860 – 1932)

En 1870 la Oficina Norteamericana De Censos anticipó los censos por problemas

relacionados con el procesamiento de datos en un lapso de diez años para favorecer una

mayor eficacia y efectividad. En la oficina se empleo personas de gran talento para

17

Page 18: Arquitectura

encontrar métodos que aceleren el procesamiento del estadígrafo. El Dr. Hernán Pollerita

con sólo 19 años se empleó como agente especial para dar aceleración a los datos del

censo de 1879.

En 1887 este investigador anunció una idea para modificar los procedimientos de iniciar

el comiendo del procesamiento electrónico de datos. Su sistema consistía en registrar

los datos ejecutando agujeros a lo largo del papel, en la cual los agujeros representaban

el sexo, la edad, raza, entre otros. Gracias a la máquina tabuladora de Pollerita el censo

de 1890 se realizó en dos años y medio, cinco menos que el censo de 1880.Se tardaba

tanto en hacer el censo debido a la llegada masiva de inmigrantes, por esos años la

población americana era de 63 millones de habitantes. El éxito de las máquinas impulso

a su creador a fundar una empresa para su comercialización denominándose

Internacional Bolsines Machines más conocida mundialmente como IBM.

2.1 La Máquina calculadora de Schickard

Wilhelm Schickard (1592-1635). En 1623 escribió

al astrónomo Kepler sobre su invención de una

máquina calculadora para ser usada por este.  La

calculadora de Schickard es la primera

calculadora mecánica conocida que podía sumar,

restar, multiplicar y dividir.  Su invención

permaneció desconocida por 300 años y fue

reconstruida en 1960.

2.2 La Pascalina (1642)

En 1642 el físico y matemático francés Blaise

Pascal invento el primer calculador mecánico, la

pascalina. A los 18 años de edad, deseando

reducir el trabajo de cálculo de su padre.

El aparato, el mención se denominó La Pascalina

éste parece una calculadora mecánica de los años 1940.  Esto convierte a Pascal en la

segunda persona en inventar una calculadora mecánica. El dispositivo de 8 ruedas

dentadas en el que cada una hacia avanzar un paso a la siguiente cuando completaba

una vuelta.

Estaban marcadas con números del 0 al 9 y había dos para los decimales, con lo que

podía manejar números entre 000000,01 y 999999,99. Estos giraban mediante una

manivela, con lo que para sumar o restar había que darle el número de vueltas

18

Page 19: Arquitectura

correspondiente en un sentido o en otro. Treinta años después el filosofo y matemático

alemán Leibnitz invento una maquina de calcular que podía multiplicar, dividir y obtener

raíces cuadradas en sistemas binario. A los 26 años aprendió matemáticas de manera

autodidactica y procedió a inventar el cálculo infinitesimal que comparte con Newton.

2.3 La Primera Computadora (1939)La primera computadora fue la maquina analítica

creada por Chales Babbage, profesor

matemático de la Universidad de Cambridge en

el siglo XIX por lo que Algunas personas

conocen a Babagge como "El Padre de la

Computación" como resultado de sus

contribuciones al diseño básico de la

computadora.  Su mayor contribución fue su

"máquina analítica". La idea que tuvo Charles

Babbage sobre un computador nació debido a que la elaboración de las tablas

matemáticas era un proceso propenso a errores. Antes de construir su máquina analítica

Babagge hizo el "motor de diferencia" que operaba en números de seis dígitos y fue

diseñado para resolver ecuaciones de diferencia de segundo orden.  Ésta incluyó cinco

elementos que fueron cruciales para las computadoras del futuro: un dispositivo de

entrada; un espacio para almacenar números para procesamiento; un procesador ó

calculador de números; una unidad de control para dirigir las tareas que se ejecutarán; y,

finalmente, un dispositivo de salida

Mientras tanto Charles Jacquard (francés), fabricante de tejidos, había creado un telar

que podía reproducir automáticamente patrones de tejidos leyendo la información

codificada en patrones de agujeros perforados en tarjetas de papel rígido. Al enterarse

de este método Babbage abandono la máquina de diferencias y se dedico al proyecto de

la maquina analítica que se pudiera programar con tarjetas perforadas para efectuar

cualquier cálculo con una precisión de 20 dígitos. La tecnología de la época no bastaba

para hacer realidad sus ideas.

2.4 MARK I (1944)

El MARK I responde al nombre completo de

RCA Mark I Electronic Music Synthesizer

19

Page 20: Arquitectura

es el primer sintetizador, conocido como tal, pues fueron sus diseñadores los que

acuñaron el término sintetizador tal y como hoy lo conocemos.

El MARK I fue desarrollado entre 1951 y 1957 bajo la dirección de los doctores Harry

Olson y Herbert Belarel en los laboratorios de la RCA. Mark I empleaba señales

electromagnéticas para mover las partes mecánicas. Esta máquina era lenta (tomaba de

3 a 5 segundos por cálculo) e inflexible (la secuencia de cálculos no se podía cambiar);

pero ejecutaba operaciones matemáticas básicas y cálculos complejos de ecuaciones

sobre el movimiento parabólico de proyectiles.

Funcionaba con relés, se programaba con interruptores y leía los datos de cintas de

papel perforado.

2.5 ENIAC (1947)

ENIAC es un acrónimo de Electronic Numerical

Integrator And Computer (Computador e

Integrador Numérico Electrónico), utilizada por

el Laboratorio de Investigación Balística del

Ejército de los Estados Unidos. Se construyo en

1957 en la Universidad de Pennsylvania la

ENIAC (Electronic Numerical Integrator And

Calculator) fue la primera computadora electrónica.

El equipo de diseño lo encabezaron los ingenieros John Mauchly y John Eckert. Esta

máquina ocupaba todo un sótano de la Universidad, tenía más de 18000 tubos de vacío,

consumía 200 KW de energía eléctrica y requería todo un sistema de aire acondicionado,

pero tenía la capacidad de realizar cinco mil operaciones aritméticas en un segundo. El

proyecto, auspiciado por el departamento de Defensa de los Estados Unidos, culmino dos

años después, cuando se integro a ese equipo el ingeniero y matemático húngaro John

Von Newmann (1903-1957).

Las ideas de Von Newmann resultaron tan fundamentales para su desarrollo posterior,

que es considerado el padre de las computadoras.

2.6Transistores (1948).

El invento del transistor por parte los físico

W.Shockley, J Bardeen y W. Brattain hizo posible una

20

Page 21: Arquitectura

nueva generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas, y con menores

necesidades de ventilación. Sin embargo, el costo seguía siendo una porción significativa

del presupuesto de una Compañía. Las computadoras de la segunda generación también

utilizaban redes de núcleos magnéticos en lugar de tambores giratorios para el

almacenamiento primario. Estos núcleos contenían pequeños anillos de material

magnético, enlazados entre sí, en los cuales podían almacenarse datos e instrucciones.

Y todo a bajo voltajes, sin necesidad de disipar energía (como era el caso del filamento),

en dimensiones reducidas y sin partes móviles o incandescentes que pudieran romperse.

En el gráfico superior se muestra una efectiva comparación entre las válvulas y antiguos

transistores individuales de germanio.

2.7 UNIVAC (1951)

En junio de 1951, la UNIVAC I [Universal

Automatic Computer] se entregó a la Oficina

del Censo estadounidense, fue la primera

computadora comercial, que disponía de mil

palabras de 11 dígitos decimales más la señal

(72-bit de palabras) para memoria. En

contraste con las primeras máquinas no usó un sistema de tarjetas perforadas, sino una

entrada de cinta de metal, y podían leer cintas magnéticas. Aunque fabricada por la

Remington Rand, fue denominada equívocamente llamada la "IBM UNIVAC". Se

vendieron 46 máquinas a más de $1 millón cada una, fue la primera computadora

"producida en masa.

Ese mismo año en julio, la Remington Rand mostró el primer prototipo 409, una

calculadora de tarjeta perforada de tarjeta enchufada programada. Esta fue instalada, en

la Revenue Service facility en Baltimore, en 1952. La 409 evolucionó para volverse la

computadora Univac 60 y 120 en 1953.En las dos primeras generaciones, las unidades

de entrada utilizaban tarjetas perforadas de Hollerith quien fundara la IBM.

2.8 Computadoras con Transistores (1958).

En esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor costo, ya

que usan circuitos transistorizados en vez de tubos al vacío, ambos cumplen las mismas

funciones. Un transistor puede tener el tamaño de una lenteja mientras que un tubo de

vacio tiene un tamaño mayor que el de un cartucho de escopeta de caza.

Aparecen muchas compañías y las computadoras eran bastante avanzadas para su

época como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de la Universidad de Manchester.

21

Page 22: Arquitectura

Algunas computadoras se programaban con cintas perforadas y otras por medio de

cableado en un tablero.

Las tensiones de alimentación de los tubos estaban alrededor de los 300 voltios, por un

lado, las de los transistores vienen a ser de menor tamaño, tienden a disipar y soportar

tensiones muchos menores. El transistor es un elemento de silicio o germanio. Su vida

media es caso ilimitada y en cualquier caso muy superior a la del tubo del vacío.

2.9 Circuitos integrados (1960 – 1970)

La tercera generación de computadoras emergió con el

desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en

las que se colocan miles de componentes electrónicos

en una integración en miniatura. Las computadoras

nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas,

desprendían menos calor y eran energéticamente más

eficientes. El computador IBM-360 dominó las ventas

de la tercera generación de computadores desde su

presentación en 1965. El PDP-8 de la Digital Equipment Corporation fue el primer

minicomputador.

Hacia 1960 emerge la tercera generación de computadoras gracias al desarrollo de los

circuitos integrados, se trata de pastillas de silicio integrado por miles de componentes

electrónicos, miniaturizados. Las computadoras se hacen cada vez más pequeñas,

rápidas, desprendían menos calor y mucho más eficientes.

Previo a los circuitos integrados, las computadoras estaban diseñadas para aplicaciones

matemáticas o de negocios, pero no para las dos cosas. Los circuitos integrados

permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar la flexibilidad de los

programas, y estandarizar sus modelos.

2.10 Desarrollo del microprocesador (1971)

Por esta época aparecen los microprocesadores lo cual

representa un gran adelanto de la microelectrónica,

éstos son circuitos integrados de alta densidad y con

una velocidad impresionante. Nacen así las

microcomputadoras que gracias a estos circuitos son

extremadamente pequeñas y baratas, generando lo que

hoy se le llama “revolución informática”.

22

Page 23: Arquitectura

2.11Nuevas Tecnologías (1980- hoy)

Casi a finales del año del 80, comenzó a buscar un

sistema operativo para su nueva PC que iba a lanzar

al mercado, de lo cual se encargaron BILL GATES y

Paul Allen, autores del lenguaje BASIC. Ellos

compraron los derechos de QDOS (QUICK and

DIRTY OPERATING SYTEM), un sistema operativo

desarrollado por Paterson y basado en CP/M, un

sistema escrito por Gary Kidall, y lo negociaron con IBM como Microsoft DOS.

2.12Hacia 1985.

Al presentar MS presenta el sistema operativo Windows, demostró que las computadoras

compatibles IBM podían manejar también el entorno grafico, usual en las computadoras

de Mac Apple.

En 1990 Tim Berners- Lee ideo el hipertexto para crear el World Wide Web (www) una

nueva manera e interactuar con Internet. Su sistema hizo mucho más fácil compartir y

encontrar datos en Internet. Berners- Lee también creo las bases el protocolo de

transmisión HTTP, el lenguaje de documentos HTML y el concepto e los URL.

2.13Por los años del 2005

En la actualidad los usuarios de internet con conexión de banda ancha superan a los

usuarios de internet con conexión vía modem en la mayoría de países desarrollados. Sin

duda alguna, la computación ha venido a revolucionar el mundo a nivel global. Las

PC son máquinas utilizadas como herramienta de trabajo por millones de usuarios, ahora

podemos observar que las computadoras siguen evolucionando. Internet es considerada

como la red más grande del mundo.

TIPOS DE PC EN LA ACTUALIDAD

Las PC Tower La torre en informática del ingles tower, conocida también como

gabinete o cajón, y coloquialmente, aunque incorrectamente, como CPU, es un gabinete

utilizado para contener los diferentes componentes de un

computador de escritorio (placa madre, procesador, tarjeta grafica,

etc.). Las torres a menudo están compuestas de acero, aluminio o de

plástico.

23

Page 24: Arquitectura

Las PC Destktop.Las PC Desktop o computadora de escritorio es un modelo antiguo y

más compacto, en el mercado es utilizado para reducir espacios en oficinas, etc. a

diferencias de las torres.

Las Laptop U n a c o m p u t a d o r a p o r t á t i l o u n c o m p u t a d o r p o r t á t i l , t a m b i é n l l a m a d o e n

ingles laptop, es una pequeña computadora personal

móvil, que pesa normalmente entre 1 y 3 Kg. Los

computadores portátiles son capaces de realizar la

mayor parte de las tareas que realizan las

computadoras de escritorio, con la ventaja de ser más

pequeños, livianos y de tener la capacidad de operar desconectados por un periodo

determinado.

Las Notebook Se trata de un Computador portátil de

aproximadamente 21 cm x 29 cm con un peso entre 1 y

3 Kg, fácil de transportar son más pequeños que las

laptops. Tiene gran capacidad de memoria para

almacenar datos y dispone de una batería, lo que le

permite trabajar sin estar conectada a la red de

electricidad.

24

Page 25: Arquitectura

CAPITULO III

COMPONENTES BÁSICOS DE UN COMPUTADOR PERSONAL HARDWARE

3. 1Computadora

Podemos definir a las computadoras como dispositivos electrónicos capaces de

interpretar y ejecutar ordenes o comandos programados para operaciones de entrada de

información, salida de datos procesados, realizados de acuerdo al cálculo y lógica de la

máquina; así éstos reciben entradas (datos para su procesamiento), producen salidas

(resultados del procesamiento), procesan información, y almacenan información.

Los dispositivos que integran una computadora se clasifican generalmente en básico y

complementario, se entiende por básico todo aquel dispositivo necesario para iniciar el

funcionamiento de la computadora, y el complementario obedeciendo a su nombre sirve

para realizar funciones específicas o más allá de las básicas.

Todo sistema de cómputo tiene componentes de hardware dedicados a estas funciones:

1. Periféricos de entrada

2. Periféricos de salida

3. Periféricos de entrada/salida

4. Unidad central de procesamiento.

5. Memoria.

Los dispositivo de entrada son fuentes de señales eléctricas; lo dispositivos de salida

representan otro aparato al cual enviar señales; y los dispositivos de almacenamiento

son lo primero o los segundo, atendiendo a los requerimientos del programa; no importa

cuáles sean los dispositivos de entrada y salida si son compatibles.

Podemos agrupar los componentes básicos de acuerdo a los siguientes grupos:

3. 2Los Periféricos

Son los que permiten representar los resultados (salida) del proceso de datos. El

dispositivo de salida típico es la pantalla o monitor. Otros dispositivos de salida son:

25

Page 26: Arquitectura

impresoras (imprimen resultados en papel), trazadores gráficos (plotters), bocinas, entre

otros.

3. 2. 1MONITOR o PANTALLA

Es en la pantalla en la que se ve la información suministrada por el computador. En el

caso más habitual se trata de un aparato basado en un tubo de rayos catódicos (CRT)

como el de los televisores, mientras que en los portátiles es una pantalla plana de cristal

líquido (LCD). Se le considera el dispositivo externo más importantes, sin éste no se

podría conocer el estado del computador. Al adquirir un monitor resulta imprescindible

conocer sus características más importantes, entre ellas tenemos

El Tamaño

El tamaño de un monitor queda determinado por pulgadas, la cual hace referencia a la

longitud diagonal de la pantalla. De otro lado, lo que concretamente representa la zona de

visión suele discrepar en casi 2 pulgadas del tamaño del monitor.

La mayoría de monitores hoy suelen ser de 15 pulgadas, un estándar suficiente para el

usuario medio, pero cada vez se tiende más a adquirir monitores de 17 pulgadas, en la

actualidad existen televisores de pantalla LCD que resultan ser compatibles con las

computadoras por lo que pueden alcanzar todos los tamaños considerables.

La Resolución o definición de imagen

Esta característica señala la cantidad de puntos de luz (pixels) que caben en el área de

visión, cuanta mayor resolución nos permita un monitor, mayor será la definición de la

imagen mostrada por él. El tamaño del monitor influye a la hora de elegir una resolución

de trabajo, dado al tamaño de la imagen presentada. Por ello, en un monitor de 14 “no es

aconsejable trabajar con una resolución mayor a 800x600, así la tarjeta gráfica lo permita,

ya que la imagen será muy pequeña y forzará la vista. Tampoco hay que elegir

resoluciones mayores a 1024x768 para los de 15 “, dado que a mayor resolución será

imprescindible una mayor pantalla. Si se intenta trabajar imágenes con resoluciones

mayores en pantallas pequeñas, esta puede verse distorsionada o no verse quedarse la

pantalla negra. Cuan mayor sea su resolución, mejor será la calidad de la imagen en

pantalla, y mayor será la calidad, y por consiguiente el precio del monitor.

26

Page 27: Arquitectura

EL MONITOR CRT EL MONITOR LCD

Tipos de Monitores:

Existen varios tipos de monitores: los de tubo de rayos catódicos (o CRT), los de pantalla

de plasma (PDP), los de pantalla de cristal líquido (o LCD), de paneles de diodos

orgánicos de emisión de luz (OLED), o Láser-TV, entre otros.

3. 2. 2TECLADO

Dispositivo de comunicación con el computador más importante, al presionar sus teclas

se dan órdenes precisas para realizar la mayoría de las tareas la mayoría de tareas que

el computador interpreta, y presentar puede presentar desde un símbolo o signo en la

pantalla del monitor o bien realizar una tarea de mayor complejidad. Tiene su origen en

los teletipos y las máquinas de escribir eléctricas, que se utilizaron como los teclados de

los primeros computadores y dispositivos de almacenamiento (grabadoras de cinta de

papel y tarjetas perforadas). Aunque físicamente hay una miríada de formas, se suelen

clasificar principalmente por la distribución de teclado de su zona alfanumérica, pues

salvo casos muy especiales es común a todos los dispositivos y fabricantes (incluso para

teclados árabes y japoneses).

Como dijimos líneas atrás existen una diversidad de teclados, ahí están los básicos, los

ergonómicos, los multimedia que en algunos casos tienen hasta calculadora incorporada.

Las teclas que lo constituyen sirven para entrar caracteres alfanuméricos y comandos a

una computadora. En un teclado se puede distinguir a cuatro subconjuntos de teclas:

Teclado alfanumérico: dispuestas como en una máquina de escribir.

Teclado numérico: ubicado a la derecha.

Teclado de funciones: de F1 a F12, teclas que

depende del programa .

Teclado de cursor: para ir de un lugar a otro en un

texto, se desplaza según el sentido de las flechas,

ir al comienzo de un párrafo (" HOME "), avanzar /

retroceder una página ("PAGE UP/PAGE DOWN

"), eliminar caracteres ("delete"), etc.

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Page 28: Arquitectura

Teclado ergométrico Teclados flexibles

Disposición del teclado

3. 2. 3EL MOUSE O RATÓN

El mouse o ratón recibe este nombre por su apariencia y tiene por principal función la de

facilitar la edición en entornos gráficos. Es una herramienta cómoda y rápida que nos

permite controlar funciones del sistema operativo a través de punteros.

También tiene dos funciones adicionales al presionar el botón derecho o izquierdo, otros

incorporan una rueda en el centro que a la vez es un tercer botón. Están los Mouse

tradiciones de bola y los más avanzados como los ópticos que son especiales para

trabajar en diseño grafico y tareas que necesiten más sensibilidad en el Mouse.

Para poder indicar la trayectoria el Mouse debe realizar dos funciones:

Conversión Analógica -Digital: Esta generar por cada fracción de milímetro que se

mueve, uno o más pulsos eléctricos. Port serie: los pulsos envían hacia la interfaz a la

cual está conectado el valor de la cuenta, junto con la información acerca de sí se pulsa

alguna de sus dos o tres teclas ubicada en su parte superior.

Anteriormente, la información del desplazamiento era transmitida gracias al movimiento

de una bola debajo del ratón, la cual accionaba dos rodillos que correspondían a los ejes

28

Page 29: Arquitectura

X e Y. Hoy, el puntero reacciona a los movimientos debido a un rayo de luz que se refleja

entre el ratón y la superficie en la que se encuentra. Cabe aclarar que un ratón óptico

apoyado en un espejo o sobre un barnizado por ejemplo es inutilizable, ya que la luz láser

no desempeña su función correcta. La superficie a apoyar el ratón debe ser opaca, una

superficie que no genere un reflejo, es recomendable el uso de alfombrillas

Existen dos tecnologías principales en fabricación de mouses: mouses mecánicos y

mouses ópticos. Los mecánicos constan de una bola situada en su parte inferior. La bola,

al moverse el ratón, roza unos contactos en forma de rueda que indican el movimiento del

cursor en la pantalla del sistema informático. De otro lado los ópticos poseen un pequeño

haz de luz láser en lugar de la bola rodante de los mecánicos. Un censor óptico situado

dentro del cuerpo del ratón detecta el movimiento del reflejo al mover el ratón sobre el

espejo e indica la posición del cursor en la pantalla de la computadora.

Mouse tradicional

Mouse inalámbrico y sus pulsadores.

3. 2. 4CHASIS O CARCASA

En esta caja metálica se alojan los componentes internos del

computador, dando acceso a las unidades de diskettes, lectores de

CD’s, y otros. En su parte delantera o frontal existen pulsadores e

indicadores luminosos, entre ellos el botón de encendido (Power), el

botón de Reset (con el cual se reinicia el computador sin apagarlo),

Otros indicadores luminosos como el indicador de encendido

(mientras el computador está conectado), el indicador de Disco

Duro (nos muestra cuando se está accediendo a dicho dispositivo).

29

Page 30: Arquitectura

En la parte posterior del chasis encontraremos, por lo general, los conectores de las

diferentes tarjetas adaptadores que tengamos en nuestro computador y que

corresponden a puertos de entrada/salida al mismo, como la conexión de la tarjeta gráfica

para el monitor, los conectores a los puertos serie para dispositivos serie como ratones,

módems, y otros; además, conectores paralelo para impresoras o escáner, el conector

para el teclado, los conectores para los cables de la fuente de alimentación , etc.

3.2.5 IMPRESORA

Una impresora es un periférico de computadora que

permite producir una copia permanente de textos o

gráficos de documentos almacenados en formato

electrónico, imprimiendo en papel, utilizando cartuchos

de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras están

permanentemente unidas a la computadora por un

cable. Otras impresoras, llamadas impresoras de red,

tienen una interfaz de red interna (típicamente wireless o Ethernet), y que puede servir

como un dispositivo de impresión para cualquier usuario de la red. Hoy en día existen las

impresoras multifuncionales que además funcionan simultáneamente como fotocopiadora

y escáner, siendo éste tipo de impresoras las más recurrentes en el mercado.

3.2.6 EL ESCÁNER

En informática, un escáner (del idioma inglés: scanner) es

un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso

de la luz, imágenes o cualquier otro impreso a formato

digital. Actualmente vienen unificadas con las impresoras

formando Multifunciones.

3. 3Dispositivos InternosUn computador puede trabajar igual sin el teclado, ni monitor, ni ratón, ni otros

dispositivos externos, aunque no tendría ninguna utilidad directa, salvo que lo usásemos

como servidor u computador central (host) de una red de computadores. Para ello el

computador dispone de una serie de dispositivos internos que serán necesarios para

realizar las funciones deseadas, y sin los cuales podemos decir que no tenemos

computador. Vamos a ver a grandes rasgos las características de dichos dispositivos.

30

Page 31: Arquitectura

3. 3. 1 Fuente De Alimentación

La fuente de alimentación (Power supply) es la encargada de suministrar energía

eléctrica a los distintos elementos que componen nuestro sistema informático. La

electricidad que llega hasta nuestros hogares como "corriente alterna" y es suministrada

con una tensión o voltaje, 115 o 230 voltios. Esta no es adecuada para alimentar equipos

electrónicos, como los dispositivos informáticos, con los cuales es necesario trabajar con

"corriente continua" y voltajes mucho más bajos.

Este dispositivo se encarga de "reducir"

el voltaje (mediante un transformador) y

después convertir la corriente alterna

en continua (con un puente de diodos)

para finalmente  filtrarla (mediante

condensadores electrolíticos). Uno de

los aspectos importantes es su

potencia. Esta viene expresada en vatios e indica la capacidad para alimentar más

dispositivos o de mayor consumo, hay modelos entre 200 y 300 w (vatios), aunque

también existen otros, que ofrecen potencias menores. Es importante ver la tensión que

soporta, los bitensionales son utilizados en cualquier zona del mundo, para ello incluyen

un conmutador para pasar de una a otra tensión. Otra característica es que cuenta con

protección contra cortocircuitos y subidas de tensión a fin de evitar daños importantes en

él.

La fuente de alimentación se encuentra en el interior de la carcasa y suele destacar por

su gran tamaño y porque de ella salen los cables que van a parar a los distintos

dispositivos entro de la carcasa. Otorga al computador la energía necesaria para su

funcionamiento. Dicha energía la recoge de la red eléctrica, transformándola a los

distintos voltajes con los que trabaja el PC (+5, -5, +12 y –12 voltios).

Fuente de alimentación para PC formato AXT, sin cubierta superior para mostrar su interior nótese el ventilador en el margen derecho.

31

Page 32: Arquitectura

3. 3. 2 Mainboard o Placa Base (Placa Madre)

Es una placa de circuito impreso a la que se conectan los componentes que constituyen

el computador,   este es una parte fundamental a la hora de armar una PC de escritorio u

portátil. Tiene instalados una serie de circuitos integrados, entre los que se encuentra

el chipset, que sirve como centro de conexión entre el microprocesador, la memoria de

acceso aleatorio (RAM), las ranuras de expansión y otros dispositivos. La placa base o

mainboard también conocido como motherboard sirve como medio de conexión entre el

microprocesador, los circuitos electrónicos de soporte, las ranuras para conectar parte o

toda la RAM del sistema, la ROM y las ranuras especiales (slots) que permiten la

conexión a las tarjetas adaptadoras adicionales. Estas tarjetas de expansión suelen

realizar funciones de control e periféricos, tales como monitores, impresoras, unidades e

disco, etc. la placa madre o base es uno de los componentes básicos por no decir el más

relevante en una PC. Su función es vital y gran parte de la calidad del funcionamiento

general está determinada por este componente. Su función es administrar el CPU e

interconectar los distintos periféricos.

La placa madre va dentro del chasis hecha de metal y tiene un panel para conectar

dispositivos externos y muchos conectores internos y zócalos para instalar componentes

dentro del chasis. Se puede decir que el CPU es el cerebro y la placa madre representa

el sistema nervioso.

Su diseño corresponde básicamente a tareas específicas vitales para el funcionamiento

de la computadora, tales como: Conexión física; Administración, y control y distribución

de energía eléctrica; Comunicación de datos; temporización; sincronismo, y finalmente,

control y monitoreo.

ANEXO 1.- PLACA INTEL D946GZIS

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Page 33: Arquitectura

COMPONENTES DEL DESKTOP BOARD D946GZIS

A Conector principal de Audio HD (Alta definición)

B Conector 2 PCI

C Panel frontal de Audio

D Conector 1 PCI

E Conector PCI Express x1

F Connector PCI Express x16

G Connector’s del panel posterior

H Conector de voltaje de 12V para procesador (2 x 2 pin)

I Ventilador posterior del chasis (3-pin)

J Socket Del Procesador

K Ventilador del Procesador (4-pin)

L Socket DIMM 0, Channel A, Memoria RAM

M Socket DIMM 0, Channel B, Memoria RAM

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Page 34: Arquitectura

N Conector de Encendido (2 x 12 pin)

O Conector de drive de diskette

P Conector IDE

Q Batería

R Ventilador frontal del chasis (3-pin)

S Chassis intrusion header

T Panel frontal alternativo para encendido de LED

U Conectores para panel frontal (encendido, reset)

V Conector serial ATA

W Conector Frontal USB 2.0

X Parlante

Y Jumpers para configurar BIOS

Componentes de la Placa Madre

Una placa base típica admite los siguientes componentes:

Uno o varios conectores de alimentación: por estos pasa la alimentación eléctrica

proporciona a la placa base los diferentes voltajes e intensidades.

El zócalo de CPU es un receptáculo que recibe el microprocesador.

Las ranuras de memoria RAM, en número de 2 a 6.

El chipset: una serie de circuitos electrónicos, que gestionan las transferencias de

datos entre los diferentes componentes de la computadora,

Se divide en dos secciones, el puente norte (northbridge) y el puente sur(southbridge).

El primero gestiona la interconexión entre el microprocesador, la memoria RAM y

la unidad de procesamiento gráfico; y el segundo entre los periféricos y los dispositivos

de almacenamiento, como los discos duros o las unidades de disco óptico.

Un reloj: regula la velocidad de ejecución.

La CMOS: una pequeña memoria que preserva cierta información importante mientras

el equipo no está alimentado por electricidad.

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Page 35: Arquitectura

La pila  proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito constantemente y

que éste último no se apague perdiendo sus configuraciones.

La BIOS: un programa registrado en una memoria no volátil ayer en memorias ROM, y

hoy se emplean memorias flash.

El bus conecta el microprocesador al chipset, está cayendo en desuso frente a

HyperTransport y Quickpath.

El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.

El bus de expansión (también llamado bus I/O): une el microprocesador a los

conectores entrada/salida y a las ranuras de expansión.

Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la norma PC 99:

estos conectores incluyen:

Los puertos PS2 para conectar el teclado o el ratón, estas interfaces tienden a

desaparecer a favor del USB

Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos antiguos.

Los puertos paralelos, para la conexión de antiguas impresoras.

Los puertos USB (en inglés Universal Serial Bus), por ejemplo para conectar

periféricos recientes.

Los conectores RJ45, para conectarse a una red informática.

Los conectores VGA, DVI, HDMI o Displayport para el monitor.

Los conectores IDE o Serial ATA, para dispositivos de almacenamiento.

Los conectores de audio, como altavoces o micrófonos.

Las ranuras de expansión: se trata de receptáculos que pueden acoger tarjetas de

expansión . Estos puertos pueden ser puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en

inglés Peripheral Component Interconnect) y, los más recientes, PCI Express.

Con la evolución de las computadoras, más y más características se han integrado en la

placa base, tales como circuitos electrónicos para la gestión del vídeo IGP (en

inglés Integrated Graphic Processor), de sonido o de redes (10/100 Mbps/1 Gbps),

evitando así la adición de tarjetas de expansión.

35

Page 36: Arquitectura

Diagrama de una placa base típica.

3.3.3 Pila

La pila de la CMOS proporciona la electricidad necesaria para operar el circuito

constantemente y que éste último no se apague perdiendo las series de configuraciones

guardadas. Es así que la pila se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando

se apaga el computador. Sin ella, cada vez que encendiésemos el computador

tendríamos que reconfigurarlo (indicarle los componentes y características de los

mismos, tales como disco duro, fecha y hora). Se trata de un acumulador que se carga

mientras el computador está encendido, aunque también podemos encontrarnos pilas del

tipo ‘botón’ con una duración de algo más de 5 años. Antes de cambiar la pila conviene

anotarse todos los parámetros de la BIOS para conservar la configuración original.

3.3.4 La Bios

La

BIOS es un programa registrado en una memoria no volátil, antiguamente en memorias

36

Page 37: Arquitectura

ROM, pero hace tiempo se emplean memorias flash, Ese programa es específico de la

placa base y se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos

periféricos. Recupera y después ejecuta, las instrucciones del MBR o Master Boot Record

o registradas en un disco duro o SSD cuando arranca el sistema operativo. Actualmente

los computadores modernos sustituyen en el MBR por GPT y la BIOS por Extensible

Firmware Interface.

La BIOS. Por sus iniciales en inglés Basic Ipur / QuÍpul

Svstem, lo que en castellano representas Sistema De

Entrada / Salida Básico es un programa software

incorporado en un chip de la placa base que se encarga de

arrancar el PC y de dar soporte para manejar ciertos

dispositivos de entrada / salida. Físicamente se localiza en un

chip de forma rectangular. Además, la BIOS ofrece una interfaz configurar parámetros

básicos del PC, los cuales almacena en un chip denominado CMOS, por ser de este tipo

la memoria que se empleó históricamente para estas funciones. La CMOS se alimenta

permanentemente mediante una batería / acumulador, en este caso la pila.

La actualización de la BIOS, es sin duda la operación de mantenimiento mas critica, si

embargo resulta inevitable para resolver problemas:

resolver problemas de funcionamiento de la placa base;

añadir características nuevas a la placa base

(sobre todo, mejorar el soporte de microprocesadores).

3.3.5 Chipset de Control

El chipset es una serie de circuitos electrónicos que gestionan las transferencias de daros

entre los diferentes componentes de la computadora como son el procesador, la

memoria, la tarjeta grafica, la unidad de almacenamiento secundario y otros. Otra

definición señala que, es el conjunto (set) de chips que se encargan de control cantidad

de las funciones del computador, como la forma en que interacciona microprocesador con

la memoria o la caché, el control de puertos internos externos (AGP, PCI, USB. etc.) y, en

modelos modernos, incluso puede in controladoras de video, de red, etc.

Antiguamente estas funciones de control eran relativamente realizar, por lo que el chipset

era el último elemento al que conceden importancia de entre todos los componentes a la

hora de comprar una base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre

su naturaleza; además, en las placas para 486 y anteriores tampoco había mucho donde

elegir, la verdad.

37

Page 38: Arquitectura

Estructura del chipset

El conjunto de chips que forman el chipset (una redundancia, sobre todo inglés) ha

consistido normalmente en dos chips. Denominados northbridge southbridge por su

posición en un diagrama de bloques del chipset, que coincide con su situación física (más

alto, más ‘al norte’, el primero que el segundo, para estar más cerca del microprocesador

y de la memoria) en placas de formato ATX o similar instaladas verticalmente

Chipset o circuito integrado auxiliar

3.4 Zócalo de Microprocesador

Es el lugar que albergará al ‘cerebro’ del computador y puede presentar distintas formas

en función del procesador a tratar. Los diferentes micros no se conectan de igual manera

a las placas:

3.4.1 Socket

Es un conjunto de agujeros dispuestos en forma de cuadrado sobre una base plástica de

color blanco, el conector es del tipo ZIF o Fuerza de Inserción cero lo que significa que

esta construido con un mecanismo que permite colocar al CPU sin tener que realizar

fuerza alguna. Una palanca al costado del zócalo ajusta y libera los contactos para

instalar cómodamente al procesador y evitar posibles deterioros. Antiguamente existía la

variedad LIF (Low Insertion Force), que carecía de dicha palanca.

La cantidad y disposición de los contactos varia e acuerdo al procesador o la familia de

procesadores para la que fue diseñada. Conociendo el número que acompaña el socket

se sabe que procesador se puede colocar en la placa base, como se muestra:

38

Page 39: Arquitectura

NOTA: Socket-8, Socket-603 fueron usados en PC servidores.

Por su parte los procesadores de la empresa AMD han seguido un camino paralelo como se muestra en la siguiente Tabla:

DESIGNACION AÑO CONTACTOS PROCESADORES

SOPORTADOS

Socket-7 Mar 1994 321 Pentium 1, Pentium MMX

Slot-1 May 1997 242Pentium 2, primeros Pentium 3 y

Celerom

Socket-370 Ene 1999 370 Pentium 3, Celerom

Socket-423 Nov 2000 423 Primeros Pentium 4

Socket-478 Ene 2002 478 Pentium 4, Celerom y Celerom D

Socket-775

(Socket – T)Dic 2004 775

Pentium 4, Pentium D, Intel

Core2 Duo, Intel Dual-Core,

Celeron D, Core 2 Quad, Intel

Xeon, Intel Core Celeron.

Socket-1156 o

Socket HNov 2008 1156

Intel Pentium, Intel Core i3, Intel

Core i5, Intel Core i7, Intel Xeon

Socket 1366 Nov 2008 1366 Intel Core i7, Intel Xeon.

39

Page 40: Arquitectura

E l z ó c a l o e s e l l u g a r d o n d e s e i n s e r t a e l " c e r e b r o " d e l c o m p u t a d o r . D u r a n t e m á s d e 1 0

años ha consistido en un rectángulo o cuadrado donde el "micro", una pastilla

de plástico negro con patitas, se introducía con mayor o menor facilidad; a parir de la

aparición de los Pentium II ha cambiado este panorama.

Slot A / Slot 1 /Slot 2. Existieron durante una generación importante de PCs (entre 1997

y 2000 aproximadamente) reemplazando a los sockets. Es donde se conectan

respectivamente los primeros procesadores Athlon de AMD / los procesadores Pentium II

y primeros Pentium III y los procesadores Xeon de Intel dedicados a servidores de red.

Todos ellos son cada vez más obsoletos. El modo de insertarlos es a similar a una tarjeta

gráfica o de sonido, ayudándonos de dos guías de plástico insertadas en la placa base.

En las placas base más antiguas el micro iba soldado, de forma que no podía actualizarse. Hoy

día esto no se ve en lo referente a los microprocesadores de PC.

DESIGNACION AÑO CONTACTOS PROCESADORES

SOPORTADOS

Socket-7 May 1994 321 K5, K6 (bus=66 y 100 Mhz)

Slot-A Ago 1999 242 Athlon SECC (para Slot)

Socket-A Jun 2000 462Athlon, Athlon XP y Duron

AMD Sempron

Socket-754 Set 2003 754Athlon 64, Sempron sin dual

Channel

Socket-939 Set 2004 939 Athlon 64 y 64fx

Socket AM2Nov 2008 940

AMD Athlon 64, AMD Athlon 64

FX, AMD Athlon 64 X2, AMD

Sempron

Socket AM2+ Nov 2008 940

Athlon 64, Athlon 64 X2,

Opteron, Phenom

series :Phenom II X4, Phenom

X4, Phenom X3, Phenom X2

Socket AM3 Nov 2008 940 Phenom II, Athlon II, Sempron

40

Page 43: Arquitectura

3.5 El Microprocesador

El microprocesador o simplemente procesador, es el circuito integrado central y más

complejo de una computadora u computador; a modo de ilustración, se le suele

asociar por analogía como el "cerebro" de una computadora. Está constituido por

millones de componentes electrónicos integrados. Constituye la unidad central de

procesamiento (CPU) de un PC catalogado como microcomputador. Se encarga de

realizar las tareas que le enviamos a través de los periféricos de entrada como

teclado, ratón o los programas.

Función del microprocesador: Interpreta las instrucciones y procesa los datos dentro

de la computadora. Es el cerebro de la computadora, es el lugar donde se producen la

mayoría de los caculos.

El microprocesador es el chip más importante de la computadora. Sin el, no podría

funcionar. Constituye el centro neurálgico desde donde se controla todo lo que ocurre

dentro de una computadora. Actúa como el conductor y supervisor de los

componentes de hardware de sistema. Se acostumbra denominador a una

computadora por el tipo de CPU que contiene.

3.5.1 Tipos de procesador

Hay 2 marcas líderes en procesadores, y su respectiva familia:

Familia Intel: P1, P2, P3,P4, Pentium D, Core2 Duo, Core2 Quad y Core i3, Core i7.

Familia AMD: K5, K6,K6-2, K6-3, Athlon, Athlon xp, Athlon 64 x 2 y Phenom X3/X4.

También existen otros fabricantes como IBM con los Power PC y otros menos

conocidos. Nos vamos a centrar en los dos más conocidos: Intel y AMD

3.5.2 Características Velocidad o frecuencia

Tecnología de fabricación

Memoria Cache

Voltaje de trabajo y Temperatura máxima

Bus de datos

43

Page 44: Arquitectura

Bus interno de datos.

3.5.3 Velocidad o frecuencia

Una de las características que le permitirá evaluar el rendimiento de un procesador es

lo que habitualmente se denomina “frecuencia” del procesador. Es el número de

operaciones que puede realizar en un segundo. Todo computador tiene un reloj interno

que regula la velocidad a la cual se ejecutan las instrucciones y sincroniza a todos los

componentes el PC

La velocidad de la ejecución de las tareas ejemplo los juegos, el tiempo de carga y

ejecución de programas... todo depende de la CPU, pero no exclusivamente. Aunque

tengamos la mejor CPU del mercado, no nos garantiza tener el computador más

rápido. Esto hay que tenerlo muy claro.

La velocidad de la CPU es lo que determina el rendimiento del chip. Recordar que se

mide en megahertzios (MHz) o gigahertzios (GHz), y que 1 GHz = 1.000 MHz.

También es muy importante el núcleo, algo así como el nombre interno del

procesador. Por ejemplo, actualmente, el Pentium4 acumula alrededor de 5 nombres

internos, que son Willamete, Northwood, Prescott, Cedar Mill y Preslet. Se diferencian,

por ejemplo, en tamaño de los transistores (a menor tamaño, menos calor y más

velocidad), tamaño de la memoria caché interna o si son de uno solo o doble core

(doble core son "dos micros" en el mismo espacio físico, con lo cual su rendimiento es

mucho mayor que uno solo). Con AMD ocurre lo mismo, en el Athlon64 nos

encontramos actualmente nombres como Palermo, Venice, Manchester, San Diego,

Toledo, Orleans, Windsor... y otros que han desaparecido, como Winchester o

Newcastle. Es evidente que tenemos que mencionar los núcleos para que no nos den

gato por libre.

3.5.4 Memoria cache

La memoria caché es una memoria rápida que sirve al procesador para tener a mano

ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin

tener que acudir a la memoria RAM, reduciéndose de esta forma el tiempo de espera.

3.5.5 Voltaje / Potencia

Tanto el voltaje como la potencia han ido descendiendo mediante las mejoras

tecnológicas implementadas y a la necesidad de disminuir la cantidad de calor a

disipar, para que los procesadores no se deterioren por el efecto de las altas

temperaturas. .

44

Page 45: Arquitectura

Los procesadores, a partir del Pentium 2, incluyen una cantidad de memoria caché

como se muestra en la tabla:

Procesador Tecnología de

fabricación

Memoria caché L2 Voltaje de

trabajo

Pentium 1 0.35 micras Venia en placas 3.3 / 2.8 V

Pentium 2 0.25 micras 256 a 512 KB 2.8 a 2.0 V

Pentium 3 0.18 / 0.13 micras 256 a 512 KB 2.0 a 1.65 V

Pentium 4 0.13 / 0.09 micras 256 KB a 1024 KB (1

MB)

1.5 a 1.3 V

Pentium D 0.09 micras 512 KB a 1024 KB

(1MB)

1.4 a 1.25 V

Core 2 Duo 0.065 micras 65

manómetros

2 MB a 4 MB 1.25 V

Core 2 Quad 65 manómetros 8 MB 1.25 V

Core i3 45 nm o 32 nm 8 MB 1.25 V

Core i5 45 nm o 32 nm 16 MB 1.25 V

3.5.6 Temperatura Máxima

La temperatura máxima de trabajo de los procesadores se encuentran alrededor de los

60 grados centígrados (ºC), lo que implica que estos tengan que disponer de una

buena refrigeración, dado que el aumento de la frecuencia de los procesadores y la

densidad de integración de los transistores implica un aumento de la temperatura que

podría deteriorar a los procesadores.

45

Page 46: Arquitectura

3.5.7 Bus de Datos

El bus es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de un

computador o entre computadores. Están formados por cables o pistas en un círculo

impreso, dispositivo con resistencias y condensadores además de circuitos integrados.

Los buses son también responsables del rendimiento final de una PC. La velocidad a

la que es capaz de trabajar el bus marca la tasa de transferencia a la que los datos

viajan entre el procesador y otros componentes del sistema (memoria, etc.). Esta

frecuencia depende de la arquitectura del procesador, y el comportamiento del sistema

depende de la buena conjunción de la potencia interna del procesador (que

continuamente ofrece información a este bus), y de la velocidad a la que puedan

transmitirse los datos a través del bus.

Resumen de buses de datos y velocidades.

Procesador Bus de Datos Velocidad

Pentium 1 50/60/66 MHZ 75- 200 MHz

Pentium 2 99/100 MHZ 233 – 450 MHz

Pentium 3 100/133 MHZ 450 – 1400 MHz

Pentium 4 400/533/800 MHZ 1.4 – 3.8 GHz

Pentium D 800 MHZ 2.8 – 3.6 GHz

Core 2 Duo 1066/1333 MHZ 1.8 – 3.0 GHz

Core i3 1066/1333 MHz 2.93 – 3.06 GHz

Corei5 1066/1333 MHz 2.66 – 3.46 GHz

Core i7 1066/1333 MHz 2.66 - 3.2 Ghz

46

Page 47: Arquitectura

Bus Interno de Datos (registro).

El registro indica que tanta información puede manejar el procesador en forma

simultánea. El tamaño del registro describe también el tipo de software o instrucciones

que puede ejecutar el procesador. Esto significa que los procesadores con registros

internos de 64 bits pueden ejecutar los sistemas operativos y aplicaciones de 64 bits

en cambio, los procesadores con registros de 32 bits no pueden ejecutarlos. Ejemplo,

analice la situación de Windows XP y Windows Vista qué viene tanto en versión de 32

bits de 64 bits.

Resumen de buses de registro interno y ancho de bus.

Procesador Tamaño del registro interno

Ancho del bus de datos

XT, 286 18 BITS 32 BITS

386, 486 Pentium 1, 2, 3 y 4

32 BITS 64 BITS

Pentium D32/ 64 BITS 64 BITS

Core 2 Duo 64 BITS 64 BITS

Core i3 64 BITS 64 BITS

Core i5 64 BITS 64 BITS

Core i7 128 BITS 128 BITS

47

Page 48: Arquitectura

3.6 Evolución de Microprocesadores

3.6.1 Tipos de Microprocesadores INTEL

Los fabricantes de procesadores para PCs son 2:

INTEL Corporation Inc y

AMD (American Micro Devices).

La velocidad del procesador y el bus de datos están relacionados mediante la

siguiente fórmula:

Intel 8086

La versión profesional del anterior, con bus externo de 16 bits, que llegó a funcionar

hasta a 10 MHz. Ambos podían direccionar la misma cantidad de memoria, 1 MB,

pequeña limitación que ya hemos comentado que arrastran, todos los

microprocesadores posteriores cuando trabajan en “modo real” de, compatibilidad con

estos micros (por ejemplo durante el arranque). El tiene el honor de haber dado

nombre a la arquitectura “x86”, aunque luego la 386 la transformase en “IA-32”.

Intel 80186 y 80188

El 80186 se usó muy poco en equipos PC de escritorio, su uso principal fue en

sistemas embebidos como controlador, para lo que tenía importantes ventajas, como

integrar varios chips básicos de la arquitectura PC (como el generador de reloj. Por

supuesto, tuvo su versión con bus externo recortado a 8 bits, el 80188.

Intel 80286 (286)

Un microprocesador bastante importante por las mejoras que introdujo en los modos

de ejecución, añadiendo el modo protegido. Además, podía direccionar hasta 16 MB

de memoria (empleando 24 bits en lugar de los 20 del 8086), una barbaridad casi

imposible de pagar con los precios de entonces.

Físicamente se construyó ya en 1.5 micras, empezó a utilizar el encapsulado PGA y

funcionaba entre 6 MHz y unos 20 MHz según el modelo y el fabricante del chip.

Intel 386 (80386DX) y compatibles

48

Page 49: Arquitectura

Lanzado en octubre de 1985, supuso una tremenda revolución, además del comienzo

de la guerra entre los fabricantes de microprocesadores, con la retirada de licencias

por parte de Intel. La fabricación de clones “no autorizados” y numerosas demandas

legales cruzadas.

Este micro fue el primero de 32 bits para PC, que en la versión 386 “completa” (la DX)

lo era del todo: registros de 32 bits, direccionamiento de memoria de 32 bits (hasta 4

GB de memoria, una cifra increíble en aquél entonces) y buses de datos de 32 bits. Se

dio la significativa circunstancia de que el primer PC que utilizó este micro no fue de

IBM, sino de Compaq; las cosas empezaban a cambiar en el mercado del PC.

Este microprocesador supuso toda una revolución a nivel de arquitectura. sentando las

bases del funcionamiento moderno con el modo protegido de 32 bits empleado desde

el principio en sistemas operativos modernos como Linux y el modo real virtual para

ejecutar software diseñado para los micros 80 desde el modo protegido; por ello, la

arquitectura x86 pasó a llamarse en muchos círculos IA-32.

Con muy diversos encapsulados según fuese a integrarse en un zócalo (PGA) o a

insertarse en la placa principal de forma definitiva, empezó a fabricarse tecnología de

1 micra y una velocidad de 16 MHz, llegando hasta 33 MHz los modelos de Intel y

hasta 40 MHz en los “clónicos” de AMD.

Admitía el uso de un coprocesador matemático, el 80387 o 387 Intel compatible que se

instalaba en un zócalo PGA de la placa principal (de 68 pines en el caso del Intel 387).

Evidentemente el rendimiento en coma flotante se disparaba respecto a la emulación

por software y era necesario para ejecutar programas como AutoCAD.

El micro aún no incluía memoria caché.

Intel 386SX y 386SL

Lamentablemente, la costumbre de las versiones recortadas

continuaba, porque supuestamente reducía los costos; puede

que en este caso incluso todavía fuese cierto, aunque luego no

lo ha sido tanto. Destinado a emplearse en los sustitutos de los

AT (y se utilizó muchísimo, de ahí que se merezca apartado

propio), su bus externo era de 16 bits como el del 286 y “sólo”

podía direccionar 16 MB de memoria: mucho menos que el DX, pero mucho más de lo

que podíamos pagar la inmensa mayoría de usuarios.

49

Page 50: Arquitectura

Por otro lado, el 386SL era una versión de bajo consumo del 386SX, destinada a PC

portátiles: incluía algunas funciones internas de ahorro de energía, algo revolucionario

por aquel entonces.

Presentado en 1989, este micro podía considerarse un 386 con coprocesador

matemático y caché (8 KB, eran “caché L1’ si la placa base tenía su propia caché “L2”)

integrados; sin embargo, otras mejoras Internas hacían que su rendimiento fuese

incluso mayor.

Empezó a fabricarse con tecnología de 1 micra, ya prácticamente siempre en el

habitual encapsulado PGA. La velocidad del 486DX era de 25, 33, 40 ó 50 MHz, con

numerosos modelos de AMD y Cyrix. El modelo 486SL era el de bajo consumo,

destinado a equipos portátiles.

La familia de micros basada en el diseño 486 vio numerosos cambios, tanto en si

misma como por ejemplo en sus placas base, en ellas aparecieron los primeros

zócalos ZIF para fácil instalación del microprocesador.

Una versión curiosa de este micro fue el Intel RapidCAD. Diseñado para poder

instalarse en placas de 386 con un falso coprocesador matemático para instalar en su

zócalo al tenerlo integrado el micro principal.

Intel 486DX2, 486DX4 y compatibles

Al aumentar la velocidad de los microprocesadores se hizo

evidente que no se podría mantener la velocidad del bus

externo a la misma velocidad que la interna, porque el resto

de componentes del PC no estaban ni mucho menos a la

altura; por ello, se empezaron a utilizar multiplicadores que

hiciesen funcionar al interior del micro un cierto número de

veces más rápido que la velocidad de bus.

En el caso de los 486DX2, este multiplicador era ‘2x”: los micros funcionaban

internamente a 50 ó 66 MHz (80 MHz en AMD), pero su velocidad externa era de 25 ó

33 MHz. Lamentablemente, estos microprocesadores tenían ya una velocidad que

hacía imprescindible añadir alguna clase de refrigeración, como mínimo un disipador.

Los 486DX4 eran un caso curioso, donde el marketing Intel se imponía a las

matemáticas, porque su multiplicador no era 4x, sino 3x: los modelos de 75 MHz

tenían un bus de 25 MHz y los de 100 MHz uno de 33 MHz. Además, redujeron el

50

Page 51: Arquitectura

tenían un bus de 25 MHz y los de 100 MHz uno de 33 MHz. Además, redujeron el

voltaje de funcionamiento de los habituales 5 voltios a 3,3 V.

AMD sacó dos versiones 486DX4 de gran velocidad, una a 120 MHz y otra a 133 MHz.

Las dos eran francamente peculiares: la de 120 MHz funcionaba a 3x40, una velocidad

de bus casi de overclocking que hacía a este micro tan rápido como el de 133 MHz

(llamado también Am5x86 ó AMD 5x86), que sí tenía un multiplicador 4x (y bus a 33

MHz).

Intel Pentium

La increíblemente exitosa marca registrada “Pentium” surgió

en 1993, con Intel bastante cansada de que sus competidores

aprovechasen para sus micros la misma numeración (con

leves variaciones, como los 486 “Am486” de AMD o los

“Cx486” de Cyrix); ciertamente, aunque los micros “ciánicos o

compatibles” fuesen tan buenos o mejores (como los 486DX4 de AMD) que los Intel,

bastante gente los compraba sin saberlo, por vendedores poco escrupulosos que no

se molestaban en informar de la marca del macro, como si fuese algo a ocultar; y que

los compradores se sintiesen engañados al darse cuenta del cambio tampoco

favorecía a la imagen de AMD y Cyrix, la verdad.

En fin, el Pentium clásico era un micro potente. De 32 bits pero con bus externo de 64

bits (algo muy importante para el acceso a la memoria), 16 KB de caché, aún no se

incorporaba la L2 en X 86, como las SSE), comercialmente se emplearon hasta la

sociedad, con fuertes campañas de publicidad del “Intel inside” que llegaron a mostrar

conjuntos de técnicos electrónicos bailarines con llamativos trajes de colores como los

utilizados en las mucho menos entretenidas salas limpias de sus fábricas.

Los Pentium MMX para P.C de sobremesa se fabricaron con velocidades de 166. 200

y 233 MHz, con versiones más rápidas especificas para portátiles. Empleaban un

voltaje menor para el núcleo del chip (2,8 V) que para la parte de I/O (3,3 V), algo

beneficioso pero que limitaba su compatibilidad a nivel de placa base.

Pentium Pro

La Pentiun Pro o “P6” supuso un importantísimo avance

en la arquitectura de los microprocesadores Intel,

abriendo el camino a los Pentium II ‘‘ III. Internamente

tenía diferencias muy importantes respecto a los

51

Page 52: Arquitectura

diseños Pentium anteriores: era más superes calar, su unidad matemática era aún

más rápida. Tenia una avanzada predicción de bifurcaciones con ejecución

especulativa y, un importante cambio que seguirían tiempo después todos los

microprocesadores tenia la caché de segundo nivel en el encapsulado del chip.

Por supuesto el Pentium Pro tenía una caché de primer nivel (L 1) en su propio núcleo,

la diferencia con diseños anteriores es que la caché L2 no estaba sobre la placa,

comunicándose con el micro mediante el bus frontal FSB, sino enuncie su propio

dentro el encapsulado, comunicándose mediante un bus “trasero’ a la misma velocidad

que el microprocesador. Esto suponía un importante aumento de rendimiento, aunque

implicaba que el micro debía ser bastante grande para poder alojar ambos, empleando

un enorme zócalo rectangular llamado socket

Pentium II

La Pentium II, data de 1997, se basaba internamente en el diseño del Pentium Pro

lanzado año y medio antes, pero con mejor gama que

permitían venderlo como un micro para todos los

usuarios, no sólo como un modelo para servidores y

estaciones de trabajo. Su rendimiento con software de 16 bits (que debía haber estado

en desaparición para ese momento, pero se resistía, sin que Microsoft colaborase

demasiado en lo que le tocaba), se añadieron las instrucciones MMX (poco útiles, pero

tampoco costaba nada ponerlas), su caché L1 se situó en unos excelentes 32 KB y se

sacó la caché L2.

La Pentium resulta inconfundible por utilizar un gran formato de tipo cartucho negro en

lugar de los pequeños encapsulados PGA habituales; este cartucho se insertaba en

una ranura, llamada Slot 1. La idea era poder integrar el chip en una placa de circuito

que ocupaba todo el interior del cartucho, sobre la que se situaba la caché L2 en forma

de chips de SRAM independientes, 512 KB funcionando a la mitad de la velocidad del

micro; un retroceso respecto a la caché de la Pentium Pro, pero muchísimo más

barato de fabricar.

De la Pentium II se fabricaron dos tipos de núcleo (desde entonces es habitual

interesarse por el tipo de núcleo, porque a veces introducen cambios muy

significativos): de 0,35 micras, con velocidades de 233, 266 ó 300 MHz, y el Deschutes

de 0,25 micras, de hasta 450 MHz (como ya explicamos, cuanto menor es la

tecnología de fabricación mayor puede ser la velocidad de ‘reloj y menos se calienta el

micro). La velocidad de bus original fue de 66

52

Page 53: Arquitectura

Pentium III

Volviendo al redil del fabricante líder, en 1999 nos encontramos con el siguiente

microprocesador basado en el diseño del Pentium Pro.

Casi la única novedad del primer modelo de Pentium

III, el Katmai de 0,25 micras. Mucho más completas

que las MMX (que seguían ahí, por supuesto). Por lo

demás, poca cosa, un mero lavado de cara al Pentium

II y velocidades de hasta 600 MHz.

La auténtica Pentium III fue la utilización de la tecnología tk, 0,18 micras permitió

integrar la caché L2 (256 KB) dentro del micro y hacerla funcionar a la misma

velocidad que éste, lo que también permitió abandonar siempre el Slot 1, volviéndose

a un formato de encapsulado tipo PGA para zócalo llamado Socket 370. Además, se

fabricaron versiones con bus de 133 y velocidades de hasta 1 GHz), abortando el

intento de llegar a 1,13 GHz por las dificultades de exprimir más este diseño en 0,18

micras.

Intel: la marca que más vende y la más conocida gracias a sus

procesadores Pentium. Tienen dos posibles sockets: 478 y 775. El

primero de ellos está pasado de moda y desapareciendo, así que

nos centraremos en el segundo. Actualmente distribuye, dentro del

nuevo socket 775, los siguientes modelos:

Intel Celeron D, la gama baja y con un

rendimiento muchísimo peor de lo que se espera de

los GHz que tienen, pues tienen muy poca memoria

caché para poder ser tan baratos. Además, son sólo 

de 32 bits. Actualmente de 2'533 a 3'333 GHz. Hay de

dos tipos, núcleo Prescott con 256 Kb de caché y

núcleo Cedar Mill, con 512 Kb. Los segundos son

mejores.

Intel Pentium 4, la gama media. Actualmente todos poseen extensiones EMT 64,

por lo que son micros de 64 bits. Es importante que te des cuenta que ya no indican el

nº de GHz, sino un modelo. Por tanto, es muy importante que averigües la velocidad

real del micro. Existen dos cores:

Prescott: de 531 / 3'0 GHz hasta 541 /

3'2 GHz, con 1024 kB de caché

53

Page 54: Arquitectura

Cedar Mill: de 631 / 3'0 GHz hasta 661 / 3'6 GHz, con 2048 kB de

caché. Es evidente que los segundos son mejores, los que empiezan

por"600". 

Intel Pentium D, la gama alta. Similares a los anteriores pero de doble core. Es

decir, que es como si estuvieras comprando dos micros y los colocaras en el mismo

espacio, duplicando (idealmente) el rendimiento. Sólo se

aprovechan al 100% si el software está optimizado, pero

son muy recomendables dada la facilidad con que

permiten trabajar con varios programas a la vez. Fíjate

bien en los precios porque hay Pentium D por el mismo

dinero que un Pentium 4 de los mismos GHz (de 3'2 a 3'6 GHz)  por lo que estarías

comprando el doble por el mismo dinero. También son micros de 64 bits. Existen dos

cores:

Smithfield: 805 y 2'666 GHz. Sólo 1024 Kb de caché por core. Muy malos,

dado que tienen sólo 533 MHz de bus.

Presler, de 915 / 2'8 GHz hasta 960 / 3'6 GHz. 2048 kB de caché por core y

800 MHz de bus. Uno de estos es buena compra, así que asegúrate que

empiece por "900".

Intel Core 2 Duo,

La gama más alta. También de doble core y 64 bits, pero

emplean una arquitectura nueva (arquitectura core), que es

la base para los futuros micros de 4 y 8 cores en adelante.

Aunque van a una velocidad de GHz menor, su rendimiento

es muchísimo más alto que los anteriores, por lo que son

mucho más rápidos que los Pentium D. Existen dos cores:

Allendale, E6300 / 1'866 GHz y E6400 / 2'133 GHZ, con 1024 Kb de caché por

core y 1066 MHz de bus. Son buena compra, pero no son los mejores Core 2

Duo.

Conroe: E6600 / 2'4 GHz y E6700 / 2'6 GHz, con 2048 Kb de caché por Core y

1066 MHz. Los más recomendables si el presupuesto te lo permite.

Conroe XE: X6800EE / 2'93 GHz, con 2048 kB de caché por core y 1066 MHz.

La versión más extrema de Intel. Actualmente el micro más rápido de Intel para

computadores de sobremesa (no servidores ni portátiles). Es caro (más de

54

Page 55: Arquitectura

1.000 euros) y su rendimiento no es mucho mayor que el E6700 que cuesta la

mitad.

La elección del microprocesador depende del uso que se le vaya a dar. Si sólo vamos

a usarlo para aplicaciones de ofimática (procesador de textos, hojas de cálculo y

programas relativamente sencillos y con poco uso de memoria) los Celeron nos

valdrán, ya que el uso de memoria es bastante reducido. Pero ojo, que son de 32 bits,

algo que, si bien hoy día no está desaprovechado por la falta de software optimizado a

64 bits, está muy anticuado.

Sin embargo, un computador como regalo para una familia, sobre todo para los hijos

que aunque digan que no, van a jugar, los Celeron se quedan bajos. Son necesarios

micros más potentes, es decir, los Pentium 4. Especialmente sabiendo que el nuevo

sistema operativo de Microsoft, el Windows Vista, Windows seven está abarcando en

casi todas las PCs, y que requerirá un computador potente para moverlo.

Core 2 Quad

Es una serie de procesadores con 4 núcleos, según Intel, deben

ser unos 65 % más rápidos que los Core 2 Duo.

Inicialmente estos procesadores fueron producidos con el

proceso de manufactura de 65 manómetros (núcleos Kentsfeld),

con frecuencias que van desde los 2.4 GHZ hasta los 3 GHz y con un FSB de entre

1066 y 1333 MHz y una memoria cache L2 de 8 MB (2x4 MB). Posteriormente, se

redujo el proceso productivo a 45 nanómetros, creando el núcleo Yorkfield que, al igual

que su antecesor, corresponde a 2 núcleos Wolfdale bajo el mismo empaque.

Core i7

Es la nueva gama de microprocesadores de Intel. Se trata de un

conjunto de microprocesadores con arquitectura de x86 de 64

bits, y por ahora todo lo que hay en el mercado es de cuatro

núcleos, quad-core. Trabaja con el chipset Intel X58.

Características

Uso exclusivo con memorias DDR3. Y no se puede utilizar con DDR” en los nuevo

Intel Core i7. El Intel X58 también brinda la posibilidad de utilizar tres canales de

55

Page 56: Arquitectura

memoria a razón de un máximo de dos slots por cada canal. En total, seis slots por

placa, cuando antes solo se podían utilizar hasta cuatro. Dual Channnel continua

siendo compatible.

Todos los núcleos están ahora bajo el mismo chip. Esto ya ocurría antes en algunos

determinados modelos de micros AMD, aunque eran pocos. Con este cambio, las

transferencias de información ganan en velocidad.

En los Core i7, Intel ha renovado el Hyperthreading. Cada núcleo dispone ahora de

dos hilos de procesamiento, con lo cual el sistema se ve como si tuviera ocho

núcleos en vez de cuatro. Según Intel, los algoritmos de multiprocesador han sido

mejorados respecto de los anteriores.

.

3.6.2 Tipos de Microprocesadores AMD

Los procesadores AMD son el rival más directo de Intel.

Los micros son exactamente igual de compatibles, y al usar

el computador no notaremos en ningún momento las

diferencias entre uno y otro.

De la misma manera que ocurre con Intel, AMD también

fabrica diferentes gamas de microprocesadores: los Sempron, al nivel que los Celeron

son los de peor calidad, pero que sin embargo si el uso del computador es básico,

ofimática, uso de internet y algo más, un Sempron será suficiente. Si no, podemos

mejorar la calidad, los Athlon64 (con 64 bits, como dice el nombre) o los Athlon 64 X2,

que son los de doble Core de AMD.

Resulta destacable en AMD su denominación de velocidad teórica, marcada con un

XXXX+ que no representa su velocidad en GHz. Por ejemplo, un Athlon64 3200+ con

512 kB de caché, va realmente a 2 GHz. Eso no implica que sean lentos, todo lo

contrario, se supone que ese 2 GHz equivale a una Pentium4 a 3,2 GHz (de ahí el

3200+). Normalmente suele ser un poco pretencioso, y equivale realmente a un

Pentium 4 2'8 ó 3 GHz. Por ello el valor acabado en el signo + sirve para comparar los

Athlon entre sí, pero no demasiado válido para compararlos con los Pentium 4.

56

Page 57: Arquitectura

En la actualidad existen hasta cuatro sockets de AMD. Los dos más antiguos, el

socket A/462 y el socket 754, y hoy día no son nada recomendables, No por que no

hayan tenido sus buenos tiempos con micros rápidos, sino porque hoy día venden

micros muy lentos para ellos, así que los descartamos. Así que nos quedamos con el

socket 939 y el nuevo socket AM2. La diferencia está en que el primero emplea

memoria RAM DDR y el segundo DDR2, como la de los Pentium4. Los socket 939 son

más antiguos, pero son totalmente vigentes, igualan en rendimiento a los AM2, y

además son el algunos casos (concretamente los modelos más rápidos) mucho más

baratos. Intentaremos centrarnos en ambos. Recuerda que los Sempron64, Athlon64 y

Athlon 64 X2, como dice el nombre, son todos de 64 bits.

Athlon Sempron64 con socket AM2. La alternativa teóricamente más económica, muy

poco recomendable, con sólo 128 y 256 kB de caché y velocidades de 2800+ hasta

3600+. Son igual de caros que los Athlon64 Socket 939 Venice del siguiente

apartado y mucho peores, por lo que comprarlos es tirar el dinero.

Athlon 64 con Socket 939: aquí tenemos hasta 4 cores:

Venice y Manchester. En este caso recomendamos los primeros, que son

algo más baratos y similares en rendimiento que los segundos. Dentro de

los Venice tenemos desde 3000+ hasta 3800+. Los Manchester son el

modelo doble core pero con uno de ellos desactivado. Al igual que los

Venice, tienen 512 kB de caché.

Existen otras dos variantes con núcleos San Diego y Toledo, ambos 3700+ y

con 1024 Kb de caché. Son los mejores Athlon 64 de socket 939 con

diferencia, pues tienen más memoria caché, por lo que son los mejores

athlon64 939.

Athlon 64 con Socket AM2. En este caso tenemos sólo un núcleo, Orleans, con

velocidades entre 3200+ y 3800+, con 512 Kb de caché. No existen diferencias

importantes frente al Venice del Socket 939, salvo la intrínseca al socket (como ya

hemos comentado, memoria RAM DDR para el 939, DDR2 para el AM2).

Athlon 64 X2 con Socket 939. Al igual que en los Intel, también tenemos esta

opción con doble core de AMD, es decir, dos micros en el mismo espacio. Tenemos

dos núcleos:

Manchester, con velocidades de 3800+ hasta 4600+. Con 512 Kb de caché por

core. No son malos, pero tampoco los mejores.

57

Page 58: Arquitectura

Toledo, con velocidades de 4400+ hasta 4800+. Con 1024 Kb. Son los mejores

doble core para socket 939.

Athlon 64 X2 con Socket AM2. Tenemos un núcleo, Windsor, con velocidades

desde 3600+ hasta 5200+, Ojo que tienen cachés de distintas velocidades, entre 256 y

1025 Kb. Por ejemplo, el 4200+ a 2,2 GHz y 512 Kb,  el 4400+ a 2,4 GHz y 1024 Kb.

Ambos van a la misma velocidad real y, sólo por el aumento de caché, la velocidad

"teórica" es mayor. Lo mismo pasa con los dos modelos más exclusivos, el 5000+ a

2,6 GHz con 512 Kb y el 5200+ a 2,6 GHz con 1024 Kb.

Athlon 64 FX-62 con Socket AM2. Es el más alto de gama de AMD, doble core, 2'8

GHz de velocidad y 1024 Kb de caché por core. Es muy caro (más de 800 euros) y no

va mucho más rápido que un Athlon 64 X2 5200+ que cuesta la mitad. Una de sus

ventajas es que tiene desbloqueado el multiplicador y es muy apto para técnicas de

overclocking (forzar el micro a que funcione más rápido de su velocidad teórica). Por

ello, es recomendable sólo a usuarios expertos que, además, tengan o quieran

gastarse tal cifra de dinero en un micro.

Dentro de AMD, la mejor opción relación calidad/precio, hoy por hoy, es el socket

939, ya que, como hemos dicho, son más baratos que los AM2 e igual de rápidos.

Además, la memoria DDR que necesitan es más barata que la DDR2.

3.6.3 Tipos de Buses

Los componentes básicos de la computadora están conectados mediante rutas de

comunicación llamados buses.

Un bus es conjunto de conductores paralelos que transportan datos y señales de

control desde un componente a otro.

Los tres principales tipos de bus de sistema pueden identificarse por el tipo de

información que transportan: bus de dirección, bus de datos y bus de control.

Bus de Direcciones.- El bus de direcciones es una ruta unidireccional, la información

solo puede fluye en una dirección. La función de esta ruta es transportar las

direcciones generadas por la C.P.U hacia la memoria y los elementos de E/S de la

58

Page 59: Arquitectura

computadora. La dirección determina cual es el destino y origen de los datos. Cada

elemento tiene una dirección, que es su identificación en el sistema, por lo menos para

esta tarea sin repetirse. El número de conductores de bus determina el tamaño de las

direcciones. El tamaño de bus de direcciones determina el número de direcciones de

memoria y los elementos de E/S que el microprocesador puede direccionar.

Bus De Datos.- El bus de datos es una ruta bidireccional para el flujo de datos

“Bidireccional” significa que la información puede viajar en dos direcciones. Los datos

pueden fluir por el bus de datos desde el CPU hacia la memoria durante una operación

de escritura y desde la memoria hacia el CPU en una operación de lectura. Sin

embargo, si dos dispositivos intentan utilizar el bus al mismo tiempo, se producirán

errores de datos.

Cualquier dispositivo conectado al bus de datos debe ser capaz situar temporalmente

su salida en espera cuando no tenga acceso microprocesador. Esto suele recibir el

nombre de estado flotante. El tamaño del bus de datos, medido en bits, representa el

tamaño de la palabra de la computadora.

Bus de Control.- El bus de control lleva las señales de control y temporización

necesarias para coordinar las actividades de la computadora. A diferencia de las

señales del bus de datos y de direcciones, la del bus de control no están

necesariamente relacionadas unas con otras. Unas son señales de salida procedentes

de la CPU, mientras que otras son de entradas dirigidas a la CPU y procedentes de los

elementos de E/S del sistema. Cada tipo de microprocesador genera o responde, a un

conjunto diferente de señales de control.

3.6.4 Memoria RAM

• La memoria RAM, (memoria de acceso aleatorio) se compone de uno o más chips y

se utiliza como memoria de trabajo para programas y datos. Es un tipo de memoria

temporal que pierde sus datos cuando se queda sin energía (por ejemplo, al apagar el

computador). Se puede definir la arquitectura de computadores como el estudio de la

estructura, funcionamiento y diseño de computadores. Esto incluye, aspectos del

hardware, pero también afecta a cuestiones de software de bajo nivel.

• Computador, dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y

ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y

correlacionando otros tipos de información.

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Page 60: Arquitectura

3.6.5 Ranuras para la Memoria RAM

Son los conectores para memoria RAM, estos módulos han ido variando en tamaño,

capacidad y forma de conectarse a la placa base.

RANURA DIMM.- Dual In lines Memory Module= Modulo de memoria en doble línea.

Tiene 168 contactos y dos (2) topes dispuestos hacia un lado.

RANURA RIMM.- Rambus In line Memory Module= Modulo de Memoria en línea de

Rambus nació por un convenio entre Intel y la empresa Rambus. Tiene 184 contactos

y dos (2) topes orientados hacia el centro.

RANURA DDR.- Double Data Rate=Doble velocidad de datos. Tiene 184 contactos y

un (1) solo tope.

RANURA DDR2.- Es el sucesor de las ranuras DDR. Tiene 240 contactos y la

ubicación del tope es diferente que en las ranuras DDR.

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Page 61: Arquitectura

RANURA DDR3.- Es el sucesor de la ranura DDR2. También tienen 240 pines, el

mismo número que DDR2, sin embargo, los módulos son físicamente incompatibles,

debido a una ubicación diferente del único tope que tiene.

FRECUENCIA O BUS

El bus de la memoria se refiere a la cantidad de buses que conectan a la memoria y al

controlador de memoria de la placa base (ubicado en el chipset). A esta conexión se le

nombra por la cantidad e bits que posee (64 o 128 por lo general), y como un bit es

representado por un bus, entonces una computadora de 64 bits de bus de memoria,

implica una conexión de 64 pistas.

La velocidad de un bus está más refería a la velocidad que puede trabajar el

controlador o la memoria. Esta velocidad se mide en Herzios (Hz), y depende del tipo

de memoria.

TIPOS DE MEMORIA

Hay muchos tipos de memoria RAM, es el dispositivo que más cambios ha

experimentado. Los vigentes son:

DIMM : 66, 100, 133 MHz

DDR : 266, 333 o 4000 Mhz

DDR2 : 400, 533, 666, 800 o 1066 MHz

DDR3 : 800, 1066 o 1133 Mhz

DIMM SDRAM: “ Synchroncus Dynamic Random Access Memory” Memoria de

acceso aleatorio dinámico y sincrónico.

Esta memoria introdujo el concepto a la misma velocidad interna del procesador. Por

ejemplo si su computadora usa un bus de 133 MHz la memoria tendrá una velocidad

de acceso de también 133 MHz, con lo cual se mejoro notablemente el rendimiento de

la memoria de la PC. Estos módulos poseen un total de 168 contactos y manejan 64

bits. Tienen 2 muescas.

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Page 62: Arquitectura

DDR SDRAM: Estos módulos de memoria se diferencian de los módulos SDRAM

convencionales por su capacidad de activar la salida de datos no solo al comienzo del

ciclo de reloj del procesador sino también a su fin. Esto aumenta por 2 la capacidad de

envió de datos al sistema DDR (Double Data Rate). Los módulos DDR, poseen 184

contactos y trabajan a 64 bits. Tienen 1 única muesca.

DDR2 SDRAM: Estos módulos de memoria se diferencian de los SDRAM

convencionales por su capacidad de activar la salida de datos no solo al comienzo del

ciclo de reloj el procesador sino también a su fin. Esto aumenta por 2 la capacidad de

envió de datos al sistema, DDR (Double Data Rate). Para usar en PCs, las DDR3

SRDAM son suministradas en tarjetas de memoria DIMM con 240 pines y una

localización con una sola ranura. Las tarjetas DIMM son identificadas por su máxima

capacidad de transferencia (usualmente llamado ancho de banda)

DDR3

SDRAM:

DDR3 es el sucesor de DDR2. Estos módulos de memoria se diferencian de los

módulos. Teóricamente, estos módulos pueden transferir datos a un tasa de reloj

efectiva de 800-1600 MHz, comprado con el rango actual del DDR2 de 533-800 MHZ o

200-400 MHz del DDR.

Los DDR3 tienen 240 pines, el mismo número que DDR2; sin embargo, los DIMMs son

físicamente incompatibles, debido a una ubicación diferente de la muesca

62

Page 63: Arquitectura

3.7Tarjetas GraficasUna tarjeta gráfica, tarjeta de vídeo, tarjeta aceleradora de gráficos o adaptador de

pantalla, es una tarjeta de expansión para una computadora personal, encargada de

procesar los datos provenientes de la CPU y transformarlos en información

comprensible y representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor.

Se denota con el mismo término tanto a las habituales tarjetas dedicadas y separadas

como a las GPU integradas en la placa base (aunque estas ofrecen prestaciones

inferiores).

Algunas tarjetas gráficas han ofrecido funcionalidades añadidas como captura de

vídeo, sintonización de TV, decodificación MPEG-21 y MPEG-4 o incluso conectores

Firewire, de ratón, lápiz óptico o joystick.

Las tarjetas gráficas no son dominio exclusivo de los PCs; contaron con ellas

dispositivos como los Commodore Amiga (conectadas mediante los slots Zorro II y

Zorro III), Apple II, Apple Macintosh, Spectravideo SVI-328, equipos MSX y, por

supuesto, en las videoconsolas.

Ranuras ISA

ISA (Induslry Standard Architecture, arquitectura estándar de La industrial nada

menos) es el tipo de ranura más veterano en equipos PC. Las del IBM PC original, de

8 bits, se ampliaron en 1984 en velocidad y longitud física con al modelo de 16 bits,

que se empleó durante bastante años hasta ser sustituido totalmente por las ranuras

PCI; actualmente sólo se encuentran ranuras ISA en equipos PC para aplicaciones

industriales.

Ranuras PCI:

63

Page 64: Arquitectura

Se trata de un tipo de ranura que llega hasta nuestros días (aunque hay una serie de

versiones), con unas especificaciones definidas, un tamaño menor que las ranuras

EISA (las ranuras PCI tienen una longitud de 8.5cm, igual que las ISA de 8bits), con

unos contactos bastante más finos que éstas, pero con un número superior de

contactos. Con el bus PCI por primera vez se acuerda también estandarizar el tamaño

de las tarjetas de expansión

Ranuras MCA y EISA

Las dos son ranuras de 32 bits (aunque MCA disponía también de una versión de 16

bits), las dos suponían un gran avance respecto a ISA (unos 40 MB/s para MCA y 32

MB/s para EISA, con capacidad bus mastering y de comparición del bus entre varios

dispositivos)... y las dos comparten un fracaso casi rotundo.

Ranuras VESA Local Bus (VL-bus o VLB)

Tuvieron una vida relativamente efímera, ya que se empezaron a usar en los 486 (con

gran éxito) y desaparecieron por completo en los primeros tiempos del Pentium. Eran

literalmente un desarrollo ‘a partir de ISA”: una ranura ISA de 16 en su extremo que la

hacia de 32 bits y permitía entre 100 y 160 B/, según.la velocidad del microprocesador,

porque funcionaba de formación con el bus

de éste (“local bus’); esto hacia a las VLB

muy rápidas en ciertos problemas de

estabilidad con micros cuyo bus fuese de más

de 33 MHz.

Ranura AGP

64

Page 65: Arquitectura

“Ranura” en singular, ya que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de video

3D, por lo que se diseñó sólo para una. AGP, .4cce/erated Grciphics Por puerto de

gráficos acelerado, es un desarrollo de Intel a partir de especificación PCI 2.1 que

llegó al mercado en 1997 para responder al interés del mercado eh el aspecto gráfico,

tanto en las aplicaciones profesionales

PCI-EXPRESS

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. Este sistema es apoyado por Intel.

PCI-Express es abreviado como PCI-E o PCIE, aunque erróneamente se le suele

abreviar como PCIX o PCI-X. Sin embargo, PCI-Express no tiene nada que ver con

PCI-X que es una evolución de PCI, en la que se consigue aumentar el ancho de

banda mediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces más rápido

que el PCI 2.1. Su velocidad es mayor que PCI-Express, pero presenta el

inconveniente de que al instalar más de un dispositivo la frecuencia base se reduce y

pierde velocidad de transmisión.

Bus está estructurado como enlaces punto a punto, full-duplex, trabajando en serie. En

PCIE 1.1 (el más común en 2007) cada enlace transporta 250 MB/s en cada dirección.

PCIE 2.0 dobla esta tasa y PCIE 3.0 la dobla de nuevo.

1.8 Controladores

Un controlador es software que permite que el equipo se comunique con hardware o

dispositivos. Sin los controladores, el hardware que se conecte al equipo (por ejemplo,

una tarjeta de vídeo o una impresora) no funcionará correctamente.

En la mayoría de los casos, los controladores se incluyen con Windows o bien pueden

encontrarse a través de las actualizaciones que ofrece Windows Update, que se abre

desde el Panel de control. Si Windows no tiene el controlador necesario, puede

encontrarlo en el disco suministrado con el hardware o el dispositivo que desea usar, o

bien en el sitio web del fabricante.

65

Page 66: Arquitectura

CAPITULO IV

DIPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO

4.1 Unidades de DiscoSon dispositivos de entrada/salida, es decir, nos van a servir tanto para leer

información contenida en ellos como para guardarla, ej. los discos duros.

4.2 Discos Duros (HDD)

Se llama disco duro, disco solidó o disco rígido (en inglés hard disk, abreviado con

frecuencia HD o HDD) al dispositivo encargado de almacenar información de forma

permanente en una computadora.

Los discos duros generalmente utilizan un sistema de grabación magnética digital. En

este tipo de disco encontramos dentro de la carcasa una serie de platos metálicos

apilados girando a gran velocidad. Sobre estos platos se sitúan los cabezales

66

Page 67: Arquitectura

encargados de leer o escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares a la

hora de comunicar un disco duro con la computadora. Los más utilizados son

Integrated Drive Electronics (IDE), SCSI, y SATA, este último estandarizado en el año

2004.

Tal y como sale de fábrica, el disco duro no puede ser utilizado por un sistema

operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más

particiones y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por nuestro

sistema.

También existe otro tipo de discos denominados de estado sólido que utilizan cierto

tipo de memorias construidas con semiconductores para almacenar la información. El

uso de esta clase de discos generalmente se limitaba a las supercomputadoras, por su

elevado precio, aunque hoy en día ya se puede encontrar en el mercado unidades

mucho más económicas de baja capacidad (hasta 64 GB) para el uso en

computadores personales (sobretodos portátiles). Así, el caché de pista es una

memoria de estado sólido, tipo memoria RAM, dentro de un disco duro de estado

sólido

ESTRUCTURA FÍSICA

Dentro de un disco duro hay varios platos (entre 2 y 4), que son discos (de aluminio o

cristal) concéntricos y que giran todos a la vez. El cabezal (dispositivo de lectura y

escritura) es un conjunto de brazos alineados verticalmente que se mueven hacia

dentro o fuera según convenga, todos a la vez. En la punta de dichos brazos están las

cabezas de lectura/escritura, que gracias al movimiento del cabezal pueden leer tanto

zonas interiores como exteriores del disco

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Page 68: Arquitectura

Cada plato tiene dos caras, y es necesaria una cabeza de lectura/escritura para cada

cara (no es una cabeza por plato, sino una por cara). Si se mira el esquema Cilindro-

Cabeza-Sector (más abajo), a primera vista se ven 4 brazos, uno para cada plato. En

realidad, cada uno de los brazos es doble, y contiene 2 cabezas: una para leer la cara

superior del plato, y otra para leer la cara inferior. Por tanto, hay 8 cabezas para leer 4

platos. Las cabezas de lectura/escritura nunca tocan el disco, sino que pasan muy

cerca (hasta a 3 nanómetros). Si alguna llega a tocarlo, causaría muchos daños en el

disco, debido a lo rápido que giran los platos (uno de 7.200 revoluciones por minuto se

mueve a 120 km/h en el borde).

ZONAS DEL DISCO

Plato: Cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.

Cara: Cada uno de los dos lados de un plato

Cabeza: Número de cabezal; equivale a dar el número de cara, ya que hay un

cabezal por cara.

Pista: Una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.

Cilindro: Conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están

alineadas verticalmente (una de cada cara).

Sector: Cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo,

siendo el estándar actual 512 bytes. Antiguamente el número de sectores por pista

era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas

exteriores pueden almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la

tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el número de sectores

en las pistas exteriores, y usa más eficientemente el disco duro.

El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el CHS (cilindro-cabeza-sector),

ya que con estos tres valores se puede situar un dato cualquiera del disco. Más

adelante se creó otro sistema más sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques),

68

Page 69: Arquitectura

que consiste en dividir el disco entero en sectores y asignar a cada uno un único

número. Este es el que actualmente se usa.

4.3Controladores de Disco Duro

Actualmente los discos duros usan controladores de tecnología SATA, IDE o SCSI.

IDE: Integrated Devices Electronics, "Dispositivo con electrónica integrada") o ATA

(Avance Tecnología Attachment), controla los dispositivos de almacenamiento masivo

de datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet

Interface) Hasta hace bien poco, el estándar principal por su versatilidad y relación

calidad/precio.

SCSI: Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento (desde 5 GB hasta 23

GB). Se presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI

Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio de

acceso puede llegar a 7 mseg y su velocidad de transmisión secuencial de información

puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI Estándares, los 10 Mbps

en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-

2).

Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7 periféricos SCSI)

con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de los discos IDE, pueden

trabajar asincrónicamente con relación al microprocesador, lo que los vuelve más

rápidos.

SATA: Serial ATA. Nuevo estándar de conexión que utiliza un bus serie para la

transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE. En la actualidad

hay dos versiones, SATA 1 de hasta 150 MB/s y SATA 2 de hasta 300 MB/s de

velocidad de transferencia.

Dentro del disco se encuentran:

El Master Boot Record (en el sector de arranque), que contiene la tabla de

particiones.

Las particiones, necesarias para poder colocar los sistemas de archivos.

Funcionamiento mecánico

69

Page 70: Arquitectura

UN DISCO DURO SUELE TENER:

Platos en donde se graban los datos,

Cabezal de lectura/escritura,

Motor que hace girar los platos,

Electroimán que mueve el cabezal,

circuito electrónico de control, que incluye: interfaz con la computadora, memoria

caché,

Bolsita desecante (gel de sílice) para evitar la humedad,

Caja, que ha de proteger de la suciedad (aunque a veces no está al vacío)

Tornillos , a menudo especiales. disco

DISCO DURO EXTERNO: El disco duro en si mismo no es nada del otro mundo, nada

que una carcasa con un disco duro IDE de computador de toda la vida con un

adaptador IDE- USB. Estos discos duros llevan sistemas anti golpe, y están

preparados para trasladarnos.

4.4 Tipos de Lectoras y Cd R y Cd Rw

4.4.1 Lector de Cd’sEl cd-rom tiene entre las ventajas de la gran

expansión y la compatibilidad de los

estándares, cualquier CD-ROM puede ser

leído en cualquier reproductor, as u vez los

CD/a pueden reproducirse en los lectores de

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Page 71: Arquitectura

CD de los computadores. Otra ventaja es el bajo costo de los reproductores de CD_R

y CD_RW.

FUNCIONAMIENTO

Un disco compacto se compone de una plancha reflectante y otra de plásticos. Los

datos se graban en una única espiral que comienza desde el interior del disco

(Próximo al centro). La superficie del disco esta llena de agujeros - diminutos de dos

tamaños diferentes. Cada uno de los tamaños corresponde, en lo que información

binaria se refiere, a los valores (0y1)

4.4.2El CD-RW

Esta unidades permite escribir, tanto sobre sectores ya grabados, como borrar ficheros

de forma individualizada. La superficie del disco tiene la capa de grabación orgánica,

echa de un compuesto cristalino de plata, indio, antimonio y teluro, rodeada de dos

capas dialécticas que absorben el calor durante la fase v de grabación.

4.4.3EL DVDEl DVD es un sistema de almacenamiento físicamente parecido al CD ROM, Pero con

unas características diferentes. Responde por sus iniciales en inglés a DVD (Digital

Versátil Disco, Disco digital Versátil) utiliza tecnología de disco óptico que esta

reemplazando al disco CD-ROM (así como al disco compacto de audio

Una de ellas es que en el DVD tenemos una mayor capacidad de almacenamiento,

por lo que podemos almacenar video con una calidad superior a VHS y sonido digital

multimedia.

71

Page 72: Arquitectura

4.4.4EL USB

Su objetivo era sustituir a los disquetes con mucha más

capacidad y velocidad de transmisión de datos. Aunque

actualmente en un CD o DVD se puede almacenar

memoria para luego borrarla y manipularla, lo más

cómodo y usado son las memorias USB. Son pequeños

dispositivos del tamaño de un mechero que actúan

prácticamente igual que un disquete, pero con una

capacidad mucho mayor, que actualmente van desde los

64 mb a varios gigabytes. Su principal ventaja es su pequeño tamaño, su resistencia

(la memoria en sí está protegida por una carcasa de plástico como un mechero) y su

velocidad de transmisión, mucho más rápido que los disquetes.

Actualmente está muy de moda este tipo de dispositivos, sobre todo entre jóvenes u

oficinistas, pues gracias a su reducido tamaño y forma puede colgarse como llavero

por ejemplo, y lo más importante, con los sistemas operativos (Linux o Windows), sólo

hay que conectarlo al computador y usarlo sin más complicaciones. Además existen

otros aparatos como los reproductores de MP3 que utilizan las mismas características.

Pueden almacenar cualquier tipo de dato, pero su principal característica es que los

ficheros de música en formato mp3 y wma sobre todo, son reconocidos y procesados

para ser escuchados a través de unos auriculares conectados al aparato.

4.5 Accesorios

4.5.1 Escáner

El escáner es un periférico que nos permite digitalizar imágenes o texto y

almacenarlas en el disco duro de nuestro computador para su posterior tratamiento o

modificación mediante una serie de aplicaciones específicas. Pero aún más, gracias al

escáner y a los programas OCR o Reconocimiento óptico de caracteres, normalmente

incluidos con el propio escáner, podemos no sólo copiar, sino también editar y

posteriormente modificar con nuestro procesador de texto preferido un texto

digitalizado de un libro, enciclopedia, manual, folleto, fax, periódico, etc.

FUNCIONAMIENTO

Los escáneres tienen una barra de luz que ilumina la superficie a escanear o digitalizar

Esta barra de luz contiene un número determinado de CCDs (Charge-Coupled Devices

- dispositivos de acoplamiento de carga, o en palabras más sencillas, circuitos

72

Page 73: Arquitectura

integrados sensibles a la luz) que detectan la cantidad de luz emitida por la barra que

es reflejada por la superficie u objeto digitalizado y la convierte a formato analógico.

El ADC (Analog-to-Digital-Converter - Conversor Analógico-Digital) transforma dicha

señal analógica en valores digitales utilizando 8, 10 o 12 bits por color (24, 30 o 36 bits

en total) para codificar los tonos de color de la superficie digitalizada y enviar el

resultado a la memoria RAM del equipo, para que guardarlos la imagen, modificándola

previamente o no, o para que hagamos pasar el texto digitalizado por un programa

OCR para que analice los caracteres y los convierta en texto editable.

FORMATOS DE ESCÁNER

Existen varios tipos cada uno cual sus ventajas y sus inconvenientes:

A.- SOBREMESA O PLANOS

Un escáner plano es el tipo más versátil. Es

ideal para escanear páginas de un libro sin

tener que desprenderlas. Generalmente lucen

como fotocopiadoras pequeñas, ideales para

un escritorio, y se utilizan para los objetos

planos.

Sus precios pueden variar de acuerdo con la resolución de la imagen, pero salvo que

se utilicen para realizar presentaciones muy importantes, como por ejemplo, colocar

imágenes para la Web, no se necesita adquirir uno de un costo tan alto.

B. ESCANER DE MANO:

Son los escáner "portátiles", casi todos ellos

carecen de motor para arrastrar la hoja pero

resulta eficaz para escanear rápidamente fotos

de libros encuadernados, artículos periodísticos,

facturas y toda clase de pequeñas imágenes sin

el estorbo que supone un escáner plano.

C. ESCANER DE RODILLO

Unos modelos de aparición relativamente

moderna, se basan en un sistema muy similar

73

Page 74: Arquitectura

al de los aparatos de fax: un rodillo de goma motorizado arrastra a la hoja, haciéndola

pasar por una rendija donde está situado el elemento capturados de imagen.

Este sistema implica que los originales sean hojas sueltas, lo que limita mucho su uso

al no poder escanear libros encuadernados sin realizar antes una fotocopia salvo en

modelos peculiares como el Logitech Free Scan que permite separar el cabezal de

lectura y usarlo como si fuera un escáner de mano. A favor tienen el hecho de ocupar

muy poco espacio, incluso existen modelos que se integran en la parte superior del

teclado; en contra tenemos que su resolución rara vez supera los 400x800 puntos,

aunque esto es más que suficiente para el tipo de trabajo con hojas sueltas al que van

dirigidos.

D. MODELOS ESPECIALES DE ESCANER:

Aparte de los híbridos de rodillo y de mano, existen otros escáners destinados a

aplicaciones concretas; por ejemplo, los destinados a escanear exclusivamente fotos,

negativos o diapositivas, aparatos con resoluciones reales del orden de 3.000x3.000

ppp que muchas veces se asemejan más a un CD-ROM (con bandeja y todo) que a un

escáner clásico; o bien los bolígrafos-escáner, utensilios con forma y tamaño de lápiz

o marcador fluorescente que escanean el texto por encima del cual los pasamos y a

veces hasta lo traducen a otro idioma al instante; o impresoras-escáner, similares a

fotocopiadoras o más particulares como las Canon, donde el lector del escáner se

instala como un cartucho de tinta.

4.5.2Impresora

Una impresora es un periférico de computadora que permite producir una copia

permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en formato electrónico,

imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel o transparencias, utilizando

cartuchos de tinta o tecnología láser. Muchas impresoras son usadas como periféricos,

y están permanentemente unidas a la computadora por un cable. Otras impresoras,

llamadas impresoras de red, tienen un interfaz de red interno (típicamente wireless o

Ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir en papel algún

documento para cualquier usuario de la red

74

Page 75: Arquitectura

4.5.3 Joystick

Se le llama también Palanca de Juegos ("Joystick") y se utiliza

fundamentalmente para facilitar los movimientos del puntero o

cursor que aparece en la pantalla del monitor cuando se

ejecuta un programa de juego.

La palanca puede moverse en distintas direcciones y cada

movimiento transmitido al computador se interpreta y ejecuta

una acción en el juego de acuerdo a como se presionan los botones.

4.5.4 Camara Digital

La cámara digital es similar a una cámara

convencional pero guarda las imágenes capturadas

en forma digital. La entrada de datos se realiza

cuando se conecta la cámara al computador y

mediante un programa se trasladan las fotografías

digitales al disco duro para ser archivadas,

procesadas o impresas.

4.5.5 Filmadora DigitalEste tipo de cámaras permite la grabación de

video con audio, la información es capturada y

guardad en la memoria de la cámara, puede ser

guarda en diretes formatos como avi, mpeg, entre

otros, entre más cantidad de memoria con que

cuente la cámara permitirá grabar más tiempo de

video.

Estas cámaras generalmente se conectan al computador a trabes del USB o en

algunas ocasiones a la tarjeta de video si es que esta es del tipo I/E (Importadora-

Exportadora) o también se pueden conectar a las tarjetas de televisión si el

computador cuenta con una de estas Video al estar en el computador se puede

editar o almacenar en CDs o DVDs.

75

Page 76: Arquitectura

4.5.6 Los parlantes

Son la vía de salida de los sonidos (voz, música,

efectos sonoros, ruidos) generados en el

computador, más específicamente por la tarjeta de

sonido, Se conectan en la parte posterior de la torre

del computador y funcionan como los parlantes

convencionales. Hay muchos modelos de parlantes,

están los básicos con dos altavoces y otros mas

avanzados que cuentan con sonido envolvente,

surround, sobwofer, sistemas de 2.1, 4.1, 5.1, 6.1, 7.1 canales entre otros. También es

posible conectar auriculares al computador.

4.6Puertos de Comunicación

CONECTORES EXTERNOS

Se trata de los conectores que presenta la placa para conectar dispositivos externos

(ratón, teclado, impresora), bien integrados en la propia placa o a través de tarjetas de

expansión.

Las placas para procesadores anteriores al 486 sólo presentaban integrado el

conector del teclado, precisando una tarjeta controladora para el resto de dispositivos,

donde se encontraban los restantes conectores (conector para disco duro, disquetera,

puertos serie, puerto paralelo, e incluso conector para joystick).

Según se ha ido avanzando en el diseño de las placas base, se ha ido integrando en

ellas los distintos conectores considerados básicos (puertos serie y paralelo, puertos

USB, puertos PS/2, conectores para discos duros, etc...), dejando las ranuras de

expansión para otras necesidades. Incluso existen placas que integran la tarjeta

gráfica (vídeo), sonido u otras según necesidades.

Los distintos conectores externos los podemos distinguir por su forma y tamaño, y los

más importantes son los siguientes:

Teclado:

Existen dos tipos principales de conector para teclados, para clavija DIM ancha,

redondo y gordo (del tamaño aproximado del pulgar), con 5 pines, y el PS/2 (o mini-

DIM) algo más pequeño en diámetro al anterior.

Puerto paralelo:

76

Page 77: Arquitectura

Del tipo Hembra de unos 38 mm de longitud, con 25 huecos para pines agrupados en

2 hileras.

Puerto serie:

Son conectores del tipo macho y los hay de 2 tamaños, uno estrecho de 9 pines

agrupador en 2 hileras, con una longitud de 17 mm, y otro ancho de 25 pines y con

una longitud de unos 38 mm (similar a la del puerto paralelo). Internamente son

iguales (9 pines) y realizan las mismas funciones.

Puerto para ratón PS/2:

Conector del tipo mini-DIM, como el del teclado. Su nombre proviene de su uso en

computadores PS/2 de IBM.

Puerto para juegos:

Permite conectar un joystick o un teclado MIDI. De apariencia similar al puerto serie,

también es un conector macho pero con 15 pines agrupados en 2 hileras y una

longitud de unos 25 mm.

Conector de vídeo:

Un conector tipo hembra que puede presentar 2 configuraciones distintas (en función

de la tarjeta gráfica utilizada). Para tarjetas CGA y/o EGA viejas son conectores de 14

pines, mientras que para tarjetas SVGA y XGA son de 15 pines (existen conectores de

9 pines para las tarjetas tipo Hércules más viejas que trabajaban con monitores

monocromo).

CONECTORES INTERNOS

77

Page 78: Arquitectura

Conector de disquetera

Es un conector del tipo macho con 34 pines repartidos en 2 hileras. Por lo general

existe un único conector de este tipo en la placa o tarjeta controladora.

Conector para disco duro tipo IDE

Un conector macho de 40 pines (a veces 39 por existir uno que carece de utilidad)

repartidos en 2 hileras. En las tarjetas controladoras suele existir un único conector de

este tipo, aunque por lo general en las placas que los llevan integrados existen dos

conectores iguales y fácilmente distinguibles (suelen estar juntos).

Conector para disco duro tipo ATA

Serial ATA o S-ATA (acrónimo de Serial Advanced Technology Attachment) es una

interfaz para transferencia de datos entre la placa base y algunos dispositivos de

almacenamiento como puede ser el disco duro. Serial ATA sustituye a la tradicional.

Parallel ATA o P-ATA (estándar que también se conoce como IDE o ATA). El 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 (con la computadora encendida).

Actualmente es una interfaz ampliamente aceptada y estandarizada en las placas

base de PC. La Organización Internacional Serial ATA (SATA-IO) es el grupo

responsable de desarrollar, de manejar y de conducir la adopción de especificaciones

estandarizadas de Serial ATA.

78

Page 79: Arquitectura

Conector de 7 pines y cable para Serial ATA

Ventajas de SATA

Velocidades de transferencias de datos más rápidas.

Más ancho de banda.

Más potencial para los aumentos de velocidad en generaciones futuras.

Mejor integridad de datos gracias al nuevo set de comandos avanzado.

Cables más compactos que facilitan la ventilación interna de los gabinetes.

Longitud máxima del cable de hasta 2 metros.

Diseño de conector que permite HotPlug.

Reducción de paneado que permite la estabilidad RAID.

Pin Nombre Descripción

1 GND Tierra

2 A+ Transmisión +

3 A- Transmisión -

4 GND Tierra

5 B- Recepción -

6 B+ Recepción +

7 GND Tierra

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Page 80: Arquitectura

4.7Conexión del Ventilador del Procesador

Conecte el ventilador del procesador disipador de cable a la de 4 patas procesador

ventilador de cabecera (véase Figura). Un ventilador con una de 4 patillas de conexión

como se muestra en la (figura, A) se recomienda; Sin embargo, un ventilador con una

de 3 patillas de conexión (Figura, B) se pueden utilizar. Desde El 3 clavijas del

ventilador No puede utilizar el ventilador de control a bordo, el ventilador siempre

funcionando a plena velocidad.

Cable a la Procesador Fan Figura. Conexión cabecera

4.8Conexión a Cabezales Internos

Antes de conectar los cables al interior de las cabeceras, observe las precauciones en

"Antes de De empezar "en la página 23. Figura 20 muestra la ubicación de los

cabezales internos.

80

Page 81: Arquitectura

DESCRIPCIÓN DEL ARTÍCULO

A Un enlace de audio HD

B audio en el panel frontal

C en otro panel frontal LED de alimentación

D Panel frontal

E USB

4.9Unidades de Medición del Almacenamiento de Datos

Llegamos a una parte fundamental para comprender el funcionamiento interno de la

computadora, aunque no tenga mucha relevancia para un usuarios domestico, lo cierto

es que nos ayuda a comprender un poco mas el funcionamiento de la computadora

que tenemos en casa.

1.- Toda la información que maneje la computadora se reduce a “0” y “1”

(Apagado/Encendido) que es la representación del lenguaje binario. Todos los

gráficos, textos, música, videos, absolutamente toda la información que se maneje son

“0” y “1”, que vienen a ser los bits.

81

Page 82: Arquitectura

2.- Las funciones que realiza la computadora se reducen a operaciones del tipo

aritméticos y lógicas; con estos números (Operaciones binarios). Tanto el bit como el

byte son unidades de medida muy pequeñas, por lo que se necesitan

Algunos múltiplos del byte. Así, hablamos de Kilobyte, Megabyte, Gigabyte, etc. En la

tabla siguiente encontrarás la relación entre las distintas magnitudes:

BIT: Es la unidad mínima de información, puede ser “1” o “0”.

BYTE: Constituye la cantidad de memoria suficiente para almacenar u símbolo o carácter.

Esta formado por 8 bits consecutivos.

KILOBYTE: (KB) 1024 bytes.

MEGABYTE (MB) 1024 bytes.

GIGABYTE (GB) 1024 megabytes

TERABYTE (TB) 1024 gigabytes

PETABYTES (PB) 1024 petabytes

EXABYTES (EB) 1024 exabytes

ZOTTABYTE (ZB) 1024 Zottabyte

APLICACION DIDACTICA

SESIÓN DE APRENDIZAJE

82

Page 83: Arquitectura

1. DATOS INFORMATIVOS

1.1 Institución Educativa : 1.2 Área Curricular : Educación Para el Trabajo1.3 Componentes : Ejecución de Proceso1.4 Contenidos Transversal : 1.5 Grado y Sección : 5º 1.6 Tiempo de Duración : 45 minutos1.7 Tema : Tipos de Placa Principal1.8 Docente :

2. COMPETENCIAS Y/O CAPACIDADES

2.1. Define los componentes del mainboard así como el desempeño y su función.

3. CONTENIDOS

Definición de la placa principal y principales componentes:

o Chipsets

o Zócalo o slot

o Ranuras para la memoria y tarjetas

o BIOS y batería

o Conectores internos- externos.

4. ORGANIZACIÓN DE LOS APRENDIZAJE

APRENDIZAJES ESPERADOS ACTITUD ANTE EL AREA

Reconocer todos los componentes del

mainboard así como el desempeño y

su función.

Identifica los modelos de las diferentes placas principales.

Muestra Perseverancia.

Demuestra curiosidad y confianza

83

Page 84: Arquitectura

TIEMPO MOMENTOS ESTRATEGIAS RECURSOS CRITERIOS INDICADORES INSTRUMENTOS

5 min.

INICIO

Se invoca a los saberes previos.

-Se presenta de manera física la Placa Principal para que se haga el reconocimiento de la misma.

- Se pregunta si conocen dicho dispositivo y qué función cumple dentro de la computadora.

-A partir de una diapositiva y mediante la técnica de la lluvia de ideas responde a las siguientes preguntas:

¿Se sabe de qué material están hechas?,

¿Por qué es importante?

¿Serán los únicos modelos que existen?,

Pizarra acrílica

Plumón de pizarra

Mota

Computadora

Disposición ante el área

Jerarquiza conceptos, definiciones y procedimientos.

Participa activamente a través de sus intervenciones.

Expresa oralmente razonamiento lógico y critico.

Registro Auxiliar

30 min. PROCESO A continuación se presenta el tema a desarrollar: “componentes principales de

Uso adecuado del equipo informático.

Demuestra orden

y precisión.

5. SECUENCIA METODOLOGICA

Page 85: Arquitectura

mainboard”.

-Se hace la exposición del tema a través de diapositivas.

Luego se visualiza los modelos de placas madre.

Computadora Resolución de problemas

Plantea preguntas que propician exploración y análisis

Practica calificada

Registro auxiliar10 min. SALIDA Practica Calificada

Se evaluará los resultados obtenidos

Computadora

Separata

6. Bibliografía:

Jaime Martínez Garza “Organización y arquitectura del Computador

Nicholas P. Carter “Arquitectura del computador”

Page 86: Arquitectura

CONTENIDO A DESARROLLAR

1.DEFINICIÓN :-

La placa principal es una placa de circuito impreso, de material sintético en la cual

existen circuitos eléctricos que conectan numerosos dispositivos electrónicos y puertos

de conexión que se encuentran anclados sobre ella; sus principales componentes son:

Chipsets de control

Zócalo o slot del microprocesador

Ranuras de memoria

Bios

Conectores externos – internos.

Chipset de control

El “chipset” es el conjunto (set) de chips que se encargan de control cantidad de las

funciones del computador, como la forma en que interacciona microprocesador con la

memoria o la caché, el control de puertos internos externos (AGP, PCI, USB. etc.). El

chipset es el soporte vital del microprocesador en su tarea de intercambiar información

entre los diferentes componentes del sistema. Antiguamente estas funciones de

control eran relativamente realizar, por lo que el chipset era el último elemento al que

conceden importancia.

Zócalo (socket) del microprocesador

Es el conector donde se inserta el “cerebro” del computador. Los primeros

microprocesadores estaban soldados a la placa base o insertados en zócalos de los

que no estaba previsto sacarlos: la llegada del microprocesador 486 (y, en menor

medida, del 386) supuso la generalización del encapsulado.

LA PLACA MADRE O MAINBOARD

Page 87: Arquitectura

La BIOS

La BIOS. Basic sistema de entrada / salida básico es un programa software

incorporado en un chip de la placa principal que se encarga de arrancar el computador

y de dar soporte para manejar ciertos dispositivos de entrada / salida. Físicamente se

localiza en un chip de forma rectangular. Se alimenta permanentemente mediante una

batería / acumulador, generalmente de forma cilíndrica o botón como las del reloj.

Para la actualización de la BIOS, es sin duda

la operación de mantenimiento mas critica, sin

embargo resulta inevitable para resolver

problemas:

1. resolver problemas de funcionamiento de la placa base;

2. añadir características nuevas a la placa base

(sobre todo, mejorar el soporte de microprocesadores).

Ranuras.- Existe dos tipos:

Ranuras para la memoria_ Son las ranuras para insertar los módulos de memoria en la

placa base. Entre las más conocidas tenemos a:

Page 88: Arquitectura

DIMM: .Modulo de memoria en doble línea. Tiene 168 contactos y dos (2) topes

dispuestos hacia un lado.

DDR: Doble velocidad de datos. Tiene 184 contactos y un (1) solo tope.

DDR2: Es el sucesor de las ranuras DDR. Tiene 240 contactos y la ubicación

del tope es diferente que en la ranuras DDR.

DDR3·: Es el sucesor de la ranura DDR2. También tienen 240 pines, el ismo

número que DDR2; sin embargo, los módulos físicamente incompatibles,

debido a una ubicación diferente del único tope que tiene.

Ranuras para tarjetas de expansión, estas ranuras de expansión también

llamadas (slots) permiten colocar a la placa base, tarjetas que le agregan

funcionalidad a la computadora por ejemplo un sintonizador de televisión,

dependiendo de la tecnología de la placa. Entre las más conocidas tenemos a:

Tarjeta ISA: Es de color negro su vigencia termino con las Pentium III, a partir

de Pentium 4 ya no se utiliza la ranura ISA, es decir ha quedado obsoleta.

Tarjeta PCI: Es de color blanco. Todavía esta vigente y se utiliza para tarjeta

de sonido tarjeta de red y tarjetas TV-tunner, antiguamente se utilizo para

tarjeta de video.

Tarjeta AGP: Es de color marrón se utiliza exclusivamente para colocar

tarjetas de video, su vigencia ha terminado con los sistemas Pentium IV,

actualmente son reemplazados por PC- express.

Tarjeta PCI-express: Es usado en las tarjetas de video actuales.

2. Tipos de placas principales (mainboard)

La mayoría de las placas de computador vendidas después de 2001, se pueden

clasificar en 2 grupos principales:

Las placas base para procesadores AMD o Slot A Duron, Athlon

o Socket A Duron, Athlon, Athlon XP, Sempron

o Socket 754 Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion

o Socket 939 Athlon 64, Athlon FX , Athlon X2, Sempron, Opteron

o Socket 940 Opteron y Athlon 64 FX

Page 89: Arquitectura

o Socket AM2 Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom

o Socket F Opteron

o Socket AM2 + Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Phenom

o Socket AM3 .

Las placas base para procesadores Intel

o Slot 1 : Pentium II y III, Celeron

o Socket 370 : Pentium III, Celeron

o Socket 423 : Pentium 4, Celeron

o Socket 478 : Pentium 4, Celeron

o Socket 775 : Pentium 4, Celeron, Pentium D (doble núcleo), Core 2 Duo, Core 2

Quad

o Socket 603 Xeon

o Socket 604 Xeon

o Socket 771 Xeon

o LGA1366 Intel Core i7

Page 90: Arquitectura

FICHA DE OBSERVACIÓN

Nombre del grupo:…………………………………………………………………….

INTEGRANTES COEVALUACIÓN AUTOEVALUCIÓN

HETEROEVALUACIÓN

AL ALUMNO AL PROFESOR

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11

12.

13.

Page 91: Arquitectura

14.

15.

16.

17.

18.

19.

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23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

Page 92: Arquitectura

PRÁCTICA CALIFICADACOLEGIO: ………..

CURSO: COMPUTACIÓN GRADO: Prof. ………………………

Apellidos: SECCIÓN: Tiempo : 10 minutos`

Nombres NOTA:

SINTESIS

El tema de la arquitectura de una computadora está referido a sus componentes,

dispositivos internos, periféricos de entrada y salida; y la manera como conjugan a

través del sistema informático, que en base a una determinada configuración,

pueda realizar las operaciones asignadas.

En lo referente a las arquitecturas modernas proponen modificaciones en el equipo

físico, mejoras y nuevas prestaciones en el sistema lógico del computador clásico.

En lo que respecta a la arquitectura Harvard está se creó con el afán de resolver

los puntos críticos de la arquitectura Von Newmann. Por lo cual, el procesador

dispone de dos memorias independientes con las que se comunica con buses

propios.

Lo referente a la organización de una computadora corresponde a las unidades lógicas

que la componen en ella se incluyen; es decir, estamos hablando del CPU, la unidad de

memoria y la unidad de entrada/salida; de otro lado están, las funciones que realizan, su

operación y la forma en que se relacionan y se comunican unas con otras.

Como mencionamos líneas arriba las computadoras consta de una CPU, una unidad de

memoria y una unidad de entrada/salida. Estas unidades están interconectadas

mediante un conjunto de líneas de comunicación que recibe el nombre de BUS. La

unidad central de proceso (CPU) internamente contiene la unidad de control (CU), la

unidad aritmética/ lógica (ALU) y varios registros.

Page 93: Arquitectura

Por lo general no es posible traer instrucciones y datos de la memoria con la

rapidez necesaria para que el procesador opere a su máxima velocidad, lo que

ocasiona que éste tenga que esperar los datos y las instrucciones almacenadas en

la memoria y trabaje a una menor velocidad de la que podía hacerlo si se tuviera

una unidad de memoria más rápida. Es cierto que la velocidad de las unidades de

memoria ha aumentado en forma considerable, pero nunca ha alcanzado aquella

que se necesita para que los procesadores logren trabajar a su máxima velocidad.

APRECIACIÓN, CRÍTICAS Y SUGERENCIAS

El tema de por sí resulta enriquecedor e ilustrativo más aún cuando en

la actualidad se cuenta con el recurso informático denominado internet, por lo que

este trabajo como otros están sujetos a mejoras, según se vaya desarrollando esta

ciencia.

Una recomendación para no dañar algunos componentes como la placa

base o la memoria RAM, es necesario descargar la electricidad estática que pueda

tener nuestro cuerpo. Para ello hay unas pulseras hechas de cinta conductora y

provista de un cable fino con una pinza que se coloca en la tierra, y que es

recomendable tener puesta mientras se tocan los equipos. Otra solución consiste

en tocar con una mano, antes de proceder, la toma de tierra.

Las arquitecturas modernas proponen modificaciones en el equipo físico

y mejoras y nuevas prestaciones en el sistema lógico del computador clásico. La

arquitectura clásica de Von Newmann es la arquitectura que actualmente

encontramos en cualquier computador.

La organización de una computadora y su arquitectura están íntimamente

relacionadas; sin embargo, son dos conceptos diferentes que muchas veces se toman

como sinónimos.

Generalmente no es posible traer instrucciones y datos de la memoria

con la rapidez necesaria al procesador, se podría hacer si se tuviera una unidad de

memoria más rápida, para que el microprocesador pueda trabajar a su máxima

velocidad.

Page 94: Arquitectura

Se propone que a fin de alcanzar un notable avance en el nivel general

del aprendizaje de los alumnos que la materia arquitectura del computador debe

incluirse al contenido curricular en el quinto año de secundaria.

Los sistemas operativos cada día deben ser amigables tanto para los

usuarios como para los programadores, haciendo que los sistemas

computacionales sean utilizados en una manera más conveniente y dar soluciones

a los usuarios.

BIBLIOGRAFIA

BUCKEL, Herbert, et. al., Ampliar y reparar su PC, España, Alfaomega-Rama,

2002., (4ª. Ed).

CARBALLAR, José A., El libro de las comunicaciones del PC, España,

Alfaomega-Rama, 2002.

CEBALLOS, Francisco Javier, Enciclopedia del lenguaje C, España, Alfaomega-

Rama, 2002.

DE MIGUEL, Miguel, Arquitectura de computadoras, Teoría y ejercicios resueltos,

España, Alfaomega-Rama, 2002.

DOWTON, A.C., Computadoras y microprocesadores. México, Addison-Wesley,

FREIHOF, Michael, Ingrid Curten, Configuración óptima de Autoexec.bat y

Config.sys, Alfaomega-Rama, 2002.

GARCÍA, María Isabel, Estructura de computadores, España, Alfaomega-Rama,

2002.

GARCÍA, Tomás, Santiago Ferrando y Mario Piattini, Redes para proceso

distribuido, España, Alfaomega-Rama, 2002.

HAMACHER, Carl Z. Vranesic, Organización de Computadoras, México, McGraw-

Hill, 1987, (2ª. Ed.)

HAYES, John, Diseño de sistemas digitales y microprocesadores, México,

McGraw-Hill.

HAYES, John, Introducción al diseño lógico digital, México, Addison-Wesley, 1995.