Contenido:- INTRODUCCIÓNHISTÓRICA A LOS COMPUTADORES:
- CLASIFICACIÓN ENGENERACIONES:
- CPU: UNIDAD CENTRALDE PROCESO (CENTRAL PROCESS UNIT)
- MEMORIA
- BUS
INTRODUCCIÓN HISTÓRICA A LOS COMPUTADORES: Tres Eras:
- ERA MECANICA: Máquinas mecánicas destinadas a realizar cálculos.
-
BABAGGE: creó la primera máquina analítica,precursora de los
ordenadores actuales. Al final de esta eraaparecen las máquinas electromagnéticas (En los años 30)
- ERA ELECTROMECANICA: Se eliminan casi todos los componentes mecánicos y se incrementa la velocidad.
- Ordenador ENIAC (John Van Neumann), compuesto por válvulas devacío
(1943 – 1946).
- Aparece el primer ordenador conprograma almacenado.
- ERA MICROELECTRONICA: Aparecen la VLSI (muy larga escala de integración) que permite integrar millones de transistores dentro de un chip. Reduce el coste y aumenta la velocidad.
CLASIFICACIÓN EN GENERACIONES: - PRIMERA GENERACIÓN: (1946 – 1955) Válvulas de vacío, programación en lenguaje máquina o ensamblador (difícil diseño).
- SEGUNDA GENERACIÓN: (1955 – 1964) Transistores (un sólido por el que fluye la electricidad, ejemplo: silicio), semiconductores (más velocidad y menos consumo) aparecen los lenguajes de programación de alto nivel y aparece el procesamiento por lotes.
- TERCERA GENERACIÓN: (1964 – 1974) Basado en circuitos integrados (muchos transistores integrados en un chip) aparece el tiempo compartido.
- CUARTA GENERACIÓN: Integración en un solo chip (CPU) Aparecen las redes de ordenadores y bajan los precios.
CPU: UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CENTRAL PROCESS UNIT) Es un circuito que interpreta y ejecutaórdenes, se encarga del control y proceso de datos.
Partes de la CPU:
- U (UNIT CONTROL): Controla el funcionamiento de la CPU y del ordenador.
- ALU (UNIDAD ARITMETICOLOGICA): Funciones de procesamiento y control del micro, dotada del álgebra de Boole (Operaciones Aritmeticológicas).
Controla los elementos del ordenador a través de los BUSES.
- REGISTROS: Son áreas de almacenamiento interno (pequeñas celdas de memoria que suministran y reciben datos que va utilizando la ALU).
- MECANISMO DE INTERCONEXION: Uniones de los componentes de la CPU con el resto del ordenador.
MEMORIA: Componentedestinado a guardar datos e información
TIPOS:
- REGISTROS MICROPROCESADOR: Capacidad pequeña, volátil, tiempo de acceso reducido.
- REGISTROS INTERMEDIARIOS: Tiempo de acceso breve, poca capacidad, volátil, guardan información entre la CPU y la memoria.
- MEMORIA PRINCIPAL O CENTRAL (RAM): Residen los datos, tiempo de acceso rápido, y gran capacidad.
- MEMORIA DE MASAS O AUXILIARES: Almacenan programas y datos (ejemplo: disco, disquete, Dvd…) tiempo de acceso muy grande y gran capacidad.
- MEMORIA RAM (MEMORIA DE SOLO LECTURA): Memoria de poca capacidad BIOS.
TIPOS:
- ROM: La programa el fabricante y no puede modificarse
- PROM: Programable Read Only Memory. El usuario podía programarla una sola vez.
- EPROM: Era sable PROM. Permite escribir y borrar un determinado número de veces, mediante de jumpers y con luz ultravioleta.
- AEPROM: Electrical Alterable PROM se puede modificar electrónicamente.
- EEPROM: Electrical Erasable PROM. Actuales (Ejemplo: actualizar la BIOS mediante software).
BUSES: Cantidad de datos quepodemos transmitir.
Es el elemento que interconecta todo elordenador se define como un conjunto de líneas conductoras de hardware que seutilizan para la transmisión de datos entre los componentes de un sistemainformático.
Dependiendo de la función que realizan haytres tipos de buses:
- Bus de Datos
- Bus de Direcciones
- Bus de Control
·
BUS DE DIRECCIONES: Es un bus unidireccional(con única dirección).
- Sale de la CPU a la memoria o elementosde E/S (I/O).
- La CPU coloca valores lógicos enlas n líneas de dirección.
- La CPU puede direccionar 2ndirecciones.
- El bus de direcciones lleva lasdirecciones de donde se van a leer/ escribir
datos.
- BUS DE DATOS: Es un bus bidireccional (transmite datos en ambos sentidos) EL tamaño es el número de líneas (m).
Ejemplo: INTEL 286 bus de datos 16 bits.
INTEL 386, 486 bus de datos 32 bits.
INTEL Pentium (P. PII…PIV) bus de datos 32 y 64 bits.
- BUS DE CONTROL: Es un bus bidireccional y se utiliza para sincronizar actividades con los periféricos del sistema y la memoria.
Bus único: (BLACKPLANE) Un únicobus que comunica el micro con el RAM y los periféricos.
BusDedicado: Utiliza un bus especial para memoria,diferente al bus que conecta con el centro de dispositivos. (BUS MICRO-MEMORIA,BUSES E/S)
- BUS SERIE: La información puede fluir en los dos sentidos y se transmite bit a bit. Ejemplo: puertos series (Com, Usb)
- BUS PARALELO: La información se transmite a través de varios canales simultáneos… Ejemplo: Paralelo (impresora), bus PCI, AGP.
Tasa de Transferencia: Flujo máximo de bytes que pueden transferirse en un segundo
Tasa de Transferencia = Velocidad Mhz y Ancho bus Datos
Ejemplo: Bus Datos=8 Bits, Velocidad Bus=8.33Mhz,
Tasa de Transferencia=8.33Mhz x 1Byte=8.33 Mbps
- BUS SÍNCRONO: Las señales ocurren en un número entero de un ciclo de reloj, denominado ciclo del Bus. La transferencia en constante, a velocidad del bus.
- BUS ASÍNCRONO: La transferencia es propia del dispositivo, no es constante, necesitan interrupciones (IRQ).
IRQ: Líneas físicas de hardware que conectan directamente micro con algunos periféricos (sirven para enviar y recibir señales de control, inicio y finalización).
- BUS DE SISTMAS: System bus (FSB: Front Side Bus) Es el que conecta los dispositivos principales.
La velocidad del micro es igual a la velocidad del bus (FSB) por un multiplicador.
Velocidad Micro = V. Bus x Multiplicador
Ejemplo: Pentium 4 a 2400 Mhz = 2.4 Ghz Vbus(FSB)= 400Mhz, 533Mhz, 800Mhz.
2400 = 400 x multiplicador multiplicador = 6
2400 = 533 x multiplicador multiplicador = 4.5
2400 = 800 xmultiplicador multiplicador = 3(MEJOR)
- BUS XT: 1980 se utilizó en el primer ordenador de IBM (i8086 y i8088)
Velocidad bus (FSB) = 4.77 Mhz
Velocidad micro = 4.77 Mhz
BUS SÍNCRONO: Vmicro = Vbus XT
BUS DE DATOS: 8 bits (i8086)
16 bits (i8088) cuello de botella
BUS DE DIRECCIONES: 20 bits 220=1.048.576 = 1MB de RAM se puede direccionar.
Es un bus de sistema con conexiones (ranuras de expansión) para bus XT
- BUS ISA (AT): 1984 época del i286
Velocidad bus (FSB) = 8.33 Mhz
Bus datos = 16 bits
Bus Asíncrono: (se comunica por interrupciones)
Bus Direcciones: 24bits = 224=16 MB
- Es bus de sistema: En algunos se sigue utilizando. Compatible con el XT
Tasa de transferencia: Bus datos x FSB = 2bytes x 8Mhz = 16 Mbps
- BUS MCA: Micro Channel (IBM) 1987
Velocidad bus (FSB) = 10Mhz
Bus asíncrona, además permite compartir interrupciones
Bus Datos: 32 bits
Bus Direcciones: 32 bits = 232 =4 Gb
Tiene un controlado especial llamado (CAP) punto de decisión central, que determina las prioridades de cada dispositivo.
Totalmente incompatible con ISA, las tarjetas MCA eran más pequeñas, Es un bus de sistema.
Tasa Transferencia: 4 bytes x 10Mhz = 40Mbps
No tuvo mucho éxito.
- BUS EISA: (Extensa ISA)
Velocidad bus (FSB) 8.33Mhz igual al ISA para poder ser compatibles.
Bus asíncrono. Bus de datos: 32 bits
Tiene un controlador ISP (Chip de Sistema periférico Integrado) que determina prioridades.
Tasa de transferencia: 4 bytes x 8 Mhz =32 Mbps
El coste aumentaba en un 50% respecto al ISA y no ofrecía mucha mejora. Es bus sistema.
- BUS VESA: Vesa Local Bus (1992)
Al contrario que el ISA y MCA no sustituye al ISA sino que lo complementa.
Bus de datos: 32 bits
No puede superar las 66Mhz:
- 3 ranuras máximo 33Mhz
- 2ranuras máximo 40Mhz
- 1 ranura máximo 50 -66 Mhz
3RANURASNo es bus de sistema.
La versión 2.0: utilizando 3 ranuras de expansión : 40 Mhz
utilizando 2ranuras de expansión : 50 Mhz
utilizando 1ranura de expansión : 66 Mhz
Apareció con los i486 (1º versión) i=INTEL
Con los Pentium (2º versión) el bus de datos =64 bits
- BUS PCI: Peripheral component Interconect (1993)
Posee DMA (Acceso Directo a Memoria)
Lo llevan la mayoría de dispositivos, tiene acceso directo por lo que no es necesario que pasen por el micro.
Los canales DMA y las IRQ se han automatizado de tal manera que el usuario no se tiene que preocupar de configurarlas.
DMA: Direcciones de Memoria
El bus PCI es independiente de la CPU ya que entre el micro y el bus PCI hay un controlador llamado PCI que facilita el diseño de placas.
El bus PCI esta controlado por el micro.
Permite utilizar tarjetas gráficas 2D, las 3D no funcionan bien.
Permite el continuo incremento de la velocidad de los microprocesadores.
Bus datos: 52 bits y 64 bits
Bus Direcciones: 32 bits
Comenzó (FSB) a 20Mhz, 33Mhz, 66Mhz, 100Mhz, 133Mhz, 266Mhz, 533Mhz
hasta ahora se lo utiliza - BUS PCI NORMAL:
El PCI a 33Mhz, bus datos 32 bits (4bytes)
Tasa de transferencia: 33Mhz x 4 bytes=133Mbps
Tasa deTransferencia = FSB x Bus en Bytes
1bits =8 bytes
- BUS PCI 64:
El PCI a 33Mhz, bus datos 64 bits (8bytes)
Tasa de transferencia: 33Mhz x 8 bytes=266Mbps
- BUS PCI HOT PLUGGING: No es necesario apagar el PC para agregar una tarjeta.
- BUS PCI X: FSB de 66Mhz a 533Mhz
Tasa de transferencia: Ejemplos:
- FSB a 66Mhz, bus de datos 32 bits
66 Mhz x4bytes=264 Mbps
…..
- FSB a 266Mhz, bus de datos 32 bits
266 Mhz x4bytes=1064 Mbps
FSB a 533Mhz, bus de datos 32 bits
533 Mhz x4bytes=2132 Mbps =2Gb.
Se utiliza para todo tipo de tarjetas, Ejemplo: Tarjeta wifi, Tarjeta sonido, Tarjeta red, Tarjeta gráfica, Tarjeta Usb, módem…
- BUS PCI EXPRESS: Aparece el Bus AGP para la tarjeta gráfica, ya que el PCI no funciona bien.
Aparece entre 2004 – 2005
Tasa de transferencia: FSB 266 Mhz x 16(multiplicador) = 4256 Mbps =4Gb.
FSB: 266 Mhz x 1 =266 Mbps (para otros dispositivos,
variasranuras).
Este se usa solo para tarjetagráfica ya que los otros no necesitan una mayor
velocidad. Es de una sola ranura de expansión.
- BUS SCSI: (Small Computer System Interface) 1986
Creador SASI (fabricante de discos duros) Sugar Asociates System Interface fue creada a principio de los 80 y fue aprobado como norma en 1986.
Este bus no se conecta directamente al micro, utiliza uno de los buses anteriores (no es bus de sistema).
Dos versiones: 1. Permitía conectar 7 dispositivos
2. Permite hasta 15 dispositivos
No funciona por interrupciones (IRQ), debido a que cada dispositivo conectado se le asocia un número.
Se utiliza más en servidores y en discos más grandes, no es normal que un ordenador normal lo tenga.
El bus SCSI se puede configurar de tres formas:
- Único indicador / único objetivo: la más común, utilizaremos una ranura de expansión del PC (PCI) para pinchar una tarjeta controladora SCSI.
- Único Iniciador / Múltiple objetivo: Una tarjeta controladora permite conectar varios dispositivos.
- Múltiple iniciador / Múltiple objetivo: Menos común permite conectar varias tarjetas con sus dispositivos correspondientes.
El bus SCSI también puede venir conectado en la placa, sin necesidad de pinchar tarjetas controladoras SCSI. No es bus de sistemas.
Losdispositivos SCSI son más fiables, rápidos y caros:
Tasade transferencia: | |
VELOCIDAD MHZ |
TASA TRANSFERENCIA |
ANCHO BUS DATOS |
SCSI |
5 |
5 Mbps |
8 Bits |
FAST CSCI |
10 |
10 Mbps |
8 Bits |
FAST – 20 |
20 |
20 Mbps |
8 Bits |
FAST – 40 |
40 |
40 Mbps |
8 Bits |
FAST – 80 |
40 (DOBLE) |
80 Mbps |
8 Bits |
FAST – 160 |
80 (DOBLE) |
160 Mbps |
8 Bits |
ULTRA 320 |
80 |
320 Mbps |
16 Bits |
DOBLE 320 (ULTRA 320) |
320 (DOS CNALES) |
640 Mbps | |
- BUS AGP: Advanced Graphics Port. Creado en 1997
Es un puerto diseñado exclusivamente para las tarjetas gráficas, por ello, solo hay un slot AGP en la placa. Suele ser marrón.
Apareció después del PCI. No comparte el ancho de banda (bus datos) con ningún otro dispositivo, por lo que es más rápido.
Puede acceder directamente a la memoria RAM de la placa.
Puede acceder directamente a la memoria RAM de la placa, este sistema se llama DME (Direct Memory execute).
Las tarjetas gráficas también llevan memoria RAM incorporada, llevan un pequeño procesador y llevan un ventilador.
Operaciones de lectura / escritura en Pipeline (Divide el procesamiento en capas). Libera al micro sw la placa de proceso gráfico.
Bus Datos: 40 bits (32 bits + 8 adicionales) Multiplica de datos y direcciones en el propio bus (en un mismo cable físico se unen líneas de datos y direcciones, se diferencian lógicamente).
Tasa de transferencia:
Velocidad 66 Mhz, tasa transf.=66MHZ x 4 Bytes (32bits) = 264Mbps
Velocidad 132 Mhz, tasa transf.=132MHZ x 4 Bytes (32bits) = 528Mbps
Velocidad 264 Mhz, tasa transf.=264MHZ x 4 Bytes (32bits) = 1024Mbps
Velocidad Doble264 Mhz, tasa transf.= Alcanza los 2 Gbps
No es un bus de sistema. Las tarjetas gráficas llevan incorporadas unaaceleradora gráfica.
- BUS USB: Universal Serie Bus
Puede trabajar en dos modos:
- A baja velocidad (1.5 Mbps) para dispositivos que no requieren de grandes
cantidades de información (teclados, ratones).
- A alta velocidad (en un principiofue 12 Mbps y con la versión 2.0 se llegan a
los 480Mbps) apareció en 1999.
Existe un controlador USB que actualmente usan los ordenadores.
Un puerto USB necesita una IRQ(interrupción) y una dirección de memoria
(DMA), aunque en este puertoconectemos varios dispositivos, el controlador se
encarga de dar prioridades alos dispositivos.
CARACTERÍSTICAS:
1. Todos los dispositivos USB tienenque tener el mismo cable y el mismo tipode conector.
El cable esta compuesto por cuatro hilos: 2 de datos y 2 de alimentación
Alimentación
con este cable se ahorra el espacio y el material.
CONECTORES:
- Conector serie A, conecta en los ordenadores.
- Conector serie B, esta en otros dispositivos.
- Conector mini USB
2. El ordenador debe identificarautomáticamente un dispositivo que agregamos y configurarlo, a esto se lellama:
PLUG AND PLAG: El sistema operativoinstala el driver correspondiente o no pide el disco de instalación.
No es necesario apagar ni reiniciar el ordenador para conectar o desconectardispositivos (Carga y descarga del driver en memoria RAM) HOT PLUGGING(Conectar en caliente).
3. Pueden compartir el mismo USBdispositivos lentos y rápidos (siempre había sido un problema manejardispositivos con velocidades diferentes en el mismo bus).
4. En un puerto USB pueden conectarse hasta 127 dispositivos. Losdispositivos pueden ir encadenados. Ejemplo:
- impresoras con puertos para otros dispositivos.
- teclados con un puerto USB para el ratón u otros dispositivos
- hay monitores que llevan puertos USB
- Utilizando HUB USB (Concentrador de puertos USB).
El Hub Usb tiene la capacidad de detectado si un periférico ha sido conectado auso de sus puertos.
Una de las funciones de los Hub Usb: es que puede aislar los puertos de bajavelocidad de las transferencias de alta velocidad.
5. No se necesita cable extra dealimentación, salvo que necesite más tensión (ejemplo: impresora…) Un bussuministra solo 500 miliamperios.
6. Algunos dispositivos puedenmanejar y corregir errores. Ejemplo: un
Cd-Rom Usb extraíble, disco duro extraíble. Ejemplo: CRC (código de redundanciacíclica).
7. Utilizando un Hub Usb cadadispositivo puede tener un cable de hasta 5 metros (5 metros x 127 dispositivos= 635 metros dedispositivos).
8. El manejo de dispositivos USB serealiza por software por lo que los dispositivos USB son más fáciles defabricar y más baratos.
9. Puede ser necesario cambiar en laBIOS:
- ASSIGN IRQ FOR USB – ENABLE
- USB KEYBOARD SUPPORT TO BIOS – ENABLE
IRQ: Se puede ver en el ordenador devarias maneras:
1. Bios
2. Programas: SANDRA, AIDA (Dispositivos de hardware/ recursos)
3. Administrador de dispositivos (Accesorios/herramientas de Sistema/
Información de sistemas)
· BUS FIRE WIRE: IEEE 1394 (Normativa que sigue) Creado por Apple.
Es un estándar internacional que especifica un interfaz, serie de elevadorendimiento para la interconexión de dispositivos electrónicos digitales(audio, video).
Se puede conseguir una conexión directa y más rápida de equipos sinrecurrir a costosas conversiones digitales/ analógicas.
El cable es fácil de fabricar y requiere nuevosespacios (ventaja en portátiles).
Un cable serie tiene menos interferencias que un paralelo.
Cable de 6 hilos: 2 de alimentación y 4 de datos (van cruzados de dos en dos)
Dos cables cruzados
CARACTERÍSTICAS:
- Mismascaracterísticas que el USB
- Existen HUB IEEE 1394 (sigue esta normativa también llamada Protocolo
Firewire)
- Se puedenconectar hasta 63 dispositivos
- Plug and Play
- Hot plugging
- El cable de cada dispositivo puede tener hasta 4.5 metros pero se puedealargar
la distanciacon alargadores
- Es un BUS SERIE igual que el USB
- Puede trabajar en 2 modos: ASÍNCRONO – SÍNCRONO
MODO ASÍNCRONO: La transferenciano es continua, la cantidad de
información es arbitraria y necesita confirmación (Ejemplo: encendido dela
cámara.
Se utiliza para la comunicación con dispositivos como impresoras, cámara devideo digital.
MODO ISÓCRONO (SÍNCRONO): Es el quegarantiza para cada dispositivo una transferencia predeterminada. (ancho debanda fijo, transferencia continua, sin IRQ) Ejemplo: un monitor, un videodigital.
- El protocolo Fire Wire se basa en tres capas:
CAPADE TRANSACCIONES: Maneja la transferencia de datos
CAPADE ENLACE: Se encarga decontrolarque lleguen los paquetes de
información. Cada paquete de información se puede enviar de las dosformas:
Asíncrona e Isócrona.
CAPAFÍSICA: Tiene tres funciones:
- convierte los niveles lógicos(0 y 1) de la capa de enlace en señales
eléctricas para viajar porel cable y viceversa.
- Determina la configuracióneléctrica y mecánica de la conexión.
- Actúa como arbitro quegarantiza que los dispositivos accedan al bus cuando
deseen enviar datos.
- Velocidad (FSB) = 800Mbps
· BUS PCMCIA:
I.Memoria
II. Tarjetas de red,…
III. Disco Duro, CD-ROM,Disquetera.
