Manual Arquitectura Del Computador-201201

Arquitectura del Computador

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CARRERAS PROFESIONALES

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ARQUIT ECTURA DE L CO MPU TADOR

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NDICEPresentacin Red de contenidos UNIDAD DE APRENDIZAJE 1: SISTEMAS DIGITALES TEMA 01 TEMA 02 : Sistemas digitales. : Compuertas lgicas. 7 18 5 6

UNIDAD DE APRENDIZAJE 2: LA FUENTE DE ALIMENTACIN Y LA MAINBOARD TEMA 03 TEMA 04 : La fuente de alimentacin. : La mainboard. 29 35

UNIDAD DE APRENDIZAJE 3: MEMORIAS TEMA 05 TEMA 06 : Tipos de memorias. : Memoria RAM. 47 61

UNIDAD DE APRENDIZAJE 4: EL CPU TEMA 07 TEMA 08 TEMA 09 TEMA 10 : El CPU. : La estructura del CPU y de la memoria. : Sesin integradora. : Diagrama en bloques del CPU. 70 79 89 92

UNIDAD DE APRENDIZAJE 5: COMPONENTES DE LA MAINBOARD TEMA 11 TEMA 12 : El chipset y buses de la mainboard. : Los puertos de la mainboard. 105 117

UNIDAD DE APRENDIZAJE 6: DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO TEMA 13 TEMA 14 : El disco duro. : Interfaces del disco duro. 128 148

UNIDAD DE APRENDIZAJE 7: DISPOSITIVOS DE SALIDA TEMA 15 : Sistema de video. 160

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TEMA 16 TEMA 17

: Dispositivos de salida. : Sesin integradora

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PRESENTACIN

Arquitectura del Computador pertenece a la lnea de tecnologa. Se dicta en las carreras de Computacin e Informtica, Redes y Comunicaciones, y Administracin y Sistemas. El curso brinda un conjunto de conocimientos y estrategias tcnicas que permitirn a los alumnos comprender el funcionamiento del computador y cmo utilizarlo adecuadamente en aplicaciones personales y profesionales dentro de una empresa. El manual para el curso ha sido diseado bajo la modalidad de unidades de aprendizaje, las cuales se desarrollan durante un perodo determinado. En cada una de ellas, se especifica el logro que deben alcanzar los alumnos al final de la unidad; asimismo, se menciona el tema y contenido a desarrollar. Por ltimo, se indican las actividades que debern desarrollar los alumnos en cada sesin, las cuales les permitir reforzar lo aprendido en la clase. El curso aplica la metodologa de taller. En ese sentido, recurre a tcnicas de metodologa activa y trabajo cooperativo. Por esa razn, las actividades se complementan con presentacin de diapositivas, muestra de componentes o de equipos completos para un mejor entendimiento. De este modo, se propicia la activa participacin del alumno y la constante prctica con el objetivo de lograr una mejor interpretacin del funcionamiento de las partes del computador. Inmediatamente, despus del desarrollo de cada tema, los alumnos debern transferir lo aprendido mediante ejercicios dirigidos, dinmicas individuales o grupales, y tareas que se encuentran en el material de estudios desarrollado para el curso.

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RED DE CONTENIDOS

Arquitectura del Computador

Sistemas Digitales

CPU (Microprocesador)

Componentes internos del computador

Compuertas Lgicas

CPU

Procesadores actuales

RAM y ROM

Mainboard

Dispositivos de Almacenamiento

Dispositivos de Salida

Disco duro y SSD

Interfaces de disco

Impresora

Sistema de video


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UNIDAD DE APRENDIZAJE

1TEMA

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SISTEMAS DIGITALESLOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEAl trmino de la unidad, el alumno, de manera individual, disea e implementa sistemas digitales bsicos mediante el uso de simuladores, dentro de los cuales estn el sumador flip - flop y registro.

TEMARIOIntroduccin a los sistemas digitales. Computadores analgicos y digitales. El bit y el byte. Medidas de almacenamiento de datos.

ACTIVIDADES PROPUESTASLos alumnos reconocen diferencias entre los sistemas digitales y analgicos. Los alumnos reconocen diferencias entre los tipos de computadores.

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1. INTRODUCCIN A LOS SISTEMAS DIGITALESEn el mundo que nos rodea, se suele encontrar dos tipos de sistemas bastante conocidos: Sistemas analgicos Sistemas digitales Para poder entender cmo trabajan los sistemas digitales y analgicos, es necesario entender, primero, el concepto de sistema. Sistema es un conjunto de componentes que interactan entre s y que tienen un mismo objetivo, es decir, todos los componentes trabajan para el mismo objetivo. Tambin, es necesario entender, primero, a las variables digitales y analgicas. Las variables analgicas toman diferentes valores y cambian de manera continua, como lo hace, por ejemplo la temperatura. Las variables digitales slo toman dos valores posibles: encendido y apagado.

1.1 Los Sistemas Analgicos (SA)Los sistemas analgicos estn formados por un conjunto de componentes que interactan entre s para lograr el mismo objetivo o utilidad de ese sistema. Un sistema para que sea analgico debe usar variables de entrada y de salida analgicas.

1.2 Los Sistemas Digitales (SD)Los sistemas digitales se caracterizan porque sus variables de entrada y salida slo tienen dos estados posibles. Estos estados pueden tomar los siguientes valores: Verdadero Falso Alto Bajo Cerrado Abierto 5 voltios 0 voltios 1 0

Existen diversos ejemplos de sistemas digitales y analgicos, que se encuentran en diversas aplicaciones que se usan, pero cmo se puede reconocer si el sistema es analgico o digital. Esto se puede lograr si se determina, antes, cmo son sus variables de entrada y salida. Por ejemplo, si el sistema tiene variables de entrada y de salida digitales, se puede asegurar que es un sistema digital.


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Uno de los sistemas que se debe analizar, ante la pregunta si es analgico o digital, es la calculadora. En este sistema, sus variables de entrada son teclas, las cuales estn presionadas o no estn presionadas (variable digital), y su variable de salida es un display con dgitos, los cuales estn formados por 7 segmentos o focos que estn encendidos o apagados (variable digital). Por lo tanto, si sus variables de entrada y de salida son digitales, se puede asegurar que la calculadora es un sistema digital.

El siguiente sistema a analizar es el computador, donde la pregunta es la misma, es un sistema analgico o digital. La respuesta es ambos en el sentido que los primeros computadores fueron analgicos, mientras que los actuales son digitales.

1.3 Computadores analgicosLos primeros computadores, muchos aos atrs, fueron analgicos y estaban implementados con componentes mecnicos, elctricos y electrnicos. Su programacin se encuentra cableada en los circuitos que lo integran y tiene slo una aplicacin. Sus variables de entrada y salida son analgicas. Las variables de entrada mediante potencimetros fijan algn valor dentro de un rango y las de salida pueden obtener una determinada temperatura o un determinado nivel de lquido, siempre dentro de un rango. En el siguiente grfico, se puede apreciar dos ejemplos de computadores analgicos. El primero de ellos tiene componentes electrnicos, mientras que el de la derecha es totalmente mecnico, sta es la mquina diferencial 2 de Babbage (1891) utilizado slo para un clculo matemtico.

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1.4 Computadores digitalesLos computadores digitales son aquellos que permiten su programacin por medio de lenguajes, en los cuales se usan cdigos binarios (0`s y 1`s). Usan variables digitales y stas toman slo dos valores posibles, asociados al 0 y al 1. La importancia de los computadores digitales es que se le puede dar uso en diferentes aplicaciones; para ello, se les debe cambiar de software o programa. Actualmente, es comn que se use el computador para escuchar msica, como tambin para la comunicacin a travs de Internet o para ver pelculas. Todo ello es posible gracias a que el computador digital acepta diversos programas, a los cuales se les llama software, que es la parte flexible o modificable del computador. Los computadores usados, hoy en da, son digitales. Los computadores analgicos son historia, tal como ocurre con el uso de los celulares, donde ya nadie quiere usar un celular analgico, conocido popularmente como ladrillo. Los computadores digitales se clasifican de la siguiente manera: Supercomputadores Los supercomputadores son el tipo de computador ms potente y ms rpido que existe en el mundo. Estas mquinas estn diseadas para procesar enormes cantidades de informacin en poco tiempo y son dedicadas a una tarea especfica. Asimismo, son las ms caras, ya que sus precios alcanzan los cientos de millones de dlares, dado que estn construidos con miles de microprocesadores que permiten alcanzar enormes velocidades de procesamiento. Los supercomputadores se utilizan para tareas especficas como las siguientes: Control de la energa y armas nucleares. Bsqueda de yacimientos petrolferos. Estudio y prediccin de tornados. Estudio y prediccin del clima de cualquier parte del mundo. Elaboracin de maquetas y proyectos de la creacin de aviones, simuladores de vuelo, etc. Debido a su elevado precio, los supercomputadores se construyen en poca cantidad en un ao. Un ejemplo es el Supercomputador Blue Gene/L desarrollado por IBM para Lawrence Livermore National Laboratory. Blue Gene se convirti, en el 2005, en el supercomputador ms rpido del mundo. Est instalado en el laboratorio estadounidense Lawrence Livermore. Esta mquina se dedicar principalmente al almacenamiento y transmisin de datos entre diversos sistemas informticos. Gracias a este computador, EEUU volvi a encabezar la lista de pases con las mquinas ms potentes del mundo, con lo cual le arrebat ese ttulo a Japn, que lo tena desde 2002 con el Earth Simulator. Cientficos estadounidenses develaron, el 9 de junio del 2008, que el computador ms rpido del mundo, llamado Roadrunner (correcaminos), es capaz de realizar 1,000 billones de clculos por segundo y su propsito central ser trabajar con armas nucleares. Para dar una idea de la velocidad del supercomputador, expertos de IBM sealaron que si cada uno de los 6,000 millones de habitantes del planeta usaran un computador personal y trabajaran 24 horas por da, les demorara 46 aos concretar lo que Roadrunner hace en un solo da.


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Roadrunner (correcaminos) es un supercomputador del Laboratorio Nacional Los lamos en Nuevo Mxico. Ha sido diseado conjuntamente por IBM y el personal del laboratorio. Actualmente, es el supercomputador ms rpido (junio del 2008). Est equipado con ms 12,000 procesadores tipo PowerXCell 8i que estn colocados en paralelo; adems, stos han sido mejorados y diseados, originalmente, para la videoconsola Sony Playstation 3. Tambin, cuenta con 6.912 procesadores Opteron de AMD.

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Macrocomputadores Los macrocomputadores son, tambin, conocidos como mainframes. Los mainframes son grandes, rpidos y utilizan sistemas costosos, que son capaces de controlar cientos de usuarios, simultneamente, as como cientos de dispositivos de entrada y salida. Los mainframes tienen un costo que va desde 350,000 dlares hasta varios millones de dlares. Los macro computadores soportan varios programas simultneamente. En el pasado, un mainframe ocupaba habitaciones completas o hasta pisos enteros de algn edificio; sin embargo, hoy en da, es parecido a una hilera de archivadores en algn cuarto con piso falso. Esta distribucin es para ocultar los cientos de cables de los perifricos; adems, su temperatura tiene que estar controlada mediante sistemas de aire acondicionado.

Minicomputadores En 1960, surgi el minicomputador. Es una versin ms pequea del macro computador, porque como est orientado a tareas especficas, no necesitaba de todos los perifricos que necesita un mainframe. Esto ayud evidentemente a reducir el precio y los costos de mantenimiento. En general, un minicomputador es un sistema multiproceso (varios procesos en paralelo), que es capaz de soportar desde 10 hasta 200 usuarios simultneamente. Los minicomputadores utilizan sistemas seguros, debido a que son sistemas cerrados con hardware y software propios. No son atacados por virus, por lo que las empresas bancarias usan estos sistemas para su seguridad. Un ejemplo actual de minicomputador es el AS/400 de IBM. El AS/400 es un ordenador de IBM de gamas baja y media, que llega a compararse con los grandes host y con los pequeos servidores Windows y Linux, es decir, este minicomputador es para todo tipo de empresas y departamentos. AS/400 de IBM fue comercializado por primera vez en 1988 y sigue fabricndose, actualmente, bajo el nombre de i5 (anteriormente eServer iSeries).


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Microcomputadores (PC) Los microcomputadores o Computadores Personales (PCs) tuvieron su origen con la creacin de los microprocesadores. Los PCs son computadores para uso personal. Son relativamente baratos y, actualmente, se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares. El trmino PC se deriva del modelo IBM PC que la empresa IBM sac a la venta en el ao 1981, el cual se convirti en un tipo de computador ideal para uso personal. Desde ese momento, el trmino PC se estandariz y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados PCs compatibles. Estos ltimos usaban procesadores del mismo tipo que los de IBM, pero de un costo menor, aunque podan ejecutar el mismo tipo de programas. Existen otros tipos de microcomputadores, como el Macintosh, que no son compatibles con el PC de IBM, pero que, en muchos de los casos, se les llama tambin PCs por ser de uso personal.

Los computadores actuales ms usados son los microcomputadores conocidos como PC. El curso de Arquitectura del computador est referido a ste y se tratar como un sistema digital para conocer cmo procesa los ceros y unos.

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1.5 El BIT (Binary digit)Para trabajar con los sistemas digitales, se debe conocer el concepto de BIT, el cual es la unidad bsica de la informacin digital. Se representa con un 0 o con un 1. El bit puede estar representado en la prctica por uno de los dos estados que toma la variable digital (alto o bajo, cerrado o abierto, encendido o apagado). Con un bit slo se pueden definir 2 estados, pero los sistemas de cmputo usan innumerables estados. Para ello, se hace uso de la combinacin de bits. Por ejemplo: Si se usan 2 bits, se puede tener 4 estados diferentes: 00 01 10 11 Si se usa 3 bits, se puede tener 8 estados diferentes: 000 001 010 011 100 101 110 111 Si se usa 8 bits, se puede tener 256 estados diferentes: 00000000 00000001 ............... 11111110 Si se tiene n bits, se pueden obtener 2n estados diferentes. Es usual trabajar con conjuntos de 8 bits, a los cuales se les llama BYTES. Las unidades de medida, que se utilizan para determinar la cantidad de datos o informacin que se guarda en algn medio de almacenamiento, son bsicamente dos: el bit y el byte. Bit: unidad bsica y puede tomar los valores: 0 1. Byte: conjunto de 8 bits.

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1.6 Unidades de medida de almacenamiento de la informacinEs importante tener en cuenta que la informacin se mide en bits o en bytes, pero cuando se trabaja con cantidades muy grandes, se requiere del uso de factores, los cuales son los siguientes: Kilo = Mega = Giga = Tera = K= M= G= T= 1024 1024 x 1024 1024 x 1024 x 1024 1024 x 1024 x 1024 x 1024

De esta manera, se puede expresar la cantidad de informacin en: KiloByte (KB) MegaByte (MB) GigaByte (GB) TeraByte (TB) = 1,024 bytes. = 1,024 KB aproximadamente 1 milln de bytes. = 1,024 MB aproximadamente mil millones de bytes. = 1,024 GB aproximadamente un milln de MB.

Para realizar las conversiones entre unidades de medida, es necesario conocer los valores de cada factor y la relacin entre el bit y el byte. Por ejemplo: a) Convertir 60 bytes a bits: 60 bytes = 60 x 8 bits = 480 bits


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Se aprecia que slo se reemplaz el valor del byte por 8 bits.

b) Convertir 129 024 bytes a KB: 129 024 bytes = 129 024 bytes x K = 126 KB 1024 Como se solicita expresar la cantidad de datos en KB, se necesita agregar el factor K, por lo que, para no alterar el resultado, se agrega K/1024 = 1. c) Convertir 100 MB a bytes: 100 MB = 100 x 1024 x 1024 bytes = 104 857 600 bytes Este caso fue ms sencillo, solo bast reemplazar el factor K por su equivalente 1024 x 1024. e) Se tiene una memoria RAM de 256 MB. Entonces, esta memoria tendr lo siguiente: = 256 x 1024 KB = 256 x 1024 x 1024 bytes = 256 x 1024 x 1024 x 8 bits f) Si un archivo tiene 1 000 000 000 bits, esta cantidad puede ser reemplazada por:

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AutoevaluacinIndique si los siguientes sistemas son digitales o analgicos: Un termmetro Una calculadora Una guitarra elctrica Un monitor de PC Determine dos diferencias entre computadores digitales y analgicos. Qu caractersticas tienen los supercomputadores? Determine dos diferencias entre microcomputador y minicomputador. Indique porqu se considera al PC como un sistema digital? D cinco ejemplos de sistemas digitales e identifique sus variables de entrada y salida.


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Resumen Los primeros computadores fueron analgicos, pero, actualmente, son digitales. Si se tiene n bits, se pueden obtener 2n estados diferentes. El Byte es un conjunto de 8 bits Si deseas saber ms acerca de estos temas, puedes consultar las siguientes pginas.

http://www.old-computers.com/museum/computer.asp?c=286 En esta pgina, podrs visitar el museo de computadores antiguos. http://www.top500.org/ En esta pgina, podrs ver el ranking de los supercomputadores.

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COMPUERTAS LGICASLOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEAl trmino de la unidad, el alumno explica las caractersticas de los sistemas digitales y determina la medida en bits y bytes.

TEMARIOCompuertas lgicas. Propiedades del lgebra de Boole. Tabla de verdad.

ACTIVIDADES PROPUESTASLos alumnos completan las Tablas de verdad de las compuertas lgicas. Los alumnos establecen diferencias entre bits y bytes. Los alumnos comprenden las funciones de cada una de las compuertas.


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1. COMPUERTAS LGICAS, TABLA DE VERDAD Y LGEBRA DE BOOLE1.1 Compuertas lgicasLos sistemas digitales tienen variables de entrada digitales, por lo que ingresan al sistema ceros y unos. stos son procesados y entregan variables de salida, tambin, como ceros y unos. La pregunta es qu hay dentro del sistema que procesa los bits, qu componentes tienen para que frente a un ingreso de bits puedan generar una salida de bits. La respuesta es que, para lograr el objetivo del sistema, est formado por componentes bsicos llamados compuertas digitales, las cuales permiten realizar operaciones lgicas, como las que se vern ms adelante. Existe un conjunto de compuertas digitales, cada una de ellas desarrolladas para una determinada aplicacin. Por ejemplo, algunas suman lgicamente, otras multiplican lgicamente e, incluso, pueden comparar e invertir valores. Todas las compuertas lgicas tienen una representacin matemtica (algebraica) y una representacin grfica. Se ven, a continuacin, cada una de ellas: 1.1.1 Inversor o compuerta NOT La compuerta lgica NOT tiene una variable de entrada y otra de salida, pero el valor de salida ser opuesto al de entrada. La funcin lgica es la siguiente: Z=

Representacin grfica

Tabla de Estado

A es la variable de entrada y Z es la variable de salida. Si A = 1 lgico, entonces Z = 0 lgico. Por otro lado, si A = 0 lgico, entonces Z = 1 lgico. Debido a este comportamiento, esta compuerta, tambin, es llamada inversora. Las compuertas NOT se pueden conectar en cascada y lograr, despus de dos compuertas, la entrada original, que se comportar como un buffer.

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1.1.2 AND La compuerta lgica AND multiplica las variables de entrada; por ello, puede tener dos o ms variables de entrada, y una de salida. Para el caso de dos entradas, su funcin lgica se representa as: Z=A.B Representacin grfica Tabla de Estado

Las variables de entrada son A y B, y la salida es Z. La ecuacin lgica indica que Z es igual a 1 lgico s y slo s A es igual a 1 lgico, y B es igual a 1 lgico. Visto de otra forma, si tanto A o B o ambas son iguales a cero lgico, entonces Y es igual a cero lgico. Esta compuerta multiplica las variables de entrada, por lo que, para llenar la tabla de estado, se debe multiplicar las entradas. Una compuerta AND puede tener muchas entradas. Una AND de mltiples entradas puede ser creada conectando compuertas simples en serie. Si se necesita una AND de 3 entradas y no hay disponible, es fcil crearla con dos compuertas AND, como se muestra en el siguiente diagrama.

1.1.3 OR La compuerta lgica OR suma las variables de entrada; por ello, puede tener dos o ms variables de entrada, y una de salida. Su funcin lgica se representa as: Z=A+B Representacin grfica Tabla de Estado


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La ecuacin lgica indica que Z es igual a 1 lgico si A es igual a 1 lgico o B es igual a 1 lgico, o tanto A como B son iguales a 1 lgico. Visto de otra forma, Z es igual a 0 lgico s y slo s A y B son iguales a 0 lgico. 1.1.4 NOR La compuerta lgica NOR suma y niega a las variables que tiene a la entrada. Su funcin lgica es la siguiente:


Tabla de Estado

Esta compuerta surge de la conexin de una compuerta OR y un inversor en cascada. Las variables de entrada son A y B, y la salida es Z. La ecuacin lgica indica que Z es igual a 0 lgico si A es igual a 1 lgico o B es igual a 1 lgico, o ambos son iguales a 1 lgico. Visto de otra forma, Z es igual a 1 lgico s y slo s A es igual a 0 lgico y B es igual a 0 lgico. Ntese que esta compuerta es lo contrario a la compuerta OR. 1.1.5 NAND La compuerta lgica NAND multiplica y niega las variables que estn en su entrada. Su funcin lgica es la siguiente:


Tabla de Estado

Esta compuerta surge de la conexin de una compuerta AND y una NOT en cascada. Las variables de entrada son A y B, y la salida es Z. La ecuacin lgica indica que Z es igual a 0 lgico si A es igual a 1 lgico y B es igual a 1 lgico. Visto de otra forma, si tanto A o B, o ambas son iguales a 0 lgico, entonces Z es igual a 1 lgico. Ntese que esta compuerta es lo contrario a la compuerta AND.

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La compuerta NAND puede ser usada para implementar una compuerta NOT. Incluso, se puede desarrollar todo un sistema digital con slo compuertas NAND. Se va a explicar la posibilidad de usar la compuerta NAND de dos entradas como una compuerta NOT o inversor. En el grfico, se aprecia la compuerta NAND de dos entradas, las entradas son A y B, y la salida es Z, donde Z es el producto negado de A y B.

Si en lugar de tener dos entradas diferentes A y B, las dos entradas fuesen iguales a la entrada X (A = B = X), la salida Z sera el producto negado de X y X, tal como se muestra en el siguiente grfico.

Si la entrada es X y la salida es la negacin de X, esta compuerta se est comportando como la compuerta NOT.

1.1.6 OR Exclusive o Ex OR La compuerta lgica OR Exclusive o Ex Or, cuando tiene dos entradas, se puede usar para comparar las entradas. Su funcin lgica es la siguiente:


Tabla de Estado

Las variables de entrada son A y B, y la salida es Z. La salida Z es 1 lgico s y slo s A es diferente de B; si A y B son ambas 0 lgico, o ambas son 1 lgico, entonces Z es igual a 0 lgico,


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1.1.7 OR Exclusive negado o Ex NOR La compuerta lgica OR Exclusive negado o Ex NOR, tambin, compara las variables de entrada cuando stas son dos: A y B. Su funcin lgica es la siguiente:


Tabla de Estado

Las variables de entrada son A y B, y la salida es Z. La salida Z es 1 lgico s y slo s A y B son iguales, ya sea que ambas sean 0 lgico o ambas sean 1 lgico. Si A y B son diferentes entre s, entonces Z es 0 lgico.

1.2 lgebra booleanaPara trabajar con los sistemas digitales, se tuvo que desarrollar la matemtica necesaria, lo cual fue posible, entre otros, gracias al matemtico ingls George Boole (1810-1864), quien desarroll la teora en la que se basan los computadores para manipular los datos, es decir, desarroll el lgebra de Boole. La lgica booleana est compuesta por una serie de operaciones que se aplican sobre las variables booleanas, las cuales slo pueden tener dos valores o estados: verdadero o falso, set o reset, 1 0, cerrado o abierto, etc. Las operaciones lgicas, cuando actan sobre las variables de entrada booleanas, dan lugar a una funcin booleana. Para implementar un sistema digital, se necesita determinar el circuito lgico, el cual va a ser desarrollado por un conjunto de compuertas interconectadas, donde cada una de ellas realizar alguna operacin lgica para cumplir lo establecido en el lgebra de Boole. En este circuito lgico, se procesarn los bits. Para ello, se hace efectivo el 1 y el 0 a travs de voltajes, es decir, se usan dos niveles de voltajes fijos: un nivel alto para el 1 y un nivel bajo para el 0. Los sistemas digitales estn representados a travs de circuitos digitales. El sistema digital es un conjunto de componentes que interactan entre s y que tienen un objetivo. Estos componentes son las compuertas digitales (AND, OR, NOT, etc.), que al combinarse dan a lugar a otros tipos de elementos digitales como compuertas complejas, codificadores, memorias, flip-flops, microprocesadores, microcontroladores, etc. Los sistemas digitales pueden resultar muy complejos. En realidad, se construyen de un nmero muy grande de circuitos muy simples (compuertas digitales), pero siempre trabajan con variables digitales, las cuales solamente toman dos valores posibles: "0" y "1". Asimismo, si usamos interruptores, stos pueden tomar, tambin, dos estados posibles: "abierto" y "cerrado", o "Off" y "On", donde el estado abierto corresponde a 0 y el estado cerrado corresponde a 1.

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Los posibles estados de las variables de entrada, que afectan a los sistemas digitales, se pueden representar en una tabla de estado, tambin, llamada tabla de estado.

1.3 Propiedades del lgebra de BooleLes presentamos algunas propiedades del lgebra de Boole: Ley de Idempotencia. Es la propiedad para realizar una accin determinada varias veces y an as conseguir el mismo resultado. A . A= A A+ A= A Ley Asociativa: (A+B)+C= A+(B+C) (A B) C= A (B C) Ley Conmutativa: A .B=B .A A+B=B+A Ley de involucin:

Ley Distributiva: A + (B C) = (A + B) (A + C) A (B + C) = (A B) + (A C) Absorcin: A +.B = A + B Leyes de Morgan. Ley de las equivalencias que nos permiten trabajar con una sola compuerta, por ejemplo una NOR en lugar a usar dos inversores y una compuerta AND.

Identidades del lgebra de Boole:


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1.4 La Tabla de verdad o Tabla de estadoLa Tabla de verdad describe el funcionamiento del sistema digital. sta puede tener varias columnas en la entrada, lo cual depende de la cantidad de variables de entrada; adems, tiene las columnas de las variables de salida, las cuales pueden ser una o ms, de acuerdo al sistema digital. Se puede trabajar con una tabla para cada salida o una sola tabla para todas las salidas. La tabla presenta, a la izquierda, las variables de entrada y, debajo de ellas, los estados de las entradas, las cuales tienen todas las combinaciones posibles de las entradas. 2 es igual al nmero de combinaciones en la Tabla de verdad Donde n es el nmero de las variables de entrada de la Tabla de verdad. Por ejemplo, si la tabla tiene dos variables de entrada, tendr 2 2 estados, o sea, 4 estados; si la tabla tiene 3 variables de entrada, entonces tendr 23 = 8 combinaciones, por lo tanto 8 estados. La salida tomar el valor de cero o uno en cada estado, lo cual depende del sistema, tal como se puede apreciar en las dos tablas siguientes:

22 = 4 combinaciones o estados

23 = 8 combinaciones o estados

Para desarrollar un sistema digital, se debe partir de su Tabla de estado o Tabla de verdad, porque, en ella, se debe haber establecido cmo debe responder cada una de las salidas frente a cada estado de entrada. Si se tiene la Tabla de estado, se puede generar la funcin lgica de la salida, la funcin lgica simplificada y, finalmente, hacer el circuito lgico en base a las compuertas lgicas. Para comprender fcilmente esto, se va a explicar en base a un ejemplo sencillo. Se usar, para ello, la Tabla de estado de la compuerta OR de dos entradas.

En la Tabla de estado, se puede apreciar las variables de entrada A y B, las cuales generan 4 estados diferentes. Por otro lado, se observa que la salida Z es igual a 0 en el estado 00 (cuando A=0 y B=0) y 1 en los tres estados restantes. Para determinar la funcin lgica de la salida, se debe tener en cuenta

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que sta se obtiene como una suma de trminos, donde la cantidad de trminos depende de la cantidad de unos que tenga la salida. Cada trmino depende del producto de las variables de entrada y del estado en el cual la salida vale 1. Para cada estado, el producto de las variables se ver afectado si para ese estado la variable vale cero, por ejemplo, para el estado 01, donde A toma el valor cero, el trmino ser .B.

En el ejemplo anterior, Z = (m1, m2, m3) Si se resume, se puede decir que la funcin lgica de la salida Z es igual a la suma de trminos, donde Z vale 1. Luego de haber determinado la funcin lgica, esta expresin no debe ser usada para implementar el circuito lgico, porque, antes, se debe simplificar y, para ello, se necesita conocer el lgebra de Boole, con cuyas identidades se puede obtener una expresin ms sencilla, donde resulte un circuito con el menor nmero de compuertas, como el obtenido a continuacin.

Finalmente, se ha obtenido la funcin lgica simplificada de Z y sta va a servir para obtener el circuito lgico, el cual, para este caso, se trata de una compuerta OR.

Como se ve, para el desarrollo de un sistema digital, la determinacin de la funcin lgica es sencilla, la cual se determina simplemente como una suma de trminos, lo complicado es la simplificacin y, para ello, se debe conocer las propiedades e identidades del lgebra de Boole.


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AutoevaluacinCul es la compuerta lgica que suma? Cul es la compuerta lgica que multiplica? Cul es la compuerta lgica que compara? Para qu se utiliza la compuerta lgica buffer? Conecte dos inversores para crear un buffer. Realice las conexiones de una compuerta lgica NOR para convertirla en un inversor. En cada una de las expresiones, determine a qu es igual:

Dado los siguientes circuitos lgicos: Determine la Tabla de verdad y la funcin lgica equivalente.

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Resumen Bit: unidad bsica que puede tomar los valores 0 1. Byte es un conjunto de 8 bits. Las compuertas digitales son los componentes bsicos de los sistemas digitales. Las Tablas de verdad describen el funcionamiento del sistema digital. Para determinar la funcin lgica de la salida, se debe tener en cuenta que sta se obtiene como una suma de trminos, donde la cantidad de trminos depende de la cantidad de unos que tenga la salida. Cada trmino depende del producto de las variables de entrada y del estado en el cual la salida vale 1. Identidades del lgebra de Boole:

Las compuertas lgicas vienen en chips. Si deseas saber ms acerca de estos temas, puedes consultar las siguientes pginas. http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/comp_log.htm Aqu, hallars informacin de compuertas y podrs ver cmo funcionan. http://www.ee.surrey.ac.uk/Projects/Labview/gatesfunc/index.html#andgate Aqu, hallars informacin de compuertas y podrs ver cmo funcionan,


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LA FUENTE DE ALIMENTACINLOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEAl finalizar la unidad, el alumno, explica las caractersticas de la fuente de alimentacin y describe la funcin principal de la mainboard e identifica sus componentes.

TEMARIOVoltaje, corriente y potencia en un computador. Representacin de bits con voltajes. La fuente de alimentacin. El case, su funcin y tipos.

ACTIVIDADES PROPUESTASLos alumnos diferencian el voltaje de la corriente. Los alumnos reconocen los diferentes voltajes de la fuente de alimentacin.

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1. LA FUENTE DE ALIMENTACIN1.1 Voltaje, corriente y potencia en un computador El voltaje es la magnitud fsica que, en un circuito elctrico, impulsa a los electrones a lo largo de un conductor. Es decir, conduce la corriente elctrica con mayor o menor potencia. El voltaje es la energa que desplaza a los electrones a travs de los circuitos, esta energa nos venden para que funcionen nuestros equipos de la casa, como televisores, refrigeradoras, etc., y tambin nuestra computadora esta energa se reparte a cada domicilio, usando voltaje alterno de 220 voltios. En nuestra PC, la fuente de alimentacin convierte la corriente alterna de 220v (o 110v segn el pas) a corriente continua con voltaje adecuados para la PC, estos voltajes continuos o voltajes DC son apropiados para los circuitos digitales. Los voltajes DC (Direct Current o corriente directa) son provedos por las pilas o bateras, pero para no tener que gastar en pilas, se hace uso e la fuente de alimentacin. Lo que conocemos como corriente elctrica no es otra cosa que la circulacin de cargas o electrones a travs de un circuito elctrico cerrado, que se mueven siempre del polo negativo al polo positivo de la fuente de energa. La corriente se mide en amperios, unidad que nos permite determinar si estamos consumiendo mucha corriente. Cuando leemos las especificaciones de los equipos hacen referencia al voltaje y a la corriente, por que el producto de los dos determina otro parmetro importante que es la potencia elctrica. La potencia elctrica es la cantidad de energa entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. Si la corriente aumenta o el voltaje aumenta, tambin aumenta la potencia y al aumentar la potencia aumenta el calentamiento. Por ejemplo los procesadores actuales son de mayor potencia por lo que necesitan buen sistema de enfriamiento o cooler. Todos los componentes que forman parte del computador y que tiene chips y motores, consumen energa, por lo que se incrementa la potencia al haber ms componentes. Cuando uno decide ensamblar uno mismo su computador, no es fcil saber cual ser la potencia necesaria de la alimentacin. Para poder tener una idea de que potencia es necesaria existen simuladores tal como el que ofrece Asus en su sitio Web que nos ayuda a elegir correctamente la potencia necesaria en funcin de los componentes. http://support.asus.com/PowerSupplyCalculator/PSCalculator.aspx?SLanguage=e s-es 1.2. La Fuente de Alimentacin La fuente de poder o de alimentacin es un dispositivo que se monta en el gabinete de la computadora y que se encarga bsicamente de transformar la corriente alterna de la lnea elctrica comercial en corriente directa o continua; la cul es utilizada por los elementos electrnicos y elctricos de la computadora. Otras funciones son las de suministrar la cantidad de corriente y voltaje que los dispositivos requieren as como protegerlos de subidas de voltajes en el suministro elctrico.


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Como los componentes internos del CPU trabajan con corriente continua y con voltajes pequeos, como +5V DC, 12V DC y 3.3V DC, es necesario del uso de la fuente de alimentacin, la cual transforma la energa recibida de 220V AC a voltajes adecuados para el PC. Los voltajes DC son entregados mediante un conjunto de cables y un conector principal de 20 pines, aunque, en los modelos actuales, se ha producido un cambio a 24 pines con el objeto de poder entregar un nivel mayor de corriente. Las potencias de estas fuentes han alcanzado valores de hasta 750 watts en comparacin a fuentes de 150 a 200 watts de aos atrs.

En la parte trasera de la fuente, destaca visiblemente uno de los componentes de la fuente de alimentacin: el ventilador, el cual es necesario para disipar el calor generado en todo el proceso. En algunos casos, tambin, se muestra un selector para cambiar entre 115 y 230 voltios; sin embargo, es importante mantenerlo en 230, sino se quemar la fuente por exceso de energa. Asimismo, algunas fuentes disponen de un interruptor, con el cual se puede apagar completamente la fuente. No obstante, se debe tener en cuenta que las fuentes son del tipo ATX, lo que implica que su encendido es lgico, es decir, no utiliza un switch que conecta y desconecta la energa, sino dispone de un botn, con el cual al cambiar sus estado da la orden de apagado o encendido.

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1.3. El Case Todos los componentes del computador se protegen dentro de un gabinete metlico, el cual presenta diferentes medidas, es decir, uno son ms grande que otros, algunos estn en posicin vertical y otros en posicin horizontal. Los tipos de gabinete ms comunes son los siguientes: Mini Tower, Mid Tower, Full tower, Desktop y Slim.

El sentido comn indica que un gabinete de un tamao y calidad adecuados puede resolver muchos problemas posteriores de ampliacin y mantenimiento del equipo. Por otra parte, los gabinetes verticales ofrecen mejor ventilacin y mayor espacio para ampliacin. Actualmente, los gabinetes son del tipo ATX. La diferencia entre los antiguos llamados AT y los actuales ATX estriba en el conector de alimentacin. Adems, en los case ATX, el apagado se hace mediante el sistema operativo. En cambio, los actuales CPUs se pueden apagar y encender directamente desde la red. El gabinete o case permite alojar, como ya se mencion, a la mainboard, discos duros, lectoras/grabadoras de CD o DVD, disquetera, etc. Para ello, presenta bahas de dos tamaos, de 5 y 3, tal como se aprecia en la siguiente figura. En la bahas de 5, se instala, por ejemplo la lectora - grabadora de CD/DVD y, en las de 3, se instalan los discos duros. Asimismo, junto con ellos, se encuentra la fuente de alimentacin o fuente de poder.

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Botn de Encendido. Botn de Reseteo. Lector de Memorias. Puertos de Sonido. Puertos USB. Lector de CD-DVD.


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AutoevaluacinQu permite el voltaje? Determine los tipos de case ms usados. Qu caractersticas tienen las fuentes de alimentacin? Determine dos diferencias entre un case desktop y minitower. Qu diferencia hay entre el voltaje DC y el AC?

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Resumen Los primeros computadores fueron analgicos, pero, actualmente, son digitales. El voltaje es la energa que desplaza a los electrones a travs de los circuitos Todos los componentes del computador se protegen dentro de un gabinete metlico llamado case. Si deseas saber ms acerca de estos temas, puedes consultar las siguientes pginas.

http://www.letheonline.net/ggabinetes.htm En esta pgina, podrs visitar una galera de case. http://www.hispazone.com/Guia/98/Fuentes-de-Alimentacion-tipos-caracteristicase-instalacion.html En esta pgina, podrs ver caractersticas de la fuente de alimentacin.


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LA MAINBOARDLOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEAl finalizar la unidad, el alumno, explica las caractersticas de la fuente de alimentacin y describe la funcin principal de la mainboard e identifica sus componentes.

TEMARIODefinicin y funciones de la mainboard. Tipos de mainboard. Componentes del mainboard.

ACTIVIDADES PROPUESTASLos alumnos diferencian los tipos de mainboards por el factor de forma. Los alumnos reconocen los diferentes tipos de puertos y slots.

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1. LA MAINBOARD1.1. Definicin y funciones de la Mainboard La mainboard es llamada, tambin, motherboard, placa base o placa madre. Es una tarjeta de circuitos impresos del computador. Sirve como medio de conexin entre los diferentes componentes del CPU, dentro de los cuales est el microprocesador, los controladores de diferentes dispositivos, las ranuras para conectar la RAM del sistema, la ROM, y las ranuras o zcalos (slots) que permiten conectar tarjetas controladoras que necesitan adicionarse al computador. Asimismo, en la mainboard, estn los buses de conexin, que estn implementados mediante pistas sobre las superficies del circuito impreso. Est el conector de 24 pines, a travs del cual recibe los diferentes voltajes que entrega la fuente. Est el zcalo, donde se inserta el microprocesador y otros ms. En la siguiente figura, se puede apreciar algunos de estos componentes de una mainboard que acepta microprocesadores Core 2 Duo en el zcalo 775.

Otro ejemplo es la siguiente tarjeta madre, donde se aprecian los componentes modernos la Desktop Board Intel DH55PJ en factor de formato microATX ofrece un equilibrio entre las caractersticas tradicionales y las premium en un nuevo diseo con bajo consumo de energa. Veamos las caractersticas de este mainboard: o Compatibilidad con memoria DD3-1333MHz o Dos ranuras para hasta 8GB de memoria RAM del sistema. o Controlador de sonido Intel de alta definicin (HD), integrada, con sonido envolvente 5.1. o Controlador de red Intel PRO10/100/1000 Mb/s integrada. o Un slot o ranura PCI para las tarjetas antiguas o Dos slots PCI express 1X para tarjetas de red, sonido que permitan reemplazar a las que estn integradas. o Un slot PCI express 16X para video


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Esta placa es compatible con los procesadores Intel Core i7, Core i5, Core i3 e Intel Pentium en el paquete LGA1156. Esta board cuenta con conectores VGA y DVI-D y es compatible con visualizacin doble independiente para procesadores con Grficos Intel HD.

Desktop Board Intel DH55PJ 1.2 Componentes de la mainboard Toda PC est formada por una placa base y una serie de placas de expansin o tarjetas controladoras, fabricadas en peltrax, un derivado de la fibra de vidrio, cada una de las cuales est destinada a cumplir una funcin especfica, dependiendo del tipo de controlador que tenga la placa. Es en la mainboard donde se alojan los principales componentes de una PC y se conectan las tarjetas de expansin. Ms all de las diferencias originadas por las distintas generaciones, en todos los mainboard encontraremos una serie de componentes comunes. El componente en el que se conecta una tarjeta se le denomina, en forma genrica, slot o zcalo, pudiendo en algunos casos denominrselo conector; adems, se encuentra los puertos, los cuales permite conectar dispositivos, as de esta manera, en toda PC tendremos un puerto para el teclado, un puerto para el monitor, etc. Los componentes bsicos que se encuentran en la placa son: Zcalo del Microprocesador: ste es el zcalo donde se coloca el microprocesador. Las medidas y la cantidad de contactos varan segn el tipo de procesador utilizado. Posee los anclajes necesarios para la colocacin del cooler.

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Chipset Northbridge. Tambin llamado Puente Norte, es el encargado de proporcionar el bus del procesador y controlar la memoria, as como de administrar el trfico con el bus AGP o PCI Express. Su funcin principal es interconectar a tres elementos importantes de alta velocidad: el procesador, la RAM y la tarjeta de video. En la actualidad, en algunas modelos de PCs este chip ha sido absorbido e integrado en el propio CPU o procesador. Como es un dispositivo de alta velocidad, genera mucho calentamiento, por lo que usa un disipador para liberar el calor, este chip es cubierto por el disipador de aluminio y por ello no se aprecia el chip.

Chipset Southbridge. Tambin llamado Puente Sur, es la parte del chipset encargada de brindar conectividad entre el resto de dispositivos, sobre todo los de menor velocidad, ya que el puente norte se reserva la conexin de los tres elementos ms rpidos. Lleva integrados diferentes controladores y por ello decimos que controla a los discos duros, al bus PCI, al PCI express, a los puertos USB, a los puertos del teclado, red, entre otros. El diagrama en bloque que a continuacin se muestra, confirma lo expresado para ambos chipset.


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Slots de Expansin PCI. En estas ranuras se insertan las placas de sonido, los mdems y otros dispositivos de mltiples usos. Fue el zcalo de expansin ms usado, pero en la actualidad ha sido reemplazado por el PCI Express.

Slot de Expansin AGP y PCI Express 16X. Se trata de un slot de conexin especialmente diseado para conectar las tarjetas de video, la versin antigua es AGP, la versin actual es PCI express 16X. Ambos son totalmente incompatibles, por lo que, en la mainboard se encuentra solo uno solo de ellos. En el grfico se puede mostrar dos slots PCI express 16X, de color rojo y azul, acompaado de dos slots PCI y dos slots PCI express 1X, siendo estos los ms pequeos.

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Conectores. Los motherboards que respetan la norma ATX incorporan un grupo de conectores estndar: serie, paralelo, teclado y mouse PS/2. Adems, en la mayora de los casos actuales, se agrega sonido y conector estndar para controladores de juego, se los llama tambin puertos del mainboard.

Zcalos de Memoria. aqu es donde se alojan los mdulos de RAM indispensables para el funcionamiento de la PC. Generalmente, los distintos tipos de zcalos reciben el nombre correspondiente al tipo de memoria que aceptan. Por ejemplo, slot DIMM, RIMM, DDR, DDR2, DDR3.

Memoria ROM BIOS. Este chip alberga el software bsico del motherboard, que le permite al sistema operativo comunicarse con el hardware. Antes eran memorias ROM estndar donde no permitan se modifique su contenido sin retirarlo del mainboard, pero actualmente se usan memorias EPROM del tipo flash (EEPROM) que permiten que se pueda modificar los contenidos a travs de la actualizacin del BIOS.

Pila. Dentro de los programas que tiene el BIOS, est el SETUP, el cual permite configurar al mainboard, como resultado de la configuracin se generan datos, los cuales se guardan en una memoria RAM pequea llamada RAM CMOS. La RAM CMOS necesita una batera para mantener los datos de


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la configuracin (Setup) y la fecha y hora del sistema. Es necesario cambiarla cada tres o cuatro aos.

Conectores IDE SATA. Aqu se conecta los cables que permiten la conexin con los discos duros y las lectoras/grabadoras de CD/DVD. El conector del cable plano es el de tipo IDE o ATA y el conector pequeo de la derecha es el SATA. En la actualidad se usa el SATA ya que es de mayor velocidad.

Conector de alimentacin. A travs de este conector ATX, se proporciona al mainboard la energa elctrica necesaria, proveniente de la fuente de alimentacin.

Conectores externos de una Mainboard

1. Conectores PS/2 para mouse y teclado, incorporan un icono para distinguir su uso especfico.

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2. Puerto paralelo, puerto utilizado por la impresora. Actualmente es reemplazado por el puerto USB. 3. Conectores de sonido, las mainboards modernas incluyen on board una tarjeta de sonido con todas sus conexiones. 4. Puerto serie, utilizado para mouse y conexiones de baja velocidad entre PCs. 5. Puerto USB, puerto de alta velocidad empleado por muchos dispositivos externos, como los escneres o las cmaras digitales. 6. Puerto FireWire, otro puerto de alta velocidad empleado por muchos dispositivos externos. No todos las mainboards cuentan con una conexin de este tipo. 7. Red, generalmente las mainboards de ltima generacin incorporan una placa de red on board y la conexin correspondiente. 1.3. Tipos de Mainboard Existen diversos tipos de mainboards, esta diversidad depende de diferentes factores, en este caso buscaremos la diferencia usando el factor de forma o dicho de otra manera, respecto a las dimensiones y forma del mainboard. Presentamos solo tres factores de forma: 1.3.1. ATX El estndar ATX (Advanced Technology Extended) se desarrollo como una evolucin del factor de forma de Baby-AT, para mejorar la funcionalidad de los actuales E/S y reducir el costo total del sistema. Este fue creado por Intel en 1995. Fue el primer cambio importante en muchos aos en el que las especificaciones tcnicas fueron publicadas por Intel en 1995 y actualizadas varias veces desde esa poca, la versin ms reciente es la 2.2 publicada en 2004. Una placa ATX tiene un tamao de 305 mm x 244 mm (12" x 9.6"). Esto permite que en algunas cajas ATX quepan tambin placas microATX. Otra de las caractersticas de las placas ATX son el tipo de conector a la Fuente de alimentacin, el cual es de 24 (20+4) contactos que permiten una nica forma de conexin y evitan errores como con las fuentes AT y otro conector adicional llamado P4, de 4 contactos. Tambin poseen un sistema de desconexin por software.

1.3.2 AT A la tarjeta madre AT de tamao completo se le llama as debido a que corresponde al diseo de la tarjeta madre original de la IBM AT. Esto permite una tarjeta muy grande de hasta 12 pulgadas de ancho por 13.8 pulgadas de


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largo. El conector del teclado y los conectores de ranuras deben apegarse a requerimientos especficos de ubicacin para ajustarse a las aperturas del gabinete. Este tipo de tarjeta slo se ajusta en los gabinetes populares Baby-AT o minitorres y debido a los avances en la miniaturizacin en cmputo, la mayora de los fabricantes ya no las producen. 1984 AT 305 305 mm (IBM) Baby AT: 216 330 mm AT: Es uno de los formatos ms grandes de toda la historia del PC (305 279330 mm), defini un conector de potencia formado por dos partes. Fue usado de manera extensa de 1985 a 1995. 1.3.3 LPX El factor de forma LPX y mini LPX es un diseo parcialmente de propietario, desarrollado originalmente por Western Digital para algunas de sus tarjetas madre. Las iniciales LP, de LPX, significan de bajo perfil, porque este diseo incorporaba ranuras paralelas a la tarjeta madre, lo cual permita instalar tarjetas de expansin acostadas. Este tipo de mainboard se encuentra en equipos desarrollados principalmente por Compaq y Packard Bell. Estas tarjetas fueron empleadas en sistemas con gabinetes tipo slim y tipo torre. Las tarjetas LPX se distinguen por varias caractersticas particulares. La ms notable consiste que las ranuras de expansin estn montadas sobre una tarjeta de bus vertical que se conecta en la tarjeta madre

1.4 Configuracin de la mainboard Toda mainboard necesita ser configurada. hardware y software.

Esta configuracin se hace por

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1.4.1 Configuracin por hardware Para la configuracin por hardware, se debe usar la informacin del manual de usuario, tal como se muestra luego, donde se ha tomado las indicaciones de un mainboard Asrock. Esta configuracin se hace mediante jumpers de la siguiente manera: o o Cuando el jumper est colocado sobre los pines, el jumper est SHORT. Si ningn jumper est colocado sobre los pines, el jumper est OPEN.

La ilustracin muestra un jumper de 3-pines, cuyo pin1 y pin2 estn SHORT, es decir, el jumper est colocado sobre estos 2 pines.

La configuracin por hardware es muy limitada en la mayora de los mainboards, como la limpieza de la RAM CMOS (Clear CMOS). o Limpiar RAM CMOS

El restablecimiento de la CMOS permite que se limpien los datos de la RAM CMOS. Los datos incluyen informacin de la configuracin del sistema, tal como contrasea, fecha, tiempo y parmetros de la configuracin del sistema. Para limpiar y, sobre todo, reconfigurar los parmetros del sistema a la configuracin de fbrica, se debe, primero, apagar el computador. Luego, se debe pasar el jumper a los pines 2 y 3 durante 5 segundos. Por ltimo, retornar el jumper a su posicin inicial, pines 1 y 2.


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AutoevaluacinIndique cul es la aplicacin del mainboard. Determine dos diferencias entre mainboard ATX y LPX. Qu caractersticas tiene el chip set norte? Qu tipo de memorias se instalan en un mainboard? Indique cules son los puertos ms usados del mainboard. Indique cmo se puede conectar los discos duros al mainboard.

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Resumen El factor de forma LPX y mini LPX es un diseo parcialmente de propietario, desarrollado originalmente por Western Digital El puerto paralelo es utilizado por la impresora, actualmente es reemplazado por el puerto USB. La RAM CMOS necesita una batera para mantener los datos de la configuracin (Setup) Si deseas saber ms acerca de estos temas, puedes consultar las siguientes pginas.

http://historia-mainboard.blogspot.com/ En esta pgina, podrs los diferentes tipos de mainboards. http://www.ibase-usa.com/products.html En esta pgina, podrs ver diferentes tipos de mainboards.


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5TIPOS DE MEMORIASLOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEAl trmino de la unidad, el alumno, explica la funcin de de los diferentes tipos de memorias y sus caractersticas bsicas.

TEMARIOTipos de memorias en el PC. Funcin de las memorias. Clasificacin de las memorias: RAM y ROM. Tipos de memorias segn su ubicacin.

ACTIVIDADES PROPUESTASLos alumnos, a travs de la observacin de una mainboard, determinan las memorias que usa. Los alumnos comparan los tipos de memorias RAM y ROM.

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1. Clasificacin de las memoriasLas memorias dentro de la computador constituyen elementos muy importantes para su funcionamiento de la PC, su funcin es la de almacenar datos e informacin, ya sea temporal o permanentemente, esto depende de la aplicacin y del tipo de memoria. Las memorias se clasifican en dos tipos: RAM y ROM, tal como se aprecia en el siguiente cuadro.

1.1 La memoria RAM La memoria RAM es una memoria de acceso aleatorio utilizada como almacn temporal, donde se almacenan las instrucciones de los programas y los datos. Se dice que esta memoria es voltil, debido a que necesita energa para mantener lo almacenado; por ello, si se apaga el computador, todo lo que tena almacenado desaparece. Esta memoria se clasifica por la forma de sus celdas en dos tipos: SRAM y DRAM. Las memorias SRAM son RAM estticas (Static RAM). Son usadas para trabajar a altas velocidades; por ello, se usan para la implementacin de la memoria cach. Sus celdas de memoria son FFs-D, con las cuales consigue mejorar la velocidad de lectura y grabacin, pero, para su fabricacin, necesita de mucho espacio en la pastilla de silicio, que es donde van los chips. Las memorias DRAM son RAM dinmicas (Dynamic RAM). Son usadas para almacenar grandes cantidades de informacin; por ello, se usan para la implementacin de la RAM principal, donde se necesita que haya un espacio muy grande que almacene a todo el SO y a las aplicaciones. Las celdas de memorias estn formadas por placas metlicas que hacen el papel de un condensador, el cual guarda por un tiempo la carga elctrica. Cuando el condensador est cargado, se interpreta que hay un 1 y, cuando est descargado, se asume que hay un 0. Para poder mantener la carga en los condensadores que tiene almacenado un 1, se debe refrescar estas memorias cada cierto tiempo, porque si no se refresca la memoria, se pierde la informacin. Por ello, estas memorias son llamadas dinmicas. Las memorias DRAM evolucionaron para buscar mejoras, desde FPM, EDO, BEDO hasta las actuales SDRAM o RAM Dinmica Sincrnica. La nomenclatura de sincrnica es para indicar que est controlada por una seal de reloj.


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1.2 La memoria ROM La memoria ROM es una memoria de slo lectura (Read Only Memory). Los programas almacenados en ROM no se pierden al apagar el computador; por el contrario, se mantienen guardados en los chips del ROM sin necesidad de energa. Por esta razn, se dice que no es una memoria voltil. El usuario puede leer y ejecutar los programas de la memoria ROM, pero no puede escribir en ella. La memoria ROM es ideal para almacenar las rutinas bsicas a nivel de hardware, por ejemplo el programa de inicializacin o de arranque de procesadores. Por ello, esta memoria se encuentra en la mainboard, en la tarjeta de video, en los discos duros, impresoras, entre otros. La memoria ROM usa circuitos para formar una matriz de elementos que actan como fusibles. Cada fusible es una celda que puede almacenar un bit, por ejemplo si deja pasar la corriente, vale 1, pero si no deja pasar la corriente, vale 0. Esta memoria se clasifica en PROM y EPROM. Las memorias PROM (Programmable Read-Only Memory) estn fabricadas y desarrolladas con todos sus fusibles intactos (todos en 1). Se emplea una mquina especial llamada programador de PROM o quemador de PROM para fundir los fusibles, uno por uno, segn las necesidades del software que se va a codificar en el chip. Este proceso se conoce normalmente como el "quemado" de la PROM. Los efectos de quemar la PROM son permanentes, es decir, no se puede modificar, ni actualizar el programa que lleva dentro. La PROM se parece mucho al CD-R que permite grabar una sola vez. Las EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) son memorias ROM programables y borrables. Las celdas de esta memoria estn formadas por semiconductores que se comportan como fusibles, es decir, dejan pasar la corriente. stos pueden ser quemados (0), pero se pueden retornar a sus condiciones iniciales (1).

Hay dos tipos de memorias EPROM: UVEPROM y EEPROM. Las UVEPROM (Ultraviolet Erasable Programmable Read-Only Memory) son fciles de distinguir de los otros chips, porque tienen una pequea ventana transparente en el centro de la cpsula. Invariablemente, esta ventana est cubierta con una etiqueta de cualquier clase y por una buena razn: el chip se puede borrar, a causa de la luz ultravioleta de alta intensidad que entra por la ventana. Por ello, para borrar estas memorias, se las expone a la luz ultravioleta durante una hora aproximadamente. Sin embargo, para la grabacin, se necesita de un hardware y software especial. En la actualidad, se usan poco estas memorias. Un ejemplo del uso de estas memorias son las ROM BIOS.

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Las EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read-Only Memory) son memorias programables y fciles de borrar elctricamente. En las primeras EEPROM, el borrado era posible aplicando voltajes de 25 voltios, que son superiores a los voltajes usados en el PC. Posteriormente, la tecnologa permiti que el borrado y la escritura sean a 5 voltios, con lo cual se hizo muy popular. La primera aplicacin de estas memorias fue reemplazar los ROM BIOS de las mainboards, con lo cual se hizo ms popular el nombre de memoria FLASH. En la actualidad, estas memorias estn en las memorias USB y en los discos de estado slido (SSD).

Ha sido tan alto el xito alcanzado de la memoria FLASH, que se han creado diversos medios de almacenamiento para diferentes equipos. Por ejemplo, se encuentra en las cmaras fotogrficas, en los celulares, etc.

1.3 Tipos de memorias segn su ubicacinPara conocer sobre las memorias que existen en el computador, se va a comenzar identificando cules son ellas para tratar de entender su funcin como parte del PC. Para ello, en el siguiente grfico, se observa una mainboard que, como se sabe, es uno de los componentes ms importantes del computador, en donde se conecta diferentes componentes, como los siguientes: La tarjeta de video donde se encuentra la memoria VRAM o RAM de video. La RAM principal, en mdulos, que se inserta en los zcalos o sockets para la RAM. El CPU o microprocesador, el cual, como se sabe, tiene la memoria cach internamente. En la mayora de los CPUs, se disponen de dos memorias identificadas con L1 y L2. Conectado directo, en la mainboard, se encuentra el chip que almacena el BIOS, al cual se ha llamado ROM BIOS y que, posteriormente, se ver que ha sido cambiado por otro chip de memoria FLASH, por lo que las actuales mainboards ya no usan ROM BIOS, sino FLASH BIOS. Por ltimo, otra memoria que viene integrada en la mainboard, en particular en uno de sus chips del chipset (puente sur), se le llama RAM CMOS.


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1.4 Funcin de las memorias1.4.1 RAM de video o VRAM Las tarjetas de video necesitan usar memoria RAM, la cual se llama VRAM (RAM de video). sta se usa para almacenar los grficos que se deben mostrar en el monitor. La informacin de las imgenes est almacenada como un conjunto de bits, los cuales corresponden a la imagen digitalizada, y el procesador de video es el que se encarga de convertir los ceros y unos en seales para enviarlas al monitor, a travs de conector. La imagen siguiente muestra los cuatro chips en la tarjeta de video, los cuales corresponden a la VRAM. En cuanto a la cantidad de memoria que disponen las tarjetas actuales, sta va desde 256 MB a 1 GB de VRAM y, probablemente, esta cantidad siga incrementndose.

1.4.2 La RAM Principal La RAM principal es la memoria que, hasta ahora, se le ha llamado, simplemente, RAM. Su funcin es almacenar el sistema operativo y las aplicaciones, ya que, de acuerdo al diseo del computador, todos los programas a ser ejecutados deben ser cargados a la memoria RAM. Esta

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memoria ha evolucionado mucho y se ha tratado de mejorar su capacidad de almacenamiento como, tambin, su velocidad. Ms adelante, se detallarn los diferentes modelos y caractersticas ms importantes.

1.4.3 La Memoria cach La memoria cach es un almacn temporal de alta velocidad y de baja capacidad. Esta memoria permite que el CPU pueda trabajar a su velocidad de proceso, ya que con la memoria RAM no lo puede conseguir. Como se ha visto, anteriormente, las velocidades de los mdulos de RAM son inferiores a la velocidad del CPU. La memoria cach ha sido fabricada de manera diferente a los chips de memoria de la RAM principal. Esto se explicar cuando se desarrolle la clasificacin de memorias. Sin embargo, por la forma de generar las celdas para memoria cach, stas ocupan mucho espacio y, como se necesita que estn dentro del CPU, su capacidad se ve limitada. En el grfico, se puede ver a la memoria cach L2 del CPU de AMD. Tambin, se aprecia a la memoria cach L1 que est dividida en dos: una parte almacena las instrucciones de los programas que se estn ejecutando; y la otra parte, los datos, que son resultado de la ejecucin del programa. Por ejemplo, si se est escribiendo una carta, las instrucciones del programa MS-Word debern estar en L1 (parte de instrucciones); y el contenido de la carta, en L1 (parte de datos). La mayora de los procesadores actuales usan, tambin, la memoria cach L3, que es de mayor capacidad que L1 y L2.

1.4.4 La ROM BIOS La memoria ROM es una memoria no voltil, en la cual se almacena el BIOS (Sistema Bsico de Entrada / Salida). Se vio que esta memoria es importante en el momento del encendido, ya que, el programa que tiene, permite al CPU realizar la carga del sistema operativo del disco duro a la memoria RAM. El BIOS es un sistema bsico conformado por un grupo de programas, entre los cuales se encuentra: el POST, el BOOT y el SETUP. Ha sido desarrollado por diferentes empresas, dentro de las cuales las ms importantes son AMI y AWARD. Sin embargo, en los ltimos tiempos, estn tomando importancia el BIOS de Compaq, IBM, INTEL, entre otros.


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El POST (Power On Self Test) es el programa que permite hacer un autodiagnstico en el momento del encendido. Verifica el funcionamiento de los componentes de la mainboard, por ejemplo si el teclado tiene problemas, el POST podr informar en la pantalla: Keyboard Error. No obstante, si la falla est en la tarjeta de tarjeta de video, no tiene forma de avisar la presencia de dicho error a travs de la pantalla, por lo que recurre al uso de una secuencia de pitidos, la cual debe estar codificada y grabada, previamente, en el POST. Para conocer los cdigos del POST para diferentes fabricantes de BIOS, se puede recurrir a la pgina: http://www.bioscentral.com, tal como lo muestra el siguiente grfico.

En algunas mainboard modernas, el sistema del POST es mucho ms sofisticado y de ayuda ms directa. Para ello, cuenta con LEDS, los cuales le permiten dar mejor los mensajes y generar, con ello, caracteres como los que se pueden apreciar en la siguiente figura de una mainboard MSI.

Se aprecia que el mensaje, que aparece luego de haber concluido el POST satisfactoriamente, es el siguiente: MSI. Ahora, los diferentes mensajes se mostrarn de manera resumida en la siguiente tabla.

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El BOOT Boot es el programa que le permite al CPU cargar el sistema operativo en la RAM. Primero, para ello, debe identificar de dnde el CPU va a cargar dicho sistema. Generalmente, el sistema operativo (SO) se encuentra en el disco duro, pero hay situaciones en que el SO es tomado desde un CD, DVD o, incluso, desde una memoria USB. Por lo tanto, para que se pueda cargar el SO de alguno de estos dispositivos de almacenamiento, stos deben tener instalado o preparado un SO. Un disco duro puede tener instalado el SO Windows XP. En cambio, un CD o DVD puede ser el de instalacin del Windows y tiene los archivos de sistema para que pueda bootear, a estos dispositivos se les dice que son booteables. En el siguiente grfico, se muestra el proceso de carga del sistema operativo del disco duro a la RAM. Esta tarea es realizada por el CPU, que toma las instrucciones del BOOT. Asimismo, en el diagrama en bloque, se muestra otros dos dispositivos, de donde se puede cargar el SO a la RAM. Por lo tanto, se aprecia que el objetivo es cargar el SO a la RAM para que el CPU pueda trabajar bajo el control de este sistema, ya que el CPU por s solo no es nada. El control del computador, tanto en hardware como en software, lo hace el sistema operativo.

De otro lado, si se tiene varios dispositivos booteables, se debe tener, tambin, la forma de indicar de dnde se quiere cargar el SO. Esto se hace mediante el otro programa llamado SETUP, desde el cual se define la


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secuencia de booteo o secuencia de arranque. Ah, se debe determinar al primer dispositivo de almacenamiento, luego al segundo y as sucesivamente, como en la lista que aparece. Dispositivo removible Disco duro CD ROM Red En el caso de que se quiera instalar el sistema operativo en el disco duro, se debe elegir al CD ROM como primer dispositivo y como segundo al disco duro. El SETUP SETUP es el programa que permite configurar los componentes instalados en la mainboard. Mediante ste, se puede configurar la fecha, la hora, la secuencia de inicio (booteo), establecer contrasea (de esta manera, nadie puede usar el computador si no conoce dicha contrasea), el tipo del disco duro, CD, disquetera, entre otros. Cada vez que se enciende el computador, se ejecuta el POST y, al culminar, muestra un mensaje que invita a ingresar al SETUP. Para ingresar al SETUP, en algunos casos, se indica presionar F1; en otros, F2; tambin, F10; y en la mayora, la tecla DEL o suprimir.

Los diferentes fabricantes de BIOS presentan el programa, para configurar, con diferentes sistemas de mens. Por ejemplo, el grfico anterior tiene como alternativas en su men lo siguiente: Standard CMOS Features Este men se usa para la configuracin bsica del sistema, tal como fecha, hora, etc.

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Advanced BIOS Features Este men se usa para configurar las caractersticas especiales de algunos componentes, como el CPU, chipset y secuencia de arranque.

Si se elige la secuencia de arranque, se puede apreciar lo siguiente.

Integrated Peripherals Este men se usa para configurar a los perifricos integrados.


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Bios Setting Password Este men se usa para configurar la contrasea. Save & Exit Setup Esta opcin permite guardar la configuracin y salir del SETUP. 1.4.5 Flash BIOS El BIOS es un sistema importante, sobre todo, en el momento del encendido del computador. Primero, realiza el diagnstico inicial. Luego, lleva a cabo la carga del SO. Adems, permite la configuracin de la mainboard. Este programa est almacenado en la memoria ROM, por lo que, generalmente, se llama ROM BIOS. En la actualidad, la memoria ROM ha cambiado por la memoria FLASH (tipo especial de ROM). Por lo tanto, ahora, se le llama FLASH BIOS. En el siguiente grfico, se puede ver a los dos tipos de memorias.

La memoria Flash ha sido elegida porque tiene la posibilidad de ser escrita sin necesidad de sacar el chip de la mainboard, a diferencia del ROM BIOS que es slo de lectura. De esta forma, el BIOS, en una memoria FLASH, puede ser actualizado por una nueva versin. Para esta actualizacin, no se necesita extraer el chip de la mainboard, slo se debe ejecutar un programa desde Windows. Un ejemplo de ello es el caso de actualizacin de BIOS Express de Intel. Para ello, se descarga y guarda el archivo de actualizacin del BIOS Express en un directorio temporal en el equipo de destino. Luego, se ejecuta siguiendo las instrucciones del programa.

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Despus que se reinicia el computador, no se debe apagar hasta que concluya la actualizacin. Cuando sta ha terminado, aparecer la siguiente ventana, que informa la culminacin del proceso.

1.4.6 La RAM CMOS Como resultado de la configuracin, se generan datos, los cuales se deben guardar en una memoria especial llamada RAM CMOS. Estos datos deben ser guardados en una memoria que consuma muy poca energa, por lo que se recurri a usar memorias hechas con CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Estas memorias, tambin, son voltiles, como la RAM principal; por lo tanto, deben usar una pila o batera con la intencin de mantener los datos almacenados en ella cuando el computador est apagado. Adems, trabaja junto a un reloj de tiempo real, el cual mantiene actualizadas la hora y fecha.

La RAM CMOS es una memoria pequea de 64 128 bytes, donde se guardan los datos de la configuracin de la mainboard. Estos datos son utilizados, tambin, en la etapa del POST. Para acceder al contenido de la RAM CMOS, se utilizan los puertos de entrada/salida 70H y 71H. En 70H, se escribe la direccin y, en 71H, se lee y escribe en la RAM CMOS.


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AutoevaluacinIndique dos diferencias entre las memorias ROM y memoria Flash. Por qu la RAM esttica es ms rpida que la dinmica? El BIOS es hardware o software? Explique. Qu tipo de memorias podemos encontrar dentro del microprocesador? Qu formas tiene la RAM principal y qu tipo se usa actualmente? Qu programas tiene el BIOS? Cmo mantiene sus datos la RAM CMOS? Cules son los tipos de ROM? Indique las diferencias entre RAM dinmica y RAM esttica. Cules son las ventajas y desventajas de tener un FLASH BIOS? Indique si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F). En el caso de ser falsa, mencione la informacin verdadera. a. La RAM CMOS permite guardar la configuracin del BOOT. ( b. La RAM CMOS guarda el programa SETUP del BIOS. ( ) c. La ROM es una memoria de acceso aleatorio. ( ) d. La RAM es ms rpida que la ROM. ( ) e. La DRAM es ms rpida que la SRAM. ( ) f. La memoria SRAM es dinmica. ( ) g. Las RAM dinmicas necesitan ser refrescadas. ( ) )

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Resumen La VRAM (RAM de video) es usada para almacenar los grficos. La memoria ROM es una memoria no voltil, en la cual se almacena el BIOS. El BOOT es el programa que le permite al CPU cargar el sistema operativo en la RAM. El POST (Power On Self Test) es el programa que permite hacer un autodiagnstico en el momento de encendido. Las memorias SRAM son RAM estticas (Static RAM) y son usadas para trabajar a altas velocidades. Las memorias DRAM son RAM dinmicas (Dynamic RAM) y son usadas para almacenar grandes cantidades de informacin. Si deseas saber ms acerca de estos temas, puedes consultar las siguientes pginas. http://www.kingston.com/esroot/ Aqu, hallars la pgina Web del principal fabricante de memorias RAM y FLASH. http://www.bioscentral.com En esta pgina, hallars los cdigos del POST.


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MEMORIA RAMLOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEAl trmino de la unidad, el alumno, explica la funcin de de los diferentes tipos de memorias y sus caractersticas bsicas.

TEMARIOMdulos de memoria RAM. Tipos de memorias: DDR, DDR2 y DDR3. Instalacin de la memoria RAM

ACTIVIDADES PROPUESTASLos alumnos, a travs de la observacin de zcalos de RAM, determinan las memorias que usa. Los alumnos comparan los tipos de mdulos de memorias RAM.

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1. MDULOS DE MEMORIA RAMLa memoria RAM es uno de los elementos ms importantes del computador, ya que en ella se almacenan todos los programas que va a ejecutar el CPU, incluyendo los programas del sistema operativo. Esta memoria debe tener la capacidad necesaria para almacenar toda esta informacin, por lo que su eleccin es un punto importante en la compra de una PC. Cuando identificamos a la memoria RAM, nos encontramos que ella est implementada en mdulos, como pequeas tarjetas que se insertan en scalos dispuestos en la mainnboard para tal fin. Estos mdulos han evolucionado, han sufrido diversos cambios, buscando que sean lo ms rpidos y de mayor capacidad de almacenamiento. En el siguiente grfico, se muestra algunos de los diferentes tipos de mdulos de memoria RAM que se han usado en el computador. Se aprecia que son pequeas tarjetas con chips de RAM y a cada una de ellas se le conoce como mdulo de memoria RAM. Tal como se aprecia, en primer lugar, se encuentra el mdulo DDR2, actualmente en nuestros computadores se est usando los DDR3; a continuacin, est el mdulo RIMM; y, finalmente, el mdulo DIMM, pero estos ltimos ya no son aceptados en las mainboards por lo que han sido dejados de usar.

La capacidad, en MB o GB, de los mdulos de memoria ha ido aumentando, como tambin su velocidad. Por ejemplo, en el grfico, se puede ver a una memoria de 1 GB DDR2 de 533 MHz y la memoria antigua de 128MB DIMM de 100 MHz. Para darnos cuenta de qu tipo de memoria es el mdulo, se debe apreciar la parte donde se conecta, es decir, los cortes que presenta en el borde, por ejemplo los mdulos DDR tienen uno casi en medio; los mdulos RIMM, dos cortes en el centro; y los mdulos DIMM, dos cortes separados. Con este detalle, se evita conectar los mdulos de forma inapropiada.


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La memoria DDR3 ha reemplazado a su versin anterior, DDR2, ya que son de mayor velocidad. Kingston es uno de los fabricantes de memorias ms importantes, porque ofrece diversos modelos de memorias, dentro de las cuales estn las memorias DDR3 de 1600 MHz y de 1800 MHz. Cabe destacar que las memorias DDR3 no son compatibles con DDR2.

1.1 Clasificacin por el tipo de mdulos de memorias:Mdulos DIMM. Las memorias SDRAM trabajan a 66, 100 y 133 MHz. Su presentacin es a travs de mdulos DIMM de diferentes capacidades, como 64, 128, 256 y 512 MB. A los mdulos de 100 MHz se les llama PC100, a los de 133 se les llama PC133. En la figura, se puede apreciar un mdulo de memoria PC100 de 128MB SDRAM. Estos mdulos son de 168 contactos.

Mdulos RIMM. Para reemplazar a los mdulos DIMM, la empresa Rambus crea los mdulos RIMM, acrnimo de Rambus Inline Memory Module, con caractersticas superiores, los cuales pueden trabajar a frecuencias mayores de hasta 533 MHz. Sin embargo, han dejado de ser usados por ser muy caros. Estos mdulos tienen 184 contactos.

Mdulos DDR. Los mdulos RIMM y DIMM fueron desplazados por los mdulos de memoria DDR (Double Data Rate), porque stos doblan la tasa o velocidad de transferencia de datos. Los mdulos DDR estn compuestos por memorias SDRAM; adems, estn basados en mdulos DIMM, pero los hacen trabajar al doble de velocidad. El siguiente grfico muestra algunas de las memorias DDR y sus versiones de mayor velocidad.

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Las nuevas memorias DDR3 tienen la misma cantidad de pines, pero sus contactos tienen diferente distribucin, tal como se puede apreciar en el grfico comparativo.

La memoria HyperX DDR3 La memoria HyperX DDR3 es la ltima generacin de la tecnologa de memorias. Este tipo de memoria se ha desarrollado para cumplir requerimientos rigurosos en el PC, segn lo afirma su fabricante Kingston. Las memorias DDR3 ofrecen altas velocidades, menor latencia y menor consumo de energa. Estn disponibles en kits de memoria de nico, doble y triple canal.

Adems, usan 1.65v de voltaje para procesadores Intel Core i7 de triple canal e Intel Core i5 de doble canal. Alcanzan velocidades de hasta 2133 MHz y se ofrecen en kits de 8 GB doble canal y de 12 GB de tres canales. Los mdulos DDR, DDR2 y DDR3 se diferencian debido a que tienen diferentes configuraciones de pines y necesidades de voltaje, por estas razones, no son compatibles. Por otro lado, ambos tienen su bus de datos de 64 bits, por lo que, en cualquier de los tipos de memoria DDR se pueden guardar o extraer 64 bits en cada ciclo (8 bytes). Para determinar el ancho de banda de las memorias tomaremos dos ejemplos: La memoria DDR2-800 utiliza una frecuencia real de 400 MHz y su frecuencia efectiva es de 800 MHz ya que estas memorias trabajan al doble de la velocidad. Para calcular el ancho de banda de esta memoria, debemos considerar el producto de la frecuencia efectiva por 8 bytes = 800 MHz. 8bytes = 6400 MB/s. Estas memorias son identificadas como PC2 6400, siendo 6400 el ancho de banda en MB/s. La memoria DDR3-1600 utiliza una frecuencia real de 800 MHz y su frecuencia efectiva es de 1600 MHz ya que estas memorias trabajan al doble de la velocidad. Para calcular el ancho de banda de esta memoria, debemos considerar el producto de la frecuencia efectiva por 8 bytes = 1600 MHz. 8bytes = 12800 MB/s. Estas memorias son identificadas como PC2 12800, siendo 12800 el ancho de banda en MB/s.


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Si tenemos un mdulo de memoria PC2-4200, 4200 representa su ancho de banda en MB/s o la capacidad de transferencia de la memoria. Si a 4200 se lo divide entre 8, se determina la frecuencia efectiva, en este caso 4200 / 8 = 525 que es aproximadamente a 533, por lo tanto, la memoria es un mdulo DDR2-533 Para el caso de un mdulo de memoria PC3-8500, 8500 representa su ancho de banda en MB/s. Si a 8500 se lo divide entre 8, se determina la frecuencia efectiva, en este caso 8500 / 8 = 1062.5 que es aproximadamente a 1066, por lo tanto, la memoria es un mdulo DDR3-1066.

1.2 Instalacin de la memoria RAMAntes de instalar los mdulos de memoria RAM en la mainboard, consulte el manual, hardware, o en un CD de instalacin y por ltimo, si no est, acceda al sitio Web del fabricante para asegurarse de que la memoria RAM sea compatible con la tarjeta principal, lo recomendable es que primero veamos las caractersticas de la RAM que debemos comprar. Para el caso de que queramos aumentar la RAM, adicionando los mdulos, recurriremos al manual para observar si acepta y como debe hacer la instalacin. El proceso de instalacin de un mdulo de memoria debe seguir los siguientes pasos: 1. Desbloquee una ranura DIMM presionando las sujeciones de agarre hacia fuera. 2. Alinee una DMM en la ranura de forma que la muesca de la DIMM encaje con la abertura de la base 3. Inserte firmemente la DIMM en la ranura hasta que las sujeciones de agarre vuelvan a encajar en su sitio y la DIMM quede asentada apropiadamente.

Asegrese de que las pestaas laterales traben al mdulo de RAM. Haga una inspeccin visual para determinar la existencia de contactos expuestos. Repita estos pasos si hay ms mdulos de memoria hasta completar la instalacin de todos ellos. Es importante que siga las instrucciones, tal como se muestra en el siguiente grfico, donde indica donde se debe instalar los mdulos de RAM.

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Para este ejemplo y en particular para el caso de este mainboard, nos indica donde debemos poner los mdulos, si se trata de uno solo o dos o cuatro mdulos. Muchas mainboards permiten utilizar las memorias en varios canales, las primeras computadoras usaban un solo canal de acceso a la RAM, luego se mejor la transferencia creando dos canales de acceso para duplicar la velocidad de transferencia. En los modelos actuales se ha mejorado teniendo hasta cuatro canales de acceso a la RAM. - Single Memory Channel: En este caso, todos los mdulos de memoria intercambian informacin con el procesador a travs de un slo canal, para ello dispone de uno o ms slots. En este caso hay un solo camino por donde la informacin puede ir desde el mdulo RAM hacia el procesador, transmitiendo 64 bits por ciclo. - Dual Memory Channel: Se reparten los mdulos de memoria entre los dos grupos de slots diferenciados en la placa base, y pueden intercambiar datos con el procesador a travs de dos canales simultneos, uno para cada grupo. En este caso existe un segundo camino para poder proveer al procesador con datos, enviando en total por los dos caminos 128 bits por ciclo. Esto quiere decir que si antes el ancho de banda de la memoria RAM era de 4,200 MB/s al usar dual channel se tendr 8,400 MB/s. Los mdulos de memoria DDR2 y DDR3 cuentan con el sistema Dual Channel System, lo que significa que el procesador puede trabajar con dos flujos de datos al mismo tiempo, siempre y cuando se instalen los mdulos de memoria por parejas.


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En el grfico se puede observar los dos canales en le chip set norte y tambin lo vemos en los mainboards. Cada uno de los canales se diferencian por el color de los scalos, por lo general, un mdulo va al zcalo de un color y el otro al color diferente, para la instalacin de los mdulos de memoria se recomienda ver las especificaciones del mainboard. En el grfico siguiente, vemos un mainboard que puede trabajar con hasta cuatro canales, dependiendo de cmo se instalan los mdulos, el caso de la izquierda est usando tres canales, poniendo dos mdulos de memoria por cada canal y el de la derecha usa cuatro canales

La posibilidad de tener cuatro canales solo se logra con los ltimos modelos de procesadores, tal como se muestra en el siguiente grfico del procesador Core i7 de segunda generacin.

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AutoevaluacinQu entiende por mdulo de memoria? Indique las caractersticas de la memoria DDR2. Indique las caractersticas de la memoria DDR3. Establezca dos diferencias entre los mdulos DDR2 y DDR3. Explique que entiende por triple channel. Realice un diagrama en bloques de una PC donde se use dual channel, los componentes lo elige usted. Qu precaucin se debe tener al instalar un mdulo de memoria?


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Resumen

El mdulo DDR3 es usado, actualmente, en nuestros computadores. Las memorias DRAM son RAM dinmicas y son usadas para trabajar en los mdulos de memoria RAM. Los mdulos de memorias RAM son usadas para almacenar grandes cantidades de informacin. Si deseas saber ms acerca de estos temas, puedes consultar las siguientes pginas. http://www.kingston.com/esroot/ Aqu, hallars la pgina Web del principal fabricante de memorias RAM y FLASH.

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EL CPULOGRO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJEAl finalizar la unidad, el alumno, explica las caractersticas y el funcionamiento interno del microprocesador (CPU) cuando ejecuta los procesos, empleando el sistema operativo de la computadora y de programas diagnosticadores.

TEMARIODefinicin, Funcin y Caractersticas de los Microprocesadores. Evolucin de los Microprocesadores INTEL y AMD. Zcalos de los Microprocesadores. Mltiples ncleos

ACTIVIDADES PROPUESTASLos alumnos comparan las caractersticas de los diferentes procesadores. Los alumnos comparan los diferentes tipos de zcalos.


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1. EL CPU (UNIDAD CENTRAL DE PROCESO)1.1 Definicin, Funcin y Caractersticas de los Microprocesadores El microprocesador (o simplemente procesador) es el circuito integrado central y ms complejo de un sistema informtico; a modo de ilustracin, se le suele asociar por analoga como el cerebro de un computador. Es un circuito integrado constituido por millones de componentes electrnicos. Es el encargado de ejecutar los programas; desde el sistema operativo hasta las aplicaciones de usuario; slo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritmticas y lgicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir, las lgicas binarias y accesos a memoria. En el computador, el microprocesador es el CPU, es decir, es uno de los sistemas digitales ms complejos, desarrollado con millones de compuertas lgicas y que procesa a altas velocidades. En esta unidad, se va a desarrollar el conocimiento acerca de los microprocesadores. Se van a explicar sus caractersticas ms importantes en los diferentes modelos que se han desarrollado hasta ahora. Cabe adicionar que los fabricantes de microprocesadores no son muchos, se tiene a dos como los ms importantes: Intel y AMD, por lo que se nombraran los microprocesadores de ambas compaas.

Caractersticas de los Microprocesadores Los procesadores se pueden diferenciar por sus caractersticas fsicas y lgicas: Caractersticas lgicas: Longitud de la palabra procesada, esto es, nmero de bits procesados en el mismo ciclo de reloj. Capacidad de acceso a la memoria o la cantidad de memoria que puede manejar. Velocidad de ejecucin de instrucciones, su velocidad de proceso. Repertorio de instrucciones a nivel mquina que puede procesar. Caractersticas fsicas: Retraso de propagacin de la seal elctrica: representa el tiempo que tarda la seal en tomar uno u otro valor dentro del circuito. Disipacin de potencia: Este valor indica el calor que genera el procesador al permanecer operativo. Abanico de salida: es la cantidad de seales elctricas que el microprocesador es capaz de manejar entre su circuitera interna y el sistema informtico exterior al que se conecta.

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Mrgenes de ruido: indican la fiabilidad de que la seal elctrica que contiene la informacin generada por el microprocesador al realizar sus operaciones se propague correctamente a travs de sus circuitos, o est corrompida por una seal proveniente del exterior. Una de las principales limitaciones de los actuales microprocesadores es el abanico de salida de seales debido al limitado nmero de patillas de conexin con la placa principal que aqullos pueden tener. El nmero de patillas del microprocesador limita o permite el manejo de mayor o menor cantidad de seales desde y hacia el microprocesador, lo que facilita o perjudica su capacidad en el manejo de la informacin necesaria para realizar los diferentes procesos. 1.2 Zcalos de los Microprocesadores Es el lugar donde se inserta el "cerebro" del ordenador. Durante ms de 10 aos consisti en un rectngulo o cuadrado donde el "micro", una pastilla de plstico negro con patitas, se introduca con mayor o meno

Manual Arquitectura Del Computador-201201

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