6º hard y utilidades

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    18-Jul-2015

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<p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>HARDWARE del P.C.</p> <p>Hardware son todos aquellos componentes fsicos de un computador, todo lo visible y tangible, es, en esencia, el equipo utilizado para el funcionamiento de un computador. El hardware se refiere a los componentes materiales de un sistema informtico. La funcin de estos componentes suele dividirse en cuatro categoras principales: entrada, procesamiento, salida y almacenamiento (aunque tambin los hay mixtos: de entrada/salida). Los componentes de esas categoras estn conectados a travs de un conjunto de cables o circuitos llamado bus con la unidad central de proceso (CPU) del ordenador, el microprocesador que controla la computadora y le proporciona capacidad de clculo.</p> <p>Partes del Sistema PCUn ordenador es una mquina capaz de realizar diversas funciones o actividades dependiendo de sus recursos (hardware), del sistema operativo y del programa que ejecute (software). Puede definirse por lo tanto como una mquina programable. Esta caracterstica viene dada por el uso de componentes programables para su diseo: Unidades Centrales de Proceso (CPU) o Microprocesadores (), y otros componentes asociados que pueden ser a la vez programados por estos. Los ordenadores personales (microordenadores) basan su funcionamiento en el microprocesador, como componente fundamental del sistema.</p> <p>25</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>Un Ordenador procesa o elabora los datos que se le suministran, puede por ejemplo realizar el promedio de unos datos introducidos previamente, realizar una grfica con esos datos o suministrar un listado ordenado de mayor a menor de dichos datos. Para realizar estos procesos, el ordenador debe disponer de recursos para almacenar la informacin mientras sta es elaborada, memoria, y asimismo de los dispositivos que permitan tanto su introduccin, como ofrecerla, ya elaborada, a los usuarios. Estos ltimos dispositivos reciben el nombre de perifricos. Esquemticamente un ordenador se compone de: Unidad de Entrada: Permiten la introduccin de informacin en el ordenador, existen dos tipos de dispositivos, aquellos que convierten los datos en un formato capaz de ser interpretado por el ordenador como el teclado y los que permiten su entrada directa como el escner, lectores de tarjetas o cdigos de barras o la pantalla tctil. Unidad de Almacenamiento o Memoria: Dispositivos donde se almacenan los datos y los programas para procesarlos. Existen dos tipos: Memoria Principal, constituida por circuitos integrados y que a su vez se subdivide en RAM y ROM; y la Memoria Secundaria, donde se almacenan otros datos que no tienen cabida en la principal, la constituyen los Discos duros (HD), CD-ROM, disquetes (FD), Unidades de cinta,.. Unidad Aritmtico/Lgica: Es la parte encargada de procesar los datos, se conoce tambin como ALU (Arithmetic-Logic Unit). Las operaciones que realiza son de tipo aritmtico: suma, resta, multiplicacin y divisin; y de tipo lgico: igual, mayor que o menor que. Unidad de Control: Dirige la ejecucin del programa y controla tanto el movimiento entre memoria y ALU, como las seales que circulan entre la CPU y los Perifricos. Unidad de Salida: Presentan al usuario los datos ya elaborados que se encuentran en la memoria del ordenador, los ms habituales son la pantalla y la impresora.</p> <p>La Unidad de Control con la Unidad Aritmtico/Lgica y la Memoria Principal forman la Unidad Central de Procesos (CPU), es decir el Ordenador. Las Unidades de Entrada y de Salida son los denominados Perifricos.</p> <p>26</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>PARTES CPU (CPU y perifricos internos) Placa MadreLa placa madre (mother board) o placa base, es un circuito impreso que contiene los elementos que forman la estructura del PC: La CPU, la memoria, los controladores auxiliares, los buses del sistema, los dispositivos de I/O, la lgica de seleccin y los circuitos de temporizacin. As pues esta placa es la que define las caractersticas fundamentales del ordenador.</p> <p>27</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>Uno de los aspectos bsicos de la placa madre es su capacidad de ampliacin. El continuo incremento de prestaciones requerido por los sistemas operativos y los programas que se ejecutan en los ordenadores hacen que estos queden obsoletos en pocos meses. La forma de evitar que la actualizacin del sistema suponga un gran desembolso se basa en la modularidad (ampliacin del sistema mediante tarjetas o dispositivos que se conectan a la placa base) y en la posibilidad de cambiar los componentes de la placa madre (CPU, memoria, etc.). Esto ha dado lugar a que las modernas placas madres sean bsicamente, a excepcin de los chipset como se ver mas adelante, un montn de conectores (Slots, zocalos, etc.) y por supuesto no es, ni mucho menos, el elemento ms caro del sistema. En la actualidad se puede decir que placa madre es el elemento que limita la capacidad del sistema pero que no lo define ya que depender de los elementos que se conecten o monten en ella. La integracin de componentes es otra de las causas que han influido de forma determinante en el aspecto fsico de la placa madre. En un principio esta placa estaba formada por multitud de chips, cada parte del sistema estaba formada por un componente principal (controlador) y su lgica adicional. Hoy en da, gracias a la microelectnica, todos estos chips se han integrado en unos pocos. La utilizacin de componentes de alta escala de integracin ha supuesto una reduccin de tamao y un abaratamiento sustancial de los costes de las placas madre a pesar de su continuo incremento de prestaciones. COMPONENTES DE LA PLACA MADRE En esta seccin se pretende simplemente enumerar los componentes de la placa madre, con una pequea descripcin conceptual de los mismos.</p> <p>28</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>Z c a lo Pro ce sad or . Las primeras placas madre, para micros 8086 o 80286, disponan de zcalos adecuados para estos micros (DIL o PGA), ms con el objeto de poder cambiar (o recuperar) fcilmente el componente principal del sistema, por ejemplo en caso de avera, que para sustituirlo por uno de mayores prestaciones (puesto que las placas madres no solan estar preparadas para ello). Disponan igualmente de zcalo para el coprocesador matemtico. Posteriormente aparecieron dos tendencias: las versiones econmicas (SX) de los procesadores 386 y 486, con encapsulados de plstico, que suprimieron los zcalos (el micro venia soldado directamente en la placa); y las versiones de encapsulado cermico (DX) que solan mantener el zcalo, lo que permita una cierta facilidad de actualizacin mediante los mdulos denominados OverDrive. A continuacin, motivado fundamentalmente por la continua evolucin de los micros, y la necesidad de facilitar la actualizacin de los sistemas volvi a imponerse el sistema de zcalo, ahora con los conocidos como ZIP (Zero Insertion Force) o de fuerza de insercin nula que se estandarizaron segn el modelo con el nombre de Socket X, desde el Socket 1 (para uP 486) hasta el Socket 8 (para Pentium Pro). El microprocesador Pentium II presenta un nuevo tipo de conexin denominado SEC (Single-edge connector) del que ya existen dos versiones: el Slot 1 y el Slot 2 (para Pentium II Xeon). El zcalo para el procesador matemtico desaparece cuando este componente empieza a integrarse en la propia CPU (486 DX).</p> <p>29</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>En la actualidad, las placas madre disponen de uno o ms zcalos (o slots) para montar la CPU. Este o estos conectores determinan el nmero de microprocesador que se pueden montar, el tipo, y en algunos casos hasta la velocidad mxima a la que pueden trabajar. Las placas con un solo microprocesador son las ms habituales, pero existen placas para sistemas con dos micros y ms raramente para cuatro.</p> <p>Tabla resumen de caractersticas de los zcalos para microprocesadoresTipo Socket 1 Socket 2 Socket 3 Socket 4 Socket 5 Socket 6 Socket 7 Super Socket 7 Socket 8 Slot 1 PPGA (370) Slot 1 FCPGA Slot 2 Slot A Socket A Socket 423 Socket 603 Socket 604 Socket 754 Socket 940 Socket 939 Socket 478 Socket 775 Pines 169 238 237 273 320 235 321 321 387 242 370 242 370 330 242 462 423 603 304 754 940 939 478 775 Filas 3 4 4 4 5 4 5 5 5 2 5 2 5 2 2 8 8-5 9-6 9-6 10 15 15 6 8-9 Voltaje 5 V. 5 V. 5 V. 3.3 V. 5 V. 3.3 V. 3.3 V. 2.5V. 3.3V. 2.0V. 3.5V. 3,1 V 3,3 V 2,8 V 3,3 V 2,8 V 3,3 V 2V 1.6 V 1.75 V 1.75 V 1.70 V 1.70 V 1.40 V 1.40 V 1.40 V 1.55 V 1.40 V Microprocesadores 486SX, 486DX, 486DX2, 486DX4 OverDrive 486SX, 486DX, 486DX2. 486DX4 OverDrive, Pentium OverDrive 486SX, 486DX, 486DX2, 486DX4, AMD/Cyrix 5x86. Pentium OverDrive. Pentium 60-66. Pentium OverDrive Pentium 75-133 MHz. Pentium OverDrive 486DX4. Pentium OverDrive Pentium 75-200 MHz, Pentium MMX, K5, 6x86, K6, 6x86MX. Pentium OverDrive, Pentium MMX OverDrive Pentium MMX, Cyrix M-I, Cyrix M-II, IDT WinChip C6, AMD K5, AMD K6-II 3D, AMD K6-III 3D Pentium Pro Celeron, Pentium II, Pentium III Celeron II, Pentium III, Pentium III CopperMine Pentium II Xeon AMD Athlon, Athlon ULTRA, Athlon XP Pentium IV Pentium Xeon Pentium Xeon con HyperThreading AMD Athlon 64, Sempron AMD Athlon 64 FX, AMD Opteron AMD Athlon 64 FX (2004) Celeron Pentium 4 Pentium 4 eXtreme Edition, Pentium 4 560</p> <p>30</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>Aunque el procesador el corazn del sistema, desde el punto de vista de la placa base es hoy en da un simple conector. Desde luego este conector tiene mucha importancia pues estar lgicamente relacionado con el resto de componentes que monte la placa madre y determinar el tope de prestaciones del sistema. El nmero de microprocesadores, teniendo en cuenta marcas y modelos, utilizados en los ordenadores es bastante grande, en la tabla siguiente se hace un pequeo resumen de los ms significativos y de sus principales caractersticas.</p> <p>31</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>CPU 8088 8086 80286 80386 80486 Pentium Pentium Pro Pentium MMX Pentium II Pentium III AMD K7 Pentium IV AMD 64 AMD 64 FX Pentium 4 Extreme.</p> <p>Fecha 1979 1978 1982 1985 1989 1993 1995 1997 1997 1999 2002 2002 2004 2005 2005</p> <p>Vel. Max. 8 MHz. 8 MHz. 12 MHz. 33 MHz: 120 MHz. 200 MHz. 200 MHz. 233 MHz. 400 MHz. 500MHz. 2.166 GHz 3.08 GHz 2 GHz 2,6 GHz 3,8 GHz</p> <p>Bus Datos 8 Bits 16 Bits 16 Bits 32 Bits (1) 32 Bits (1) 64 Bits 64 Bits 64 Bits 64 Bits 64 Bits 64 +8 Bits 64 Bits 64 Bits 64 Bits 64 Bits</p> <p>Bus Direc. 20 Bits 20 Bits 24 Bits 32 Bits 32 Bits 32 Bits 36 Bits 32 Bits 32 Bits 32 Bits 32 Bits 32 Bits 64 Bits 64 Bits 64 Bits</p> <p>(1) Los modelos SX y SL tenan el bus de datos externo de 16 bits. NOTA: Existen adaptadores para conversin de Slot a Socket.</p> <p>El MicroprocesadorINTRODUCCIN El microprocesador o CPU (Central Process Unit) es el elemento que dirige el funcionamiento de todos los dems dispositivos del ordenador. Su funcin principal es la obtencin, interpretacin y ejecucin de las instrucciones de un programa, para ello es capaz de gestionar los datos realizando operaciones tales como transportar datos de un dispositivo a otro, leer datos de dispositivos y realizar con ellos operaciones internas, etc. La unidad central de procesos bsica est compuesta por:</p> <p>32</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>Registros Unidadades aritmtico-lgicas: (ALU) y FPU. Unidad de control (CU) Memoria Cach Bus interno Unidad de interface de Bus Registros Son grupos de flip-flops(biestables, que tienen os estados) lgicamente agrupados para representar alguna unidad de informacin tal como una palabra, un entero, o un carcter. Se utilizan para almacenar datos temporalmente y pueden ser de varios tipos: Registros de escritura y lectura en paralelo (8, 16, 32 o 64 bits simultneamente), registros incrementales y decrementales (contadores), registros de desplazamiento. Dependiendo del microprocesador vara el nmero, el tamao, y el nombre de los distintos registros. El ancho de estos registros (nmero de bits) determina los datos que el procesador puede computar en un ciclo de reloj, cuando se dice que un procesador es p.e. de 32 bits se refiere al ancho de sus registros, que coincide normalmente con el bus de datos. A continuacin se describen los registros ms importantes que con uno u otro nombre siempre existen en los microprocesadores:</p> <p>Contador de programa PC o IP (Program Counter o Instruction Pointer). Puntero de pila SP (Stack Pointer). Registro de Status o Flags. Registro o registros de instruccin. Registros ndices o de direccionamiento. Registro acumulador. Registros de propsito general. Unidades aritmtico-lgicas. ALU y FPU Para las operaciones con nmeros las CPUs antiguas disponan solamente de una unidad especializada en nmeros enteros denominada ALU, en la actualidad disponen de varias unidades tanto para trabajar con nmeros enteros como para decimales o en coma flotante (FPU). La unidad aritmtico-lgica, ALU (Aritmethic-Logic Unit), o unidad de ejecucin de nmeros enteros (Integer Execution Unit) es un circuito combinacional que dispone de dos registros de entrada (operandos) y un registro de salida para los resultados (acumulador), pudiendo realizar operaciones aritmticas y lgicas entre estos registros. Las operaciones aritmticas bsicas que puede realizar son la suma y la resta. Las operaciones lgicas tpicas son and, or, not, xor, y desplazamientos o rotaciones de bits. Mediante la adecuada</p> <p>33</p> <p>E L</p> <p>O R D E N A D O R</p> <p>P E R S O N A L .</p> <p>C O N C E P T O S</p> <p>B S I C O S</p> <p>secuencia de estas operaciones elementales se pueden realizar otras operaciones ms complejas como multiplicaciones, divisiones, etc. Los microprocesadores pueden tener una o varias de estas unidades. Las CPUs con solo una ALU ejecuta las instrucciones una a una de forma secuencial. Las modernas CPUs disponen de varias de estas unidades de forma que pueden ejecutar varias instrucciones simultneamente. Estas CPUs reciben el nombre de superescalares. En algunas CPUs superescalares pueden existir unidades de ejecucin de enteros especficamente diseadas para ejecutar solamente un determinado tipo de instrucciones, como es el caso de las que tienen ncleo RISC y usan emulacin x86. Los nmeros no enteros son denominados de coma flotante (floating point) y son tratados normalmente por otra unidad especializada que puede ser interna (Floating Point Unit FPU-) o externa (coprocesador matemtico). Las unidades de ejecucin de enteros pueden trabajar, mediante un laborioso proceso, con nmeros decimales pero de forma mucho ms lenta. Los procesadores anteriores al 80486 DX no incluan la unidad FPU, las placas madre para estas CPUs solan incluir zcalos para poder conectar los coprocesadores m...</p>