EN EL INTERIOR DEL PC

La mayoría de los elementos fundamentales de los que depende el funcionamiento de un ordenador se encuentran en el interior de una caja, sujetos a un bastidor metálico y protegidos del exterior por una carcasa, generalmente también metálica. Si retiramos dicha carcasa podremos ver el interior del PC,

En el interior del PC se encuentran los siguientes componentes:

Fuente de alimentación.

Placa base, a la que se acoplan el microporocesador, la memoria RAM, la tarjeta gráfica y la tarjeta de sonido.

El disco duro.

La unidad óptica, ya sea de tipo CD-ROM o DVD.

Los cables de colores, que parten de la fuente de alimentación y que son los encargados de suministrar la corriente eléctrica necesaria a todos los componentes.Otros cables, en forma de banda y de color gris, que conectan el disco duro, la disquetera y la unidad óptica con la placa base y que sirven para transmitir los datos entre dichos componentes y la placa base

FUENTE DE ALIMENTACIÓN

La fuente de alimentación convierte la corriente alterna que tomamos de la red eléctrica en continua, que es la que necesitan los circuitos electrónicos del ordenador. Además, reduce la tensión desde 220 V hasta unos pocos voltios

FUENTE DE ALIMENTACIÓN

Tiene un potente ventilador que evacua el calor que se produce en su interior durante su funcionamiento. A veces también incluye una toma de corriente para el monitor, así como un interruptor, que permite cortar la corriente al ordenador sin necesidad de desenchufarlo

PLACA BASE

La placa base es el circuito electrónico más importante del ordenador. A ella se conectan, de una u otra forma todos los demás componentes del ordenador. Está formada por una placa de circuito impreso rectangular, de dimensiones un poco mayores a un papel de tamaño A4

MICROPROCESADOR

El microprocesador es un circuito integrado formado por millones de transistores, cuya función es procesar los datos y las instrucciones que recibe de la memoria RAM. El área ocupada por dicho circuito viene a ser un cuadrado de 1 cm de lado, pero la gran cantidad de patillas de conexión que necesita para conectarse a la placa base, hace que su tamaño total sea mayor.

Durante su trabajo el microprocesador genera una gran cantidad de calor que es necesario evacuar mediante un disipador térmico y un ventilador

RENDIMIENTO DEL PROCESADOR

Algunas de las características que determinan el rendimiento de un microprocesador son las siguientes :• La frecuencia del reloj• El número de transistores• La tecnología de proceso• El número de bits• La memoria caché

FRECUENCIA DEL RELOJ

Determina el ritmo de trabajo del procesador. Se mide en hercios (Hz). Un hercio equivale a un ciclo de reloj por segundo. Los procesadores actuales trabajan a frecuencias de reloj del orden de miles de millones de hercios (gigahercios, GHz).

Nº transistores

Cuanto mayor sea mayor será la capacidad de trabajo del procesador

Un procesador actual tiene del orden de 108-109 transistores.

Hasta ahora el nº de transistores en los procesadores ha seguido la “ley” de Moore, que predijo que el nº de transistores se duplicaría cada dos años (después de revisar la idea de que sería cada año)

Tecnología del proceso

La tecnología de proceso, que determina la anchura de las pistas que unen los diferentes transistores. También se especifica como litografía debido al proceso de fabricación de procesadores. Los procesadores actuales tienen pistas de decenas de nanometros (10-9m) Es necesario reducir el nº de pistas para conseguir procesadores de mayor número de transistores y una frecuencia de reloj más alta.

El nº de bits

El número de bits que puede utilizar en sus operaciones. El primer procesador para PC, el 8088 (de 1979) trabajaba con 16 bits. Los procesadores actuales suelen ser de 64 bits o bien de 32 bits.

Memoria caché

Es una pequeña memoria incluida en el propio procesador. Actúa como memoria intermedia entre la memoria RAM y el núcleo del procesador, almacenando los datos y las instrucciones con las que va a trabajar el procesador de forma más inmediata. Su tamaño es pequeño, pero su velocidad de trabajo es muy alta. Se divide en dos niveles: nivel 1 (L1) y nivel 2 (L2). A veces la memoria caché L1 se divide en dos secciones: una para datos y otra para instrucciones.

MICROPROCESADOR

MEMORIA RAM

Es donde se almacenan temporalmente los datos y los programas con los que trabaja el ordenador en un momento dado. Todo lo que hay en ella almacenado se borra cuando apagamos o reiniciamos el ordenador.

Físicamente es una plaquita de circuito impreso con varios chips

MÓDULO MEMORIA RAM

RAM

Se trata de un conjunto de celdas alojadas en placas o módulos que pueden ser SIMM or DIMM (Single or Dual In-line Memory Modules)Las celdas están etiquetadas por un número que las identificaEl tiempo de acceso a cada celda de memoria o posición no depende del lugar en que se localice fisicamenteEstas posiciones almacenan bytes, teniendo cada uno asociada una dirección.

FUNCIONAMIENTO RAM

La RAM es volátil. Para arrancar un ordenador la CPU ejecuta las instrucciones en la memoria ROM. Después de chequear el sistema acude al disco duro para cargar el SO en la RAM

ESTRUCTURA FÍSICA

La memoria RAM está formada también por microchips En los circuitos integrados de la RAM además de transistores encontramos condensadores. Los condensadores son componentes electrónicos que almacenan carga eléctrica.

En las DRAM (Dinámicas) cada celda de memoria en la que almacenar un bit está formada por una pareja transistor/condensador. El condensador es el “depósito” que almacena carga para representar un 1 lógico y estaría vacío para representar un 0 lógico. El transistor actúa como un interruptor o llave que permite o bloquea la llegada de carga al condensador.

Las RAM dinámicas se llaman así porque están de forma continua “recargando” los condensadores para que la información no se pierda, a través de la CPU o del controlador de memoria. Esta operación de refresco ocurre de forma automática miles de veces cada segundo

ESTRUCTURA

La memoria RAM está estructurada en forma de red bidimensional.

Los nodos de la red, que serían las celdas de memoria, quedan en la intersección de lo que llamamos bus de direcciones con el bus de datos.

ESCRITURA

Por el bus de direcciones llega carga eléctrica en la posición deseada. Esta corriente activa o corta los transistores conectados al bus de datos.Los transistores activos permiten que la carga circule a lo largo de los buses de datos seleccionados. Cuando la corriente alcanza un bus de direcciones donde hay un transistor activo, carga el correspondiente condensador.

ESCRITURA RAM

LECTURA RAM

Se envía un pulso eléctrico a lo largo del bus de direcciones, activando los transistores correspondientes.Donde haya un condensador cargado, este se descargará por el circuito creado, enviando corriente a lo largo del bus de datos.El software reconoce de qué bus de datos se trata e interpreta las señales como un byte

LECTURA RAM

CARACTERÍSTICAS MEMORIAS RAM

• Capacidad para almacenar datos• En 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB

• Tipo de memoria• DDR-SDRAM• SDR-SDRAM• DDR2-SDRAM

• Velocidad de trabajo• Frecuencia del reloj (frecuencia interna)• Latencia

CARACTERÍSTICAS RAM (2)

• Timing: tiempo de respuesta de la memoria. No todos los ciclos de reloj son útiles. • Ancho de banda:

Es la máxima cantidad de datos /segundo que puede intercambiar la memoria con el procesador con el bus que los une (FSB). Se expresa en MB/s multiplicando el ancho del bus por la frecuencia externa efectiva de la memoria.

CHIPSET

El Chipset. Normalmente está formado por dos chips de gran tamaño, que reciben los nombres de Puente norte y Puente sur, y cuya función es regular el flujo de datos entre los diferentes componentes conectados a la placa base (procesador, memoria RAM, tarjeta gráfica, disco duro, etc). Actualmente el chipset puede incluir también circuitos con funciones de sonido, de tarjeta gráfica, de red y de MODEM, si bien las prestaciones en cuanto al sonido y a los gráficos son muy inferiores a las que se consiguen con tarjetas específicas

BIOS

La BIOS. Se trata de una memoria ROM (de solo lectura, que no se borra al apagar el ordenador) que contiene las instrucciones necesarias para arrancar el ordenador y cargar el sistema operativo (por ejemplo, Windows). Durante el arranque la BIOS lee los datos que contiene la memoria CMOS y realiza un chequeo de los dispositivos de hardware. Si todo va bien, busca el sistema operativo y lo carga. A partir de ese momento es el sistema operativo el que toma el control del ordenador

MEMORIA CMOS

La memoria CMOS. Se trata de una memoria RAM que contiene la fecha y la hora, así como otros datos básicos de la configuración del hardware del ordenador. Para evitar que estos datos se borren al apagar el ordenador, existe una pila que le suministra corriente. Los datos de la memoria CMOS se pueden modificar mediante el programa Setup, al que suele accederse pulsando la tecla Supr al iniciarse el arranque del ordenador.

CONECTORES PLACA BASE

La placa base también se caracteriza por tener una gran cantidad de conectores:

• Zócalo para conectar el microprocesador.

• Ranuras para conectar los módulos de memoria RAM.

• Un conector para el cable de datos de la disquetera.

• Conectores EIDE (primario y secundario) donde pueden conectarse discos duros y unidades ópticas, hasta dos por conector.

• Ranuras de expansión, donde podemos conectar diferentes tarjetas de expansión, como: tarjeta de sonido, tarjeta de red, etc.

• Ranura AGP, para conectar la tarjeta gráfica. (o ranura PCI express)

• Puertos de E/S (Entrada/Salida), que nos permiten conectar a la placa base todo tipo de periféricos externos, como el ratón, el teclado, el monitor, la impresora, el escáner, etc.

• Conector de alimentación, donde se conecta el manojo de cables de corriente procedentes de la fuente de alimentación.

TARJETA GRÁFICA. CUESTIONES

• ¿Tienen procesador propio? ¿Cómo se llama?• ¿Tienen memoria propia? ¿De qué capacidades

en un equipo medio?• ¿Qué tipo de conexiones (interfaz) existen o han

existido entre TG y placa base?• ¿Qué conectores externos para periféricos tienen

las TG?• Busca publicidad de un equipo informático.

Localiza qué TG lleva y sus características.

TARJETA GRÁFICA

• La función básica de una tarjeta gráfica es convertir la información procesada por el ordenador o por la propia tarjeta en señales para el monitor. • Las tarjetas aceleradores 3D también procesan

imágenes tridimensionales. • Tienen su propio procesador y su propia RAM

TARJETA GRÁFICA

• Ranuras tarjeta gráfica.Pueden ser:• Tipo AGP (Accelerated Graphic Port)• PCI Express (Peripheral Component Interconnect)

• Conexiones externas• VGA• DVI• S VIDEO

TARJETA GRÁFICA

CARACTERÍSTICAS TG

• Procesador gráfico: GPU (Unidad de procesamiento gráfico). • La memoria gráfica, tipo RAM. No almacena toda

la información gráfica. Parte quedará en la RAM principal con la que se comunica vía puente norte (chipset)• Tipo de interfaz o conexión a la placa base:• AGP 8x• PCI - Express 16x

• Conexiones externas tarjeta gráfica

• VGA: Señal analógica para monitores CRT

• S video : señal analógica para TV

• DVI: Señal digital para monitores LCD

DISCO DURO

• Dispositivo almacenamiento permanente de tipo magnético.• Formado por varios discos metálicos con

recubrimiento magnético. • Un cabezal de lectoescritura permite grabar y

leer datos. Se mueve con un brazo articulado

DISCO DURO

FUNCIONAMIENTO DISCO DURO

• Gira a velocidad constante. (5400 o 7200 rpm)• La distancia entre el cabezal y el disco es de solo

una micra. • La información se distribuye en pistas circulares

concéntricas • Las pistas se dividen en sectores de 512 bytes

generalmente

FRAGMENTACIÓN DISCO DURO

• Con el uso, la información del disco duro va dispersándose entre distintos sectores. • Esto se llama fragmentación y hace que la lectura

de la información del disco duro sea más lenta. • Para solucionar el problema hay que

DESFRAGMENTAR el disco duro. (la herramienta “desfragmentador de disco” viene incluida en el SO)

CARACTERÍSTICAS DISCO DURO

• Capacidad almacenamiento• Interfaz (conexión a placa base)• EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics). Existen

varios protocolos de transmisión de datos:• ATA: utiliza cable plano• Serial ATA: SATA (1 y 2)

• SCSI (Small Computer System Interface)

• Velocidad de giro• Tiempo de acceso

CARACTERÍSTICAS DISCO DURO

• Tiempo de acceso: el que tarda el brazo en situarse en una posición aleatoria. • Tamaño del bufer: Cantidad de memoria caché

RAM del disco duro

El chipset

Los controladores que regulan el tráfico de datos entre buses diferentes son circuitos electrónicos con unas funciones muy concretas. Se necesitan muchos controladores para interconectar entre sí mediante buses todos los componentes de la placa base. Sin embargo, la mayoría de estos controladores se encuentran agrupados en varios chips de gran tamaño que, en conjunto, se denominan chipset (literalmente, conjunto de chips).

La arquitectura de chipset más extendida consiste en dos chips, que suelen llamarse puente norte y puente sur. Ambos puentes están unidos entre sí mediante un bus de gran ancho de banda que en ocasiones se denomina canal de enlace (en inglés: link channel).

EL PUENTE NORTE

Controla el flujo de datos entre la CPU, la memoria RAM y el puerto AGP (o PCI Express) al que se conecta la tarjeta gráfica.

EL PUENTE SUR

Controla el flujo de datos con la BIOS, con los dispositivos de entrada/salida (E/S), como el ratón y el teclado, con las unidades conectadas al la interfaz EIDE (discos duros y unidades ópticas de CD y DVD), con las tarjetas de expansión PCI (tarjeta de sonido, tarjeta de red, tarjeta sintonizadora de TV, MODEM interno…) y con los dispositivos externos conectados a los puertos USB (cámara digital, impresora, escáner, discos duros externos…).

CHIPSET: PUENTE NORTE

• Graphics Memory Controller Hub (GMCH)• Localizado lo más cerca posible de CPU y RAM y

del puerto gráfico • El controlador de memoria es un componente

fundamental que renueva continuamente los módulos de RAM que contienen células de memoria con transistores y capacitores que disipan la carga tan pronto como se crea. El controlador de memoria lee y vuelve a escribir en los millones de celdas de memoria los valores que correspondan

• Cuando la CPU necesita información de la RAM envía una solicitud al controlador de memoria del puente norte. • Este por su parte lanza la petición a lo largo de la

memoria y dice a la CPU cuanto tiempo tiene que esperar para leer la memoria a través de una conexión fundamental, el Front Side Bus (FSB)

• El puente norte es también la unión para todos los componentes en los que la velocidad es clave, como la tarjeta de video• El puente norte trabajaba con conexión AGP

(Accelerated Graphics Port) pasando bits de la RAM a la memoria de la tarjeta AGP• Ahora funcionan con PCI-Express, aún más rápido

(PCI Express utiliza transmisión en serie y paralelo)• PCI=Peripheral Components Interconnect.

PUENTE SUR

• El puente sur o ICH (Input/Output Bridge) maneja el tráfico entre varios periféricos de E/S para los que la velocidad no es tan importante: unidades de disco, puertos USB, Ethernet, de audio…

CONEXIONES Y PUERTOS

PUERTOS PARALELO

Puerto es el nombre de las conexiones externas Los puertos paralelo pueden transmitir datos en un sentido. Se utilizaban para conectar la impresora fundamentalmente, aunque también servía para algunos modems o dispositivos de almacenamiento.Las conexiones IDE y PATA (parallel ATA) también son puertos paralelos y también están en desuso. Hoy está en desuso y solo sirve para impresoras antiguas que no lleven USB.

PUERTO PARALELO

El puerto paralelo utiliza las líneas 2 a 9 para transmitir datos (bytes) y el resto para señales de control, bien de la impresora al ordenador o del ordenador a la impresora (líneas diferentes).

Ejemplos de control:La línea 13 (en verde y saliendo de la impresora) envía una señal para indicar que el periférico está listo para recibir el trabajo de impresión. La línea 1, en rojo desde el ordenador, indica a la impresora que debe leer los datos que llegaran por líneas 2-9.

La línea 11, en marrón desde impresora, envía una señal al ordenador cuando la impresora está bloqueada: imprimiendo y con el buffer lleno, atasco de papel…De esta forma el ordenador frena el envío de datos.La línea 10 envía por el contrario una señal que indica al ordenador que puede enviar el siguiente byte. La linea 12 en marrón oscuro desde la impresora, indica falta de papel.

PUERTO SERIE

Los puertos serie tienen como primera ventaja frente a los paralelo, que pueden enviar información en los dos sentidos.Los bits no se transmiten en grupos de 8 como en los puertos paralelo, sino de uno en uno. Una rutina de software tendrá que recomponer los bytes en el destino.

PUERTO USB

• Los periféricos actuales tienen conexión por USB• El cable USB lleva 4 hilos:• dos para suministrar tensión a los periféricos• Dos para transmitir datos, D+ y D-. Llevan carga uno u

otro para representar un 1 o un 0 respectivamente.

USB

PUERTO SATA

• El puerto SATA tiene

IDE Y ATA

• ATA, PATA, IDE y EIDE se consideran sinónimos • IDE = Integrated Device Electronics• ATA = Advanced Technology Attachment• PATA es Parallel ATA, pero ATA a secas es paralelo. • SATA es Serial ATA. Existen SATA I, II y III con

velocidades crecientes.

AGP Y PCI EXPRESS

• AGP Accelerated Graphic Port. Conexión directa entre el adaptador de gráficos y la memoria• Tiene 32 bits como PCI pero cuenta con 8 canales

adicionales para acceder a la RAM.• Puede acceder directamente a la RAM a través

del puente norte• PCI es un bus ya que puede conectar más de un

periférico

PCI EXPRESS

PUERTOS

• VGA (Video Graphics Array) para monitores TRC

• DVI (Digital Video Interface) para monitores LCD

• S-video: para video

• Fairchild 1961primer circuito integrado• ¿Qué empresa formaron Moore y

al abandonar Fairchild semiconductors?