Hardware y software • Hardware: dispositivos físicos. • Cada vez más rápido y con mayor capacidad de
procesamiento y almacenamiento.
• Software: instrucciones que dirigen el
funcionamiento de los dispositivos físicos. • Surgen nuevas aplicaciones que aprovechan mejor
el hardware o lo hacen de forma distinta.
Arquitectura básica • CPU (central processing unit o Unidad central
• • • •
de proceso) o microprocesador que interpreta las instrucciones y procesa los datos Memorias que almacenan las instrucciones, los datos y los resultados. Periféricos de entrada y salida, permiten interactuar con el usuario. Dispositivos de almacenamiento, en los que se guardan los datos de forma permanente. Buses, por los que circula la información y que interconectan los dispositivos
La placa base • El componente más determinante. • Contiene: • Un conjunto de chips: chipset, tarjeta gráfica
integrada, tarjeta de sonido… • Ranuras (slots) y zócalos para conectar más componentes: microprocesador, tarjetas de expansión, fuente de alimentación... • Buses o pistas para interconectar todos los dispositivos.
El chipset • Gestiona las comunicaciones del
microprocesador con el resto de componentes. • Se puede comparar con la médula espinal • Puente norte (Northbridge) • Puente sur (Southbridge)
Northbridge
Southbridge
Ejemplos de chipset Intel (I)
Ejemplos de chipset Intel (II)
Ejemplos de chipset Intel (III)
Ejemplos de chipset AMD
Conoce tu chipset!! • Averigua mediante el programa Everest el
chipset que tiene tu ordenador. • Busca información en Internet sobre las conexiones de los puentes norte y sur • Crea en word un esquema que represente el funcionamiento del chipset de tu ordenador de clase.
El chipset • No incluye todos los circuitos integrados • Los demás chips realizan funciones
especificas como red, sonido...
El microprocesador
El microprocesador • El cerebro del ordenador. • Es la auténtica CPU (unidad central de
proceso). • Consta de: • Unidad de control (UC) • Unidad aritmético lógica (ALU) • Registros
Funcionamiento del microprocesador • La Unidad de control (UC) recibe una
instrucción (número binario) de la memoria principal (la RAM, que ya veremos). • La UC decodifica la instrucción, que, por ejemplo, resulta ser la suma de dos números que están guardados en memoria. • La UC transfiere esos números a los registros, pequeñas memorias muy rápidas incluidas dentro del microprocesador.
Funcionamiento del microprocesador • La UC ordena a la Unidad aritmético lógica
(ALU) que realice la suma de los números, y le dice dónde están en los registros. • La ALU realiza la operación y devuelve el resultado en una celda del registro, avisando a la UC de dónde está el resultado. • La UC almacena el resultado en la memoria principal y espera una nueva instrucción.
Funcionamiento del microprocesador • Cada una de estas fases se realiza en uno o
varios ciclos de CPU. • La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia de reloj. • El microprocesador se conecta a un circuito de la placa capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que genera varios ciclos (o pulsos) en un segundo.
Funcionamiento del microprocesador • Si el reloj genera un pulso en un segundo, se
dice que la velocidad del microprocesador es 1 hertzio. • Los procesadores actuales trabajan a velocidades máximas de unos 4Ghz, que serían 4.000.000.000 pulsos en un segundo. • Se recurre a procesadores de varios núcleos para poder trabajar a menores velocidades con mayor rendimiento (core 2 duo, quad…)
El microprocesador • Se conecta en el “socket” de la placa base. • El socket implica el tipo de procesador(es) que
soporta la placa. • Encima se coloca un disipador, y un ventilador.
Socket
El socket LGA 775 de Intel Intel Pentium 4 Intel Celeron D Intel Pentium 4 Extreme Edition Intel Pentium D Pentium Dual-Core Intel Core 2 Duo Intel Core 2 Extreme Intel Core 2 Quad Intel Xeon Intel 'Core' Celeron
El socket LGA 1156 de Intel Intel Pentium Intel Core i3 Intel Core i5 Intel Core i7 Intel Xeon
El socket AM2+ de AMD Athlon 64 Athlon 64 X2 Opteron Phenom series : Phenom II X4 Phenom X4 Phenom X3 Phenom X2
El socket AM3 de AMD
Phenom II Athlon II Sempron
El microprocesador
Socket
El microprocesador
El microprocesador Para ver un resumen de la evoluciĂłn de los microprocesadores, y ver los modelos actuales, consulta la pĂĄgina de Intel y la de AMD, pero tambiĂŠn le puedes echar un vistazo antes a la wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador
Actividades Realiza un estudio de 4 procesadores actuales de Intel (2 de sobremesa y 2 para portátil) y realiza un documento de texto con la siguiente información de cada uno de ellos: Nombre completo, número de núcleos, velocidad de reloj, socket, consumo eléctrico (TPW, TDP), precio. Ahora busca una placa base compatible con cada uno de ellos, y justifica dicha compatibilidad.
Actividades para casa Realiza un estudio de 4 procesadores actuales de AMD y realiza un documento de texto con la siguiente información de cada uno de ellos: Nombre completo, número de núcleos, velocidad de reloj, socket, consumo eléctrico (TPW), precio. Ahora busca una placa base compatible con cada uno de ellos, y justifica dicha compatibilidad.
Actividades Crea una línea de tiempo sobre la evolución de los procesadores Intel y AMD en los últimos 10 años.
Los conectores de la placa base Permiten “enchufar” algunos elementos. Botones y leds de la caja SATA (discos duros)
Cables IDE o ATA (cd, discos duros…)
Northbridge
Southbridge
Disquetera Fuente de alimentación
Socket
Las ranuras de expansi贸n Sirven para conectar tarjetas de expansi贸n que permitan mejorar el ordenador PCI-Express x1 PCI
PCI-Express x16
Memoria RAM
Las ranuras de expansión • ISA, en desuso, sustituido por PCI • PCI, tarjetas de sonido, de red… excepto
gráficas. • AGP para tarjetas gráficas, en desuso, sustituido por PCI-Express • PCI-Express, para tarjetas gráficas.
ISA • ISA, Industry Standard Architecture. • El ancho de banda máximo del bus ISA de 16
bits es de 16 Mbytes/segundo.
PCI • PCI, Peripheral Component Interconnect . • Ancho de bus de 32 bits o 64 bits • Tasa de transferencia máxima de 133 o 266
MB/segundo respectivamente.
AGP • AGP, Accelerated Graphics Port. • AGP 8X: tasa de transferencia de 2 GB/s • Exclusivamente para tarjetas gráficas, y sólo
puede haber una ranura en la placa base.
AGP
AGP
PCI- Express • Principalmente para tarjetas gráficas, aunque • • • • •
se quiere que sustituya a las PCI X1, 512 MB/s sustitutas de las PCI X4, 1 GB/s X8, 2 GB/s x16, 4 GB/s. para las tarjetas gráficas. x32, 8 GB/s
PCI- Express PCI-Express x4
PCI-Express x1
PCI-Express x16
PCI
Memorias • RAM • Caché • Virtual • ROM-BIOS • RAM CMOS
Memoria RAM • Almacena instrucciones y datos para que los
procese la CPU. • Es de acceso aleatorio (Random Access) • A ella llegan tres tipos de buses • Datos • Direcciones • Control
Memoria RAM ¿Dónde? Se conecta en las ranuras DIMM de la placa base
¿Cuánta? Varios gigas, 2 – 4 GB
¿Cómo es de rápida? Mucho más que el disco duro, aunque es la más
lenta de las memorias que veremos.
Memoria RAM
Tipos de RAM • SDR SDRAM • “dinámica de acceso síncrono de tasa de datos
simple”. • DIMM de 168 contactos. • Hasta el pentium III.
• DDR SDRAM • “doble tasa de transferencia de datos” • Envía los datos dos veces por cada ciclo de reloj. • Trabaja al doble de velocidad del bus del sistema • DIMM de 184 contactos
Tipos de RAM • DDR2 SDRAM • Durante cada ciclo de reloj se realicen cuatro
transferencias. • Módulos DIMM de 240 contactos.
• DDR3 SDRAM • Transferencias de datos ocho veces mas rápido • Módulos de hasta 16 GB • Módulos DIMM de 240 contactos.
Doble canal • Acceso simultáneo a dos módulos distintos
de memoria • Bloques de 128 bits, en lugar de los 64 bits • Se consigue mediante un segundo controlador de memoria en el puente norte, por eso habían dos líneas en los diagramas. • Se debe tener dos módulos de memoria de la misma capacidad, velocidad y tipo DDR, DDR2 o DDR3
Memoria virtual • Uso del disco duro como si fuera una RAM • Windows: archivo de paginación • Linux: partición SWAP
Memoria Caché • Almacena instrucciones y datos que acaba o
va a utilizar el microprocesador. • ¿Dónde? • En el propio microprocesador • L1 y L2, primer y segundo nivel.
• ¿Cuánta? • Del orden de MB
• ¿Velocidad? • Mucho más rápida que la RAM. La L1 aún más.
ROM – BIOS y RAM CMOS • ROM – BIOS • De sólo lectura • Almacena la BIOS (configuración básica)
• RAM CMOS • Se guarda la información de la
configuración de la BIOS y la fecha (necesita pila).
ROM – BIOS y RAM CMOS • Al arrancar se lee la BIOS, que contiene
instrucciones para chequear el ordenador, configurarlo correctamente, comparar el resultado del chequeo con el almacenado y, si todo ha ido bien, arrancar desde el dispositivo que se haya determinado previamente, que contendrá el sistema operativo que tomará el control del ordenador.
Conoce tu ordenador Instalar el everest Ver el modelo de placa base Descargar manual. Buscar los drivers.
Características de la placa base de tu ordenador CPU que permite la placa y la que realmente
tiene. Modelo de chipset (puente norte y sur) Ranuras de expansión ¿Tiene tarjeta gráfica integrada? ¿Qué tipos de disco duro soporta? ¿Tiene tarjeta de red? ¿Cuál? ¿Tiene tarjeta de sonido? ¿Cuál? ¿Cuántos USB tiene?
Características de la placa base de tu ordenador ¿Qué conexiones traseras tiene? ¿Qué se podría
conectar en cada una de ellas? ¿Qué tipo de memoria RAM soporta? ¿cuántas ranuras tiene para la RAM? ¿Cuántos discos IDE se pueden conectar? ¿Y SATA?
Características de la placa base de tu ordenador Consigue una foto de la placa base e indica todos
los elementos que conozcas de ella, ayudándote del manual. Indica sus nombres en castellano. Consigue una imagen de las conexiones traseras e indica sus nombres.
Puertos de comunicación Conectores y ranuras de expansión internos Puertos Dispositivos externos. Proporcionados por la placa base Por tarjetas de expansión
Puertos de comunicación Puerto serie (com1, com2) Puerto paralelo (LPT1) USB Firewire o IEEE1394 VGA, DVI, HDMI
Puerto serie (el 10) Lento Conexión de ratones, pads, capturadoras de
datos… Solía haber 2, el COM 1 y el COM 2
Puerto paralelo Más rápido Conexión impresoras, escáneres… Sólo uno Sustituido, al igual que el COM, por los USB
Puerto USB Universal Serial Bus 1.0 (1,5 Mbps), 1.1 (12 Mbps) y 2.0 (480 Mbps) Sirven para conectar prácticamente todo Proporcionan alimentación
Puerto firewire Casi exclusivamente para videocámaras Poca presencia
Puerto PS/2 Para teclado (morado) y ratón (verde) El 1 y 11
Puerto LAN (RJ-45) Conexión del cable de red El 3
Conectores de audio Entrada (Line in) Fuentes de audio externas Salida (Line out) Altavoces Auriculares