Tema 2: Hardware del ordenador.

2.1 Cableado Interno.

• Alimentación.

• Datos: son los cables que van desde los dispositivos de almacenamiento masivo a la placa base:

-IDE: Los datos se transfieren en paralelo.

-S-ATA: Los datos se transfieren en serie.

• Otros: Conectores, LEDs, sonido..

  2.2 Placa base.

•   Definición:

Es el elemento principal del ordenador en el que se encuentran  o al que se conectan todos los demas dispositivos.

•   Contenido de la placa base:

-Zócalo para el microprocesador.

-Zócalo para las memorias RAM.

-Ranuras de expansión.   

-Memoria BIOS.

-Buses serigrafiados.

-Chipset.

-Conectores:

*Dispositivos de almacenamiento.

*Puertos.

*Conectores de alimentación.

*Otros.

•  Especificaciones:

 -Definición:

Son los diferentes diseños que se han hecho de las placas base a lo largo de la historia.

-¿Porque?

* Para optimizar la distribución de los componentes de la placa 

* Para mejorar la ventilación 

 -Tipos:

*AT, ATX, BTX...

 2.3 Zócalos

• Definición: 

-Son conectores en la placa base donde se conectan diferentes elementos

•  2 tipos:

-Socket: Cuadrado

-Slot: Rectangular 

-Microprocesador:

1º Slots

2º Sockets - Diferentes modelos 

-RAM

Hasta ahora siempre en slots.

-SIMM (Single In-line Memory Module) (Modulos por un lado)

-DIMM (Dual In-line Memory Module) (Modulos por los dos lados)

-RIMM (Rambus Memory)

-BIOS: Conector DIP (Dual In-line Parckage)

2.4 Ranuras de expansión

• Definición:

Son unas ranuras que hay en la placa base que se utilizan para conectar tarjetas que amplían las funcionalidades del ordenador.

• Tipos:

-ISA:

• Se utilizo en los primeros ordenadores, pero ahora esta en desuso, algunos fabricantes lo han mantenido por compatibilidad.

-AGP:

• Dedicado a vídeo. (tarjetas grafías)

• 1 Ranura por equipo.

• Es un bus rápido, para enviar imagenes se necesita mucha velocidad.

-PCI:

• Es el bus mas genérico

• Varios

• La comunicación es paralela.

• Desarrollos

-PCI-X (PCI Extended)

• Se utilizaba en servidores o discos raid.

-PCI-e (PCI Express)

• Muy rápido

• Puede transmitir con facilidad imagen.

• Ha provocado que AGP deje de utilizarse.

• Serie (Mas rápido)

2.5 Conectores para dispositivos de almacenamiento masivo

-Almacenamiento masivo.

-IDE:

• HDD, CD ,DVD...

• Comunicación en paralelo.

• 2 Unidades por conector.

-Maestro.

-Esclavo.

• 40 Pines.

-Floppy:

• Disqueteras.

• Datos en paralelo.

• 34 Pines.

• Tiene pistas cruzadas.

-S-ATA

• Se utiliza actualmente

• 7 Pines

• Datos serie (Mas rápido)

2.6 Chipset

-Definición:

-Es un conjunto de chips ubicados en la placa base que cumplen diversas tareas básicas para su funcionamiento.

-Tareas

• Controladora de entrada/salida:

-Sirve para comunicar el ordenador con los periféricos.

• Controlador de memoria.
• Controladora de acceso directo a memoria: DMA.

-Sirve para gestionar la comunicación directa entre memora y periféricos, de forma que el procesador quede libre para realizar otras tareas.

• Controladores auxiliares.

-Partes del chipset:

• Northbridge (Parte norte)

-Controladora de bus.

-Controladora de memoria.

• Southbridge (parte sur)

-Controladora de expansión.

2.7 Conectores de la carcasa.

-Sirven para conectar a los botones y leds de la carcasa, los conectores suelen estar en un extremo de la placa

2.8 Puentes de configuración

-Son pequeños interruptores o puentes que se utilizan para configurar los parámetros de funcionamiento de la placa base.

-Velocidad de la cpu.
-Velocidad de los buses.
-Tamaño de las memoria.
-Borrar CMOS.

2.9 Fuente de alimentación

-Se utiliza para suministrar los niveles de tensión adecuados a la placa base y demás dispositivos para que tengan un funcionamiento correcto.

• Entrada - Alterna

• Salida    - Continuas( +/-3.3V +/-5V +/-12V)

            -Power Good: indica si todas las corrientes proporcionadas por la fuente son correctas.

• Tolerancia - Margen de error aceptable para las salidas de la fuente.

2.10 Microprocesador

• Definición:

-El miroprocesador es el elemento que dirige el funcionamiento de todos los demas dispositivos del ordenador,

• Función:

-Obtener, interpretar y ejecutar las instrucciónes de un programa infarmatico:

1º- La cpu pide las instrucciones a la memoria ,
2º- La memoria lee las direcciones y por el bus de datos devuelve la instrucción correcta,
3º- La cpu lee la instrucción,
4º- Genera las señales de control para que se ejecute esa instrucción

• Memoria Cache:

-Es una memoria mucho mas rapida que la memoria principal del ordenador que almacena ciertos datos que previsiblemente seran utilizados en las siguientes operaciones. De esta manera no tiene que acudir a la             memoria RAM y mejora la velocidad de ejecución. El problema de esta memoria es muy pequeña

-Tipos:

-Interna al Microprocesador ---> M.C de nivel 1

-Muy pequeña pero muy rapida

-Externa al Microprocesador ---> M.C de nivel 2

- Pequeña y rapida ( mas grande y lenta que la del nivel1 )

-Esta memoria esta entre el procesador y la ram (fuera del chip del microprocesador)

            ---------------------------------> M.C de nivel 3

-Mas grandes y menos rapidals que la anterior

• Arquitectura y juego de instrucciones:

-La arquitectura del Microprocesador define su estructura basica, su funcionalidad basica y su modelo de programación.

-El juego de instrucciónes es el conjunto de instrucciones que un microprocesador es capaz de interpretar y ejecutar.

-CISC (complex instruction set code) Complejo

-Puede hacer muchas instrucciónes,

-Tarda mas tiempo porque las instrucciones son mas complicadas

-Mas facil de programar

-RISC (reduced instruction set code) Reducido

-Dificil de programar

-Mas eficaz

• Anchura de los Buses.

-Definición:

-Determina la capacidad de comunicación del procesador con el resto de elementos del ordenador.

-Tipos:

-Bus de Datos:

-La anchura del bus de datos define la cantidad de bits de información que se pueden transmitir

-Bus de Direcciónes:

-Define la cantidad de posiciones de memoria a las que se puede acceder.

• Reloj del sistema:

-Definición:

-Es la señal que sincroniza el funcionamiento del ordenador.

-Sincroniza:

-Perifericos.(lento) (MB)
-Microprocesador. (Cada vez mas rapidos) (3 o 4 GHz)
-Memorias.(no es tan rapido)
(para aprobechar la velocidad del micro se an definido varios relojes en el sistema que nacen del Main System Clock )

• Núcleo (Core):

-Definición:

-El nucleo es la parte central del diseño del ordenador, formado por: Unidad de Control, Unidad Aritmetico Logica (ALU) , Registros Internos, Buses Internos y Cache de primer nivel L1.

       

-Maneras de mejorar la eficacia del ordenador:

-Sistema Multiprocesador: Consiste en tener en la misma placa base varios procesadores, necesitas un software especial que permita trabajar con varios procesadores, ademas las placas base tendran que ser mas complejas.

-Pipeline: Es una tecnica que consiste en dividir la ejecución de una instrucción en varias etapas de forma que cada etapa se ejecute simultaneamente a otra etapa de otra instrucción.

-Procesadores de varios núcleos: Dual core, Quad core... no necesita ni software ni hardware especial.

-Hyper Threading: Es tener un solo procesador fisico que tendra un solo nucleo y se divide virtualmente en partes que trabajaran individualmente.

-Unidad de coma flotante:Es un sistema para almacenar numeros tanto muy pequeños como muy grandes, simplemente moviendo los decimeles

2.11. Memorias del ordenador.

-Memoria RAM: Determina la cantidad de programas que pueden estar en ejecución, ademas su tamaño viene delimitada por el chipset de la placa, con la memoria se pueden realizar dos operaciónes:

        -Lectura: Consiste en obtener datos desde la memoria.

        -Escritura: volcar datos a la memoria.

       

    -Tipos de memorias:
        -SRAM (Ram Estatica): Hecha de transistores
            *SRAM Sincrona: Esta gorbernada por una señal de reloj y sus operaciones son sincronizadas.
                -Simplifica el diseño de la placa base ya que no necesita mas señales de control.
                -Es relativamente lenta
            *SRAM Burst: (memoria a rafagas) Accede solo una vez a la posición de memoria y devuelve las N posiciones siguientes.
        -DRAM (Condensadores): Es la memoria mas utilizada porque tiene bajo coste, pero necesita refresco, los datos se guardan en una matriz y para acceder a la posición de memoria se descompone en fila y columna.

            FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM)

                        ·Definición:

                                   -Es un tipo de memoria DRAM que divide la memoria en paginas y tiene un mecanismo que automatiza la lectura de posiciones consecutivas.

            EDO DRAM (Extended Data Out)

                        ·Definición:

                                   -Es similar a la FPM pero permite iniciar un acceso a la pagina de memoria antes de concluir el anterior acceso.

            SDRAM (Synchronous DRAM )

                        - Gobernada por la señal de reloj.

                        -Mejora entorno a un 25% la velocidad de la EDO DRAM o de la FPM DRAM.

            RAMBUS DRAM

                        -Utiliza buses de 18 bits con lo cual es un poco mas rapido que las de 16 bits, pero hoy en dia esta completamente obsoleto

            DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM)

                        -Es una evolución de las SDRAM

                        -Envia un dato por cada flanco.

                        -Es el doble de rapida que la SDRAM

            DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM)

                        -Es una evolución de las DDR SDRAM

                        -Es el doble de rapida que la DDR tradicional

                        -Accede dos veces por cada flanco

           

MEMORIA CACHÉ

            -Regla del 80/20

                        -80% del tiempo usa 20% de los datos.

                        -20% del tiempo usa 80% de los datos.

            -Funcionamiento:

                        Es una pila FIFO (First Imput First Output) se trata de una pila circular que van llenando segun se van ejecutando, cuando la pila esta llena y se ejecuta una nueva instrucción se borra la instrucción mas antigua de forma que siempre quedan las ultimas instrucciones guardadas en el caché.

BIOS

-Es una memoria tipo ROM que contiene la rutina de arranque del ordenador, su ejecución es secuencial. Es una memoria de sólo lectura.

-Utiliza una memoria auxiliar (CMOS) tipo RAMque almacena datos o información modificable que no puede guardar la memoria BIOS.

-El programa setup que es un programa de configuración de los parámetros de arranque del ordenador.                       

2.12 Tarjeta de expancion

Targeta gráfica:

  -Se encarga de generar la imagen que se muestra en la pantalola del ordenador. 

  Realiza dos operaciones:
    Interpretar los datos que le llegan del procesador y guardarla en formato digital.
    Convertir los en datos digitales en una señal analógica que el monitor pueda interpretar.

  -Esta formada por 3 componentes:
    *Procesador gráfico: procesa imágenes y controla la entrada y salida de datos (flujo).
    *Memoria RAM: Se almacenan los datos binarios de imagen que se convertirán en señal analógica para enviarlo al monitor.
    *RAMDAC: Convierte la información binaria almacenada en la RAM en una señal analógica que el monitor puede interpretar.
  -Términos:
    *Resolución: Es el numero de puntos que una pantalla utiliza para presentar una información.
    *Profundidad de color: Es la cantidad de bits con que cada pixel guarda la información de color.
    *Velocidad de refresco: Es el número de veces que se actualiza la imagen de la pantalla por segundo.

Tarjetas de sonido

-Genera sonido

*Conectores:

• Salida Audio -> altavoces, cascos... (Verde)

• Entrada de microfono  (Rosa)

• Entrada Auxiliar

*Reproducción de sonido:

*Sintesis FM:

Se basa en intentar imitar sonidos reales modulando una señal de sonido original.

*Tabla de Ondas:

Se tiene una tabla con sonidos reales grabados y digitalizados y cuando se quiere generar ese sonido se va a la tabla de ondas y se devuelve ese sonido.

(Suele dar mejor resultado la segunda opción)

-Digitalización:

*A partir de una señal de sonido analogica, guardar la información como una señal digital

*El proceso de digitalización consta de 3 partes:

• Muestreo:

-Es coger muestras de la señal cada cierto tiempo.

• Cuantificación:

-Resolución en bits de la señal.

• Codificación:

-Consiste en juntar los dos pasos anteriores.

Tarjeta de red

-La tarjeta de red permite la comunicación con otros terminales asi como la conexión a una red

*2Tipos:

• Cableada:

-Ethernet - RJ 45

• Inalambrico:

-Detecta redes wifi.

Tarjeta de TV

-Se utilizan para conectar la señal de la antena al ordenador y poder ver lo que se recive en la antena en el monitor del ordenador

Tarjetas de adquisición de datos

-Sirven para descargar datos desde otros dispositivos.

2.13 diagnostico de averias

-proceso de diagnostico:

1-observar las condiciones
2-reintentar
3-utilizar los sentidos
4-documentar
5-diagnosticar asta nivel de seccion
6-solucionar y verificar
7-actualizar el historico de averias

-normas de seguridad:

1-desconectar la alimentacion
2-descargarse de electricidad estatica
3- no encender y apagar rapidamente
4-no tener liquidos cerca
5-manejar con cuidado la placa
6-utilizar herramientas adecuadas

.