Conceptos Básicos del Encendido del CPU, BIOS, CMOS & SETUP

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Cristian X. Abarca Palacios

Manuel Quinde ReyesJonathan Aguirre Brito

Xavier Parra Castillo

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La secuencia de eventos que ocurren entre el tiempo que ustedenciende su computadora y el tiempo que se pone lista para aceptarcomandos recibe el nombre de proceso de arranque. Micros, mini ymaiframes computadoras todas requieren un proceso de arranque.

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EncendidoEl encendido de la computadora, es la primera etapa en el proceso de arranque y

consiste en dar energía eléctrica a todos los circuitos de la computadora, lo primero

que sucede en esta etapa es que el fan (abanico) del power suplí comienza a girar y

el power light (indicador de encendido, en nuestro caso un led verde) en el case o

CPU se enciende.

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Comienzo del programa de arranque.Cuando usted energiza la computadora, el microprocesador comienza

a ejecutar el

"Programa de arranque esta almacenado en la memoria ROM”.

Auto prueba de encendido o power-on self-test.(pots)

La POST primero chequea la tarjeta de video que esta estecorrectamente conectada a su monitor y a su computadora; si estacorrectamente trabajando un mensaje como "video BIOS sis 6326"aparece en la pantalla de su monitor.

El próximo test en la computadora será en la memoria RAM en estetest se escribe en cada localización de la memoria RAM y luegorecuperar los datos para ver si son correctos, en este momento lacomputadora despliega la cantidad de memoria RAM chequeada.

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Auto prueba de encendido o power-on self-test.(pots)Se prosigue con el chequeo del teclado, en la mayoría de las computadoras

usted podrá ver durante esta prueba los indicadores del tecladoparpadeando indicándole que la prueba del teclado esta en progreso.

La final etapa en la POST es l prueba o chequeo de los drivers ósea delas unidades de disco, si usted observa el disco duro durante estaprueba usted notara que están en actividad y sus indicadoresencendido o parpadeando y también escuchara la velocidad de losdiscos girando. Esta prueba podría tomar solamente variossegundos para ser completada

Carga del sistema operativoDespués que el POST es completamente realizado, la computadora

continua siguiendo

las instrucciones que están en la memoria ROM para cargar el sistemaoperativo.

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Chequeo de la configuraciónAl comenzar el proceso de arranque, la computadora chequea los

datos que están en la CMOS, para determinar la cantidad dememoria RAM instalada y el tipo de disco duro, las unidades dedisquete entre otras cosas, estos datos de configuración sonnecesarios para la computadora pueda acceder a cadadispositivo. El próximo paso del proceso de arranque lacomputadora busca en el directorio raíz del disco para ver laconfiguración de archivos. Algunas computadoras tiene esosdatos almacenados en un archivo llamado: autoexec.bat.

Lista para aceptar comando y dato.El proceso de arranque esta finalizado cuando su computadora esta

lista para aceptar comando y datos. Usualmente la computadoramuestra un prompt o la pantalla principal de su sistema operativo, siesta usando Windows será el escritorio de Windows si esta usando elDOS será el promt*

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El Sistema Básico de Entrada/Salida o BIOS (Basic Input-OutputSystem ) es un código de software que localiza y carga el sistemaoperativo en la RAM; es un software muy básico instalado en la placabase que permite que ésta cumpla su cometido. Proporciona lacomunicación de bajo nivel, el funcionamiento y configuración delhardware del sistema que, como mínimo, maneja el teclado yproporciona salida básica (emitiendo pitidos normalizados por elaltavoz de la computadora si se producen fallos) durante el arranque

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El BIOS usualmente está escrito en lenguaje ensamblador. El primertérmino BIOS apareció en el sistema operativo CP/M, y describe laparte de CP/M que se ejecutaba durante el arranque y que iba unidadirectamente al hardware (las máquinas de CP/M usualmente teníanun simple cargador arrancable en la ROM, y nada más). La mayoríade las versiones de MS-DOS tienen un archivo llamado"IBMBIO.COM" o "IO.SYS" que es análogo al CP/M BIOS.

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Entrando a la BIOSLa BIOS es la responsable de la mayoría de esos extraños mensajes

que surgen al encender el ordenador, justo antes del "Iniciando MS-DOS" o bien Windows 98, NT, XP, Linux, OS/2, etc. La secuenciatípica en que aparecen suele ser:

Primero los mensajes de la BIOS de la tarjeta gráfica (sí, las tarjetas gráficas suelen tener su propia BIOS).

El nombre del fabricante de la BIOS y el número de versión.

El tipo de microprocesador y su velocidad.

La revisión de la memoria RAM y su tamaño.

Un mensaje indicando cómo acceder a la BIOS (teclas que pueden llegar a ser F2, F8, F10, Supr).

Mensajes de otros dispositivos, habitualmente el disco duro.

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En los primeros años de vida de los sistemas operativos para PC (como el DOS), elBIOS todavía permanecía activo tras el arranque y funcionamiento del sistemaoperativo. El acceso a dispositivos como la disquetera y el disco duro se hacían através del BIOS. Sin embargo, los sistemas operativos más modernos realizan estastareas por sí mismos, sin necesidad de llamadas a las rutinas del BIOS.

El principal defecto de este componente es que se mantiene prácticamente fiel ala estructura que lucía a principios de los 80. Incluso los microprocesadores másmodernos de 64 bits de doble núcleo funcionan en modo real de 16 bits cuandoencendemos el PC, emulando al procesador Intel 8086 de 1978.

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Como se ve, casi la totalidad de las BIOS vienen en inglés, y aunque algunas de lasmás modernas permiten cambiar este idioma por el español, conviene que sepaalgo de inglés o que se ayude de alguien que lo entienda. De cualquiermodo, observamos que existen varios apartados comunes a todas las BIOS:

Configuración básica, llamado generalmente "Standard CMOS Setup" o bien"Standard Setup".

Opciones de la BIOS, llamado "BIOS Features Setup" o "Advanced Setup".

Configuración avanzada y del chipset, "Chipset Features Setup".

Otras utilidades, en uno o varios apartados (autoconfiguración de la BIOS, manejode PCI, introducción de contraseñas -passwords-, autodetección de discosduros...).

Tenga en cuenta que JUGAR CON LA BIOS PUEDE SER REALMENTE PELIGROSOpara su ordenador, ya que modificar algo sin ningún conocimiento del caso puedehasta dañar su computador

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CMOS (del inglés Complementary Metal Oxide Semiconductor, "Metal ÓxidoSemiconductor Complementario") es una de las familias lógicas empleadas en lafabricación de circuitos integrados (chips). Su principal característica consiste en lautilización conjunta de transistores de tipo PMOS (polaridad positiva) y tipo NMOS(polaridad negativa) configurados de tal forma que, en estado de reposo, elconsumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas.

En la actualidad, la mayoría de los circuitos integrados que se fabrican utilizan latecnología CMOS. Esto incluye microprocesadores, memorias, DSPs y muchosotros tipos de chips digitales.

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Principio de funcionamiento En un circuito CMOS, la función lógica a sintetizar se implementa

por duplicado mediante dos circuitos: uno basado exclusivamenteen transistores pMOS (circuito de pull-up), y otro basadoexclusivamente en transistores nMOS (circuito de pull-down). Elcircuito pMOS es empleado para propagar el valor binario 1 (pull-up), y el circuito nMOS para propagar el valor binario 0 (pull-down)

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Historia La tecnología CMOS fue desarrollada por Wanlass y Sah, de Fairchil

Semiconductor, a principios de los años 60. Sin embargo, suintroducción comercial se debe a RCA (Radio Corporation ofAmerica) , con su famosa familia lógica CD4000. Posteriormente, laintroducción de un búfer y mejoras en el proceso de oxidación localcondujeron a la introducción de la serie 4000B, de gran éxito debidoa su bajo consumo (prácticamente cero, en condiciones estáticas) ygran margen de alimentación (de 3 a 18 V). RCA también fabricó LSIen esta tecnología, como su familia COSMAC de amplia aceptaciónen determinados sectores, a pesar de ser un producto caro, debido ala mayor dificultad de fabricación frente a dispositivos NMOS.

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Historia Pero su talón de Aquiles consistía en su reducida velocidad. Cuando

se aumenta la frecuencia de reloj, su consumo sube proporcionalmente, haciéndose mayor que el de otras tecnologías. Esto se debe a dos factores:

La capacidad MOS, intrínseca a los transistores MOS.

La utilización de mos de canal P, más lentos que los de canal N, por ser la movilidad de los huecos menor que la de los electrones.

El otro factor negativo era la complejidad que conlleva el fabricar los dos tipos de transistores, que obliga a utilizar un mayor número de máscaras. Por estos motivos, a comienzos de los 80, algunos autores pronosticaban el final de la tecnología CMOS, que sería sustituida por la novedosa I2L, entonces prometedora.

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Historia Esta fue la situación durante una década, para, en los ochenta, cambia el

escenario rápidamente:

Por un lado, las mejoras en los materiales, técnicas de litografía y fabricación, permitían reducir el tamaño de los transistores, con lo que la capacidad MOS resultaba cada vez menor.

Por otro, la integración de dispositivos cada vez más complejos obligaba a la introducción de un mayor número de máscaras para asegurar el aislamiento entre transistores, de modo que no era más difícil la fabricación de CMOS que de NMOS.

En este momento empezó un eclosión de memorias CMOS, pasando de 256x4 bits de la 5101 a 2kx8 de la 6116 y 8Kx8 en la 6264, superando, tanto en capacidad como consumo reducido y velocidad a sus contrapartidas NMOS. También los microprocesadores, NMOS hasta la fecha, comenzaron a aparecer en versiones CMOS (80C85, 80C88, 65C02...).

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CMOS analógicos

Los transistores MOS también se emplean en circuitos analógicos, debido a dos características importantes:

Alta impedancia de entrada: La puerta de un transistor MOS viene a ser un pequeño condensador, por lo que no existe corriente de polarización.

Reducida resistencia de canal: Un MOS saturado se comporta como una resistencia cuyo valor depende de la superficie del transistor. Es decir, que si se le piden corrientes reducidas, la caída de tensión en el transistor llega a ser muy reducida.

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El programa de Setup (Configuración), es parte del BIOS, permite modificar laconfiguración almacenada en la memoria CMOS y volverla a grabar en ésta.Cualquier cambio que efectúe en el hardware de su PC deberá notificarlomediante el Setup a la memoria CMOS.

Nota: El CMOS no es el BIOS, cada uno es un microcircuito diferente.

El SetUp está guardado dentro de la ROM-BIOS.

Además de indicarle las cosas que tiene la PC, el Setup modifica la configuracióndel hardware. Una mala configuración del Setup puede traer muchos problemas yuna buena configuración puede acelerar increíblemente el rendimiento delsistema.

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ENTRAR AL SETUP

Las mayorías de las PCs acceden al Setup presionando la tecla DEL (SUPR para losteclados españoles) una vez que haya terminado el conteo de la memoria, alencender la PC. Esto sucede antes que se cargue el sistema operativo. Aunque lasecuencia de teclas que se deben utilizar depende exclusivamente del fabricanteBIOS que utiliza la máquina, es por eso que se pueden presentar otrascombinaciones de teclas para ingresar al Setup. Por ejemplo: Las computadorasACER utilizan las teclas CTRL+ALT+ESC para acceder al Setup y las HP Vectra la teclaF4. Otras combinaciones son el F1, F2, F10, CTRL + ALT + S ó el ESC. Sinembargo, generalmente aparecerá en pantalla la combinación que se debapresionar para ingresar al mismo.

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CMOS SETUP DE LOS BIOS MAS RECONOCIDOS

Como ya vimos, el Setup viene incluido en el BIOS, por lo tanto, su forma detrabajar dependerá del fabricante de éste. Ahora veremos los dos tipos de Setupde los fabricantes más populares de BIOS y más utilizados en las PCs: AMI(American Megatrends Inc.) y Award, orientados a sistemas basados enprocesadores Pentium o superiores.

Algunos Setup se diferencian por sus capacidades especiales, que le permitenbrindar al sistema una mayor flexibilidad en la configuración. Sin embargo, todosson muy similares.

Muchas personas no distinguen estos conceptos (BIOS, CMOS y SetUp): le llamanBIOS a "todo ello", como si fuera un conjunto o un bloque único, lo cual no es así.