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título¡Unidad 2!

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2.1 Procesador y Memoria

• El procesador y la memoria son los componentes esenciales que permiten que una computadora pueda procesar comandos. El procesador ejecuta las instrucciones dadas a la computadora. Estas instrucciones se encuentran almacenadas en la memoria de la computadora.

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2.1.1 Fundamentos de un Procesador

• Al procesador de una computadora comúnmente se le conoce como microprocesador, debido a su tamaño, que es aproximadamente del tamaño de la uña de tu dedo.

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• Un microprocesador procesa todas las instrucciones dadas a la computador

• El microprocesador es un chip conocido como un circuito integrado (IC). Cada chip está fabricado de silicón y contiene millones de transistores empacados en el chip.

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• Al microprocesador se le conoce también como la Unidad Central de Procesamiento (CPU, por sus siglas en inglés). El trabajo de un microprocesador es ejecutar una serie de instrucciones de la máquina.

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Ejecución de Instrucciones con el CPU

• Las instrucciones se almacenan en la memoria RAM de la computadora (Memoria de Acceso Aleatorio, conocida en inglés como Random Access Memory).

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Ejecución de Instrucciones con el CPU

• Existen dos componentes principales en el CPU. Uno es la unidad de control, que accede instrucciones almacenadas en la RAM, interpreta su significado, y luego las dirige al lugar apropiado.

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Ejecución de Instrucciones con el CPU

• La otra es la Unidad Aritmética/Lógica (ALU) que desarrolla operaciones aritméticas (por ejemplo, suma, resta, multiplicación y división) y lógicas (por ejemplo, mayor que, menor que, igual que) requeridas para procesar las instrucciones.

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El ciclo de instrucción (fetch-execute-cycle). A

• 1. Extraer - La unidad de control obtiene la instrucción de la memoria.

• 2. Interpretar- La unidad de control decodifica el significado de la instrucción y mueve los datos necesarios de la memoria a la ALU. dos números.

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el ciclo de instrucción (fetch-execute-cycle). A

• 3. Ejecutar- La unidad de control solicita a la ALU que desarrolle las operaciones aritméticas y lógicas necesarias.

• 4. Almacenar- El resultado del cálculo se guarda en la memoria.

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Ciclo de Instrucción

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• Otro componente del microprocesador es la caché, una memoria especial de alta-velocidad que almacena los datos usados más recientemente, para acelerar el proceso de ejecución de instruccion

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• La memoria caché de Nivel 1 (L1) o memoria caché principal se localiza en el CPU para proporcionarle el acceso más rápido a los datos. También existe una caché más lenta, la memoria caché de Nivel 2 (L2) o caché secundaria, localizada entre la RAM y el CPU (algunas veces en el CPU).

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Vista de un microprocesador

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Desempeño: Factores y Medidas

• La tasa a la cual se procesan las instrucciones es controlada por un reloj interno, también conocido como el reloj del sistema. El reloj interno envía pulsos a una tasa fija para sincronizar todas las operaciones de la computadora.

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• La unidad de medida para los ciclos por segundo es el hertz (Hz). Un Hz significa un ciclo por segundo, un kHz (kilohertz) significa mil ciclos por segundo, y un MHz, significa un millón de ciclos por segundo. Los ciclos del reloj de la computadora están muy relacionados con la ejecución de instrucciones.

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• Mientras más grande sea el número de hertz, más rápida será la velocidad de ejecución.

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• En algunas ocasiones se necesitan dos ciclos o más para ejecutar una instrucción. Las computadoras actuales algunas veces ejecutan varias instrucciones en un solo ciclo. El número de instrucciones completadas es independiente del número de ciclos usados.

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• Algunas veces las comparaciones entre computadoras se hacen basándose en el número de instrucciones por segundo (IPS) en lugar del tiempo de ciclo

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• Las instrucciones pueden ser muy diferentes. Algunas instrucciones complejas requieren muchos ciclos y se toman comparativamente más tiempo en ser ejecutadas. Otras instrucciones pueden ser muy sencillas y ejecutarse en poco tiempo.

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• Por ejemplo, una operación de división se toma más tiempo que una operación de suma. Aunque el método de IPS no es el mejor método para comparar, puede ser útil cuando se comparan chips similares.

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• Otra medida del desempeño de una computadora es su ancho de banda, que es el volumen de datos que pueden ser transmitidos en un tiempo fijo entre los componentes de un sistema computacional (como la velocidad de transferencia del disco a la tarjeta principal) o a través de conexiones a otras computadoras

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• El ancho de banda se expresa en bits por segundo (bps), o algunas veces bytes por segundo (Bps) (recuerda que 8 bits equivalen a 1 byte).

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2.2 Periféricos

• Además del microprocesador y la memoria, una computadora tiene otros dispositivos como son el monitor, impresora, teclado, y bocinas. Estos dispositivos periféricos están conectados a través de puertos a la computadora

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2.2 Periféricos

• Los buses dentro de la unidad del sistema transportan datos entre los componentes de una computadora y conectan todos los dispositivos periféricos al CPU y a la memoria.

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2.2.1 Cómo Conectar Equipos Periféricos

• Una ranura de expansión es como un socket en la tarjeta principal, en la cual se puede insertar una tarjeta de circuitos. La tarjeta de circuitos es llamada tarjeta de expansión; y es usada para extender la capacidad de una computadora. Ejemplos de una tarjeta de expansión incluyen las tarjetas de sonido y video.

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• Los puertos universales estandarizados como el puerto USB (Bus Serial Universal -Universal Serial Bus-) y el puerto Firewire. Estos puertos universales están siendo ampliamente utilizados y están reemplazando la necesidad de otros puertos.

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Ranuras de Expansión y Tarjetas

• Una ranura de expansión es un socket en la tarjeta principal, donde las tarjetas de expansión se conectan. Una tarjeta de expansión, también conocidas como "adaptadores”.Ejemplos de tarjetas de expansión incluyen las tarjetas gráficas (o tarjetas de video) y las tarjetas de sonido.

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• Los dos tipos más comunes de ranuras de expansión son PCI (Interconexión de Componente Periférico -Peripheral Component Interconnect-) y AGP (Puerto Acelerador de Gráficos -Accelerated Graphics Port-).

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Tarjeta gráfica• Una tarjeta gráfica es también conocida

como tarjeta de video. Una imagen gráfica en el monitor se compone de muchos puntos de colores, o píxeles. Para desplegar una imagen en la pantalla, los datos de la imagen son representados como píxeles de colores. Cada color está indicado por un valor RGB, es decir, por una mezcla de los colores rojo, verde, y azul.

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Tarjeta de sonido

• Permite que una computadora reproduzca sonidos como música de CD, archivos de sonido, juegos, o DVD. También puede grabar sonidos de un micrófono o un reproductor de CD. La tarjeta de sonido se conecta generalmente en la ranura PCI, o bien su funcionalidad puede integrarse como parte del conjunto de chips (chipset) de la tarjeta principal.

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Módem

• Un módem permite que una computadora intercambie información con una computadora remota a través de las líneas ordinarias de teléfono. Por lo general, los datos en forma binaria son convertidos por el módem a datos análogos antes de transmitirlos a través de una línea de teléfono o cable

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• Tarjeta Ethernet- funciona como la interfaz a una LAN (Red de Área Local -Local Area Network-), una tecnología común de redes, que permite a los usuarios acceder a los recursos de la red, como Internet, correo electrónico, impresoras compartidas, etc., a una tasa de 10 Mbps

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Tarjetas Ethernet para una ranura PCMCIA y una ranura PCI, respectivamente.

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Puertos

• Una tarjeta de expansión usualmente incluye puertos, que son conectores que permiten que las señales sean transmitidas dentro y fuera de una computadora o un dispositivo periférico para explotar la funcionalidad de la tarjeta de expansión.

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Puertos en la parte posterior de una computadora

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• Un puerto PS/2 también es conocido como puerto serial. Un puerto serial transfiere datos una tasa de un bit a la vez. Se ha convertido en el estándar para las conexiones de teclado y ratón. Sin embargo, los puertos PS/2 están siendo gradualmente reemplazados por puertos USB.

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Puerto serial DB-9

• Dispositivos que pueden conectarse a un puerto DB-9 son los módems externos y los escáneres de códigos de barras.

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• Un puerto paralelo transfiere un byte a la vez. La conexión del puerto en el sistema es DB-25F, y requiere un conector macho 25-pin (DB-25M) en el cable. Un puerto DB-25F puede ser usado para impresoras o unidades externas.

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USB

• (Bus Serial Universal -Universal Serial Bus-) aparece actualmente en computadoras de escritorio y portátiles. Más de 127 dispositivos pueden conectarse a la unidad del sistema a través de un concentrador USB (USB hub), que proporciona múltiples puertos USB. Estos dispositivos incluyen el ratón, teclado, escáner, impresora, cámara digital, y la unidad de disco duro.

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• Una de las características más convenientes del puerto USB es su soporte llamado "hot connectivity," que permite que los periféricos sean conectados al sistema, configurados y utilizados, sin tener que reiniciar la máquina. El USB se ha convertido en el reemplazo de los puertos serial y paralelo.

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• El puerto Firewire tiene una tasa de transferencia de datos más rápida, y soporta arriba de 63 dispositivos. Firewire está pensado para dispositivos que transfieren gran cantidad de datos, como los reproductores de DVD y las cámaras digitales de video.

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