Bloque I: Hardware. Tema 1: Componentes. ¿Que es un ordenador?

Bloque I: Hardware.
Tema 1: Componentes.
¿Que es un ordenador?
Un ordenador es un dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas
realizando cálculos sobre los datos numéricos o correlacionando otro tipo de información.
Tiene dos partes:
• Hardware.
• Software.
El ordenador entiende 0 y1 0 = ausencia de señal y 1 = presencia.
Placa base.
También llamada Motherboard o placa madre. Es el elemento principal de todo ordenador donde se conectan
todos los dispositivos. Puede ser similar a los semáforos porque controla y coordina todos los dispositivos. Es
una oblea de circuitos electrónicos donde se insertan todos los dispositivos.
Tiene distintos elementos:
• Zócalo de microprocesador.
• Ranuras de memoria.
• Chipset de control.
• BIOS.
• Slots para las tarjetas de expansión.
• Memoria cache.
• Conectores externos.
• Conectores internos.
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Distintos formatos de placa base.
El formato va a determinar la distribución física de los componentes. También define los conectores externos
y de que forma se fija a la caja.
ATX
El formato mas conocido es el ATX, esta desarrollado por intel en el año 95, se supone que permite una mejor
ventilación y también menos maraña de cables que su antecesora la BABY−AT.
El microprocesador se sitúa cerca del ventilador de la fuente de alimentación y los conectores para los discos
se sitúan cerca de los extremos de la placa. Las medidas son 305 x 244 mm.
Las diferencias entre esta y la BABY−AT es que la primera tiene todos los conectores externos agrupados y
además el conector del ratón es del tipo mini dimm.
Esquema de distribución de la ATX.
Micro ATX.
Creada en el 99, las dimensiones son mas pequeñas 244 x 244 mm, tiene menos ranuras de expansión y la
alimentación mas pequeña.
BABY−AT.
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Fue una de las placas estándar, creada en 1989. Tiene posiciones determinadas para el conector del teclado y
para los Slots de expansión. El conector eléctrico se encuentra dividido en dos.
Este modelo fue desechado por la maraña de cables que se forma en su interior.
El conector del teclado es un dimm ancho (más gordo que en ATX).
Esquema de la BABY−AT.
NLX.
Se encuentra en ordenadores de sobremesa, la característica es que tiene los componentes integrados, además
tiene una ranura especial llamada Riser−card, del que sale una pequeña placa donde están las ranuras de
expansión.
La ventaja es su facilidad de mantenimiento y reparación.
Diseños propietarios.
No se ciñe a los estándares.
Descripción de componentes:
Zócalo de microprocesador.
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Es el lugar donde insertamos el microprocesador y su misión es conectar eléctricamente las patillas del
procesador con la placa. Durante muchos años se insertaban de manera que solo se podía usar ese
microprocesador. A partir del Pentium II nos encontramos con conectores con el nombre de Socket, los mas
conocidos son:
• PGA: modelo clásico usado hasta los 486 y consiste en un cuadrado donde se insertan las patillas del
chip por presión. Este modelo ha sido desechado dado que las patillas del chip son muy sensibles y se
pueden romper.
• ZIF (Zero Insertion Force): no hay que presionar el chip con lo que se daña menos las patillas del
micro. Tiene una patilla que se mueve para ajustar el chip.
♦ Socket 7: que se usa para microprocesadores AMD K6−2
♦ Socket 370: que se usa para Pentium III
♦ Socket 473 y 423. usados en Pentium IV.
Hay algunos zócalos para microprocesadores que son distintos del ZIF:
• Slot 1: lo creo intel para desmarcarse, era para Pentium II y tenia una forma alargada.
• Slot A: creado para los procesadores AMD.
Ranuras de memoria.
Son donde se introduce la memoria principal del ordenador la RAM. Antiguamente iba soldada a la placa.
Tenemos la memoria agrupada en módulos, han variado en capacidad y tamaño a lo largo del tiempo, antes
tenia unas patillas débiles y se rompían.
Los módulos están en distintos formatos:
• SIMM: 30 contactos / 72 contactos.
• DIMM: 168 contactos
• RIMM:
Los mas usados son los DIMM y los RIMM que conforman la memoria DDR−SDRAM.
Chipset de control:
Es un conjunto de chips soldados en la placa base que se encargan de controlar determinadas funciones del
ordenador, como por ejemplo la forma en la que interactúa el microprocesador con la memoria o como
interactúa el microprocesador con la memoria cache, o como se controlan los puertos USB, PCI, etc.
Realmente es un conjunto de chips que hacen ciertas funciones del microprocesador.
Hay Chipset para controlar el teclado y el ratón, para controlar el DMA (Direct Memory Access).
Tipos de Chipset:
• Intel para Pentium: se denominan tritones son muy conocidos y son:
♦ 430 FX: para Pentium con memoria EDO. Para dos dispositivos tipo IDE.
♦ 430 TX: admiten solo 64 MB RAM (supone una gran limitación para el ampliamiento del
ordenador).
• Via para Pentium: se denominan apollos; tienen una alta calidad y soporte para casi todo pero cuando
se le ponen a intel va un poco mas lento.
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Los Chipset se dividen en dos grupos.
• North bridge: es el grupo más importante y esta formado por un chip de gran tamaño que esta
cubierto por un disipador metálico. Son los encargados de interaccionar con el BUS del sistema, la
memoria y el BUS AGP. Es decir interactúan con los componentes que funcionan con una frecuencia
mas alta y necesitan mayor velocidad. Depende de este conjunto de chips la cantidad de memoria
máxima soportada.
• South bridge: su función es interconectar los dispositivos mas lentos como los canales IDE, el BUS
ISA y el BUS USB.
BIOS
Sus siglas significan Basic Input Ouput Sistem. La BIOS es en parte un programa que se va a encargar de dar
soporte para manejar ciertos dispositivos denominados de entrada y salida. Es una pequeña memoria ROM
pero que se llama CMOS, aquí se almacenan los códigos básicos que requiere el sistema para que el
ordenador arranque. Esta memoria está mantenida por una pila que se encuentra en la placa base y que se
recarga, para que cuando se apague el ordenador no se borre esta memoria.
En la BIOS se realiza una serie de pruebas para determinar posibles fallos o problemas en el sistema, son las
denominadas pruebas post (Power On Self Test). Estas pruebas son realizadas al arrancar.
Ahora la BIOS esta implementada en un tipo de memoria FLASH−CMOS que permite una actualización
dinámica de la misma.
Slots para tarjetas de expansión.
Son ranuras de plástico con conectores eléctricos donde se insertan las tarjetas de expansión. Según su
tecnología tienen distinto tamaño y color.
• Ranuras ISA: son las mas antiguas permiten hasta 16 MB/ sg, que son suficientes para MODEM o
sonido pero insuficientes para video. Son de color negro y miden unos 14 cm, las tarjetas son de 8 / 16
bits.
• Ranuras VESA: utilizadas en 486 y Pentium I su color es negro y miden 22 cm, al final tienen una
terminación de otro color generalmente marrón. Tienen una velocidad muy alta 160 MB/ sg, por lo
que se usaron para conectar el adaptador de video al procesador.
• Ranuras PCI: su velocidad puede ser de hasta 132 MB/ sg, son de color blanco y tienen una largura
de 8.5 cm, las tarjetas son de 32 o 64 bits. Nos permiten configurar los dispositivos por la técnica de
plug and play.
• Ranuras AGP: las siglas significan Puerto Grafico Acelerado, es la ranura para conectar tarjetas de
video 3D. Según su función pueden tener una velocidad de 264−528 MB/ sg, su tamaño es muy corto
unos 8 cm.
• Conectores USB: es un elemento que permite conectar mas de un dispositivo a la vez.
Memoria Cache.
Es una memoria intermedia entre la CPU y la memoria RAM.
Hay dos tipos de memoria cache.
• Cache externa (segundo nivel): esta en la placa base y es un circuito.
• Cache interna (primer nivel): nos la encontramos dentro del microprocesador.
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Es una memoria rápida, para que el micro no pierda los datos. Tiene menor tamaño que la memoria RAM y se
puede almacenar poca memoria. Suele tener un máximo de un MB.
Hay mas de un chip de memoria cache por placa. Puede estar soldada a la placa o no.
Conectores externos.
Tipos:
• Teclado: dos formatos distintos DIM y mini DIM.
• Puertos de ordenador.
♦ Puerto paralelo: conector hembra con 25 pines dispuestos en dos hileras. Suelen ser
identificados como LPT1.
♦ Puerto serie: conector macho de 9 o 25 pines dispuestos en dos hileras. Suelen ser
identificados como COM1, COM2.
♦ Puerto VGA: puerto especifico para el monitor, hembra de 15 pines, a veces este puerto viene
en la tarjeta porque la placa no lo tiene.
♦ Puertos USB: puerto estrecho, se supone que serán los conectores del futuro.
• Ratón: puerto PS2 similar al mini DIM.
Conectores internos.
• Canales IDE: suele haber dos canales por ordenador, en cada canal se pueden conectar dos
dispositivos.
• Conector de la disquetera.
• Conector de la fuente de alimentación.
• Conector del altavoz.
• Pulsadores / LEDS
Conector eléctrico.
Es donde se conectan los cables para que la placa base reciba la alimentación proporcionada por la fuente.
Una de las ventajas del único conector eléctrico es el apagado por software.
La fuente le suministra de 3.5 a 5 voltios a la placa base.
BUSES.
La capacidad de rendimiento de un BUS viene determinada por 3 parámetros:
• Ancho del BUS: numero de líneas en paralelos por las que se transmiten la info. Puede ser de
8−16−32−64 bits o incluso de 128 para las tarjetas de video.
• Frecuencia del BUS: la frecuencia de reloj con el que el BUS trabaja (MHz).
• Velocidad de transmisión del BUS: MB que se pueden transmitir por segundo.
Tema 2: BIOS.
La BIOS es un programa incorporado en un chip de la placa base que se encarga de realizar las funciones
básicas de manejo y configuración del ordenador.
Cuando encendemos el ordenador lo primero que hace es localizar el sistema operativo, eso esta en la BIOS
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que y es un parámetro incluido en ella.
En la BIOS tenemos la información de los dispositivos que poseemos, y algunas cosas menos importantes
como la fecha y la hora, además de la localización.
La memoria esta implementada en una memoria CMOS (FLASH−CMOS se puede regrabar), no es volátil y
esto es gracias a la pila que hay en la placa base.
Mensajes o pasos que se siguen al arrancar.
• Mensaje de la BIOS de la tarjeta grafica.
• Nombre del fabricante de la BIOS, la versión y numero.
• Tipo de micro y la velocidad.
• La revisión de la memoria RAM y su tamaño.
• Mensaje de cómo acceder al programa de la BIOS.
• Mensajes de otros dispositivos.
Este conjunto de mensajes se les denomina POST.
Hay distintos fabricantes de BIOS y nunca son los mismos que los fabricantes de placas base.
Programa BIOS.
Es el programa al cual se accede mediante una tecla, normalmente suprimir, en el tendremos los parámetros
básicos y óptimos con los que funciona el ordenador.
Tema 3: Microprocesador.
Es un circuito electrónico integrado, que actúa como UCP de un ordenador proporcionando el control de las
operaciones de calculo.
Físicamente es un cuadrado con parilla, un chip que tiene millones de elementos llamados transistores (son
muy pequeños y cada vez mas).
Los micros para incluirlos en la placa se insertan en un zócalo.
A veces el nombre de CPU es confuso puesto que también se le llama así a la caja del ordenador. (la torre al
completo).
Parámetros a tener en cuenta.
• Velocidad: se mide en MHz o GHz, nos indica el numero de instrucciones que es capaz de procesar por
segundo.
• Velocidad interna: velocidad a la que funciona internamente el micro va de 200−450 MHz y puede
llegar a GHz.
• Velocidad externa: es la del BUS se denomina FSB. Es la velocidad con la que se comunica el micro
con la placa base y siempre es menor que la interna (60−66−100−133 MHz. La cifra por la que se
multiplica la velocidad externa para dar la velocidad interna se denomina multiplicador. Ejemplo: un
Pentium III tiene 450 MHz de velocidad interna y 100 MHz de velocidad externa el multiplicador
seria 4,5.
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• Parámetros dependientes de la velocidad.
♦ Frecuencia de reloj: se entiende como la velocidad en MHz. Mediante un cristal que oscila al
pasar la corriente eléctrica se proporciona una señal de sincronización que coordina todas las
actividades del micro. Cuanto mas MHz mas ciclos por unidad de tiempo hará el procesador
pero esto no significa que es mas potente porque interviene otros factores como las cantidades
de operaciones que se hacen por ciclo.
♦ BUS: es la vía interna por la que circulan los datos y va a influir en la velocidad real del
micro, la eficacia del BUS depende del ancho (numero de carriles) y de su velocidad, esta
también se mide en MHz.
♦ Coprocesador matemático: a partir de los 486 se incluyen en todos los micros los
coprocesadores matemáticos, la velocidad aumenta ya que descarga al procesador central, de
realizar las operaciones totalmente matemáticas.
Componentes del micro.
Memoria Cache.
Es ultra rápida, empleada por el micro. Aquí se encuentran las ultimas instrucciones que cree
que puede volver a utilizar, reduciendo el tiempo de espera.
Unidad Aritmético−Lógica.(UAL)
Es la parte del micro especializada en los cálculos matemáticos, tanto aritméticos como
lógicos. Antes estaba en un chip a parte, a partir de los 486 se incorporar a la micro y es
responsable de todo calculo y de la toma de decisiones lógicas.
Tiene distintos componentes.
◊ Registro acumulador: registro de almacenamiento temporal. Es una pequeña área de
memoria.
◊ Conjunto de circuitos lógicos: realizan la totalidad de las operaciones de la ALU/
UAL.
◊ Registro de estado: contiene los diferentes flag que podemos tener como resultado de
una operación. Un flag típico es cuando un resultado es negativo, o cuando no hay
espacio suficiente para la operación esta es la flag overflou.
Unidad De Control.
Gobierna el funcionamientos global del ordenador, es la que va a encadenar automáticamente
todas las instrucciones del programa que estamos ejecutando que se encuentra almacenada en
la memoria RAM. Además interpreta las instrucciones y envía las ordenes necesarias para el
buen funcionamiento de todo el sistema.
◊ Registro de instrucción: es el encargado de almacenar la instrucción que se ejecuta.
Tiene distintos campos.
◊ C. O. (Código de Operación): depende del conjunto de instrucciones que tenga el
micro.
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◊
M. D. (Modo de Direccionamiento): hay hasta 4 MD que son inmediato, directo,
indirecto, y relativo.
◊ Si hablamos del MD inmediato el dato lo tenemos directamente en el CDE. No
vamos a memoria a buscarlo.
◊ Si hablamos del directo en el CDE tenemos la dirección de ese dato.
◊ Si tenemos el indirecto en el CDE tendré la dirección de la dirección del dato.
◊ Si tenemos el relativo vamos a tener una constante que se suma a la dirección de la
posición de memoria que tenemos la CDE.
◊ CDE (Campo de dirección.). aquí estará la dirección a la que se debe dirigir para
encontrar el dato.
♦ Registro contador de programa: este registro va a contener la dirección de la siguiente
instrucción que se va a ejecutar.
♦ Registro de direcciones: se utiliza para almacenar direcciones de memoria donde se pueda
leer o escribir datos.
♦ Controlador y decodificador: el controlador se encarga de controlar el flujo de instrucciones y
decodificador va a recibir a través del BUS de direcciones la información enviada por el
contador de programas y se va a encargar de activar la posición de memoria correspondiente.
Filosofías de fabricación.
CISC (Complex Instruction Set Computer)
Una instrucción por circunstancia.
Instrucciones complejas.
Lenta ejecución de la instrucción.
Pocas instrucciones por trabajo
RISC (Reduced Instruction Set Computer)
Pequeñas instrucciones.
Instrucciones simples.
Ejecución rápida de las instrucciones.
Varias instrucciones por trabajo especifico.
Historia de los microscopios.
MODELO
AÑO
BUS DATOS
8088
80286
80386
80486
Pentium 1
Pentium pro
1979
1982
1985
1989
1993
1995
8bits
16 bits
32 bits
32 bits
64 bits
64 bits
VELOCIDAD
EXTERNA
4,77 MHz
66 MHz
VELOCIDAD
INTERNA.
14 MHz
15 MHz
20 MHz
25 MHz
60 MHz
200 MHz
9
Pentium II
Pentium III
Pentium IV
1997
1999
2001
64 bits
64 bits
64 bits
66−100 MHz
400 MHz
266 MHz
550 MHz
2 GHz
El primer PC lo creo IMB en los 70. todos los micros se han ido basando en el diseño de el
8088.
El tener 32 bits permite tener un software mas moderno.
El 486 es el primer micro que incorpora el coprocesador matemático y también la mejora que
incorpora la memora cache level 1.
En el 95 pasamos al Pentium pro donde se trabaja la velocidad interna y externa dando un
gran salto.
Grandes avances.
◊ Soporte para la memoria virtual, con el 286, el micro puede utilizar parte del disco
duro como una memoria RAM.
◊ En el 486 se incorporo el coprocesador al micro, la gran ventaja era que las
operaciones matemáticas se hacían mas deprisa.
◊ Soporte de sistemas multiprocesador.
Procesadores en el mercado.
◊ AMD:
◊ Intel.
⋅ ATHLON XP: −1,3 GHz /266 MHz.
⋅ DURON: 1,3 GHz / 200 MHz.
⋅ OPTERON: 2 GHz, 128 KB de cache interna.
⋅ P IV con tecnología HT. Puede llegar a 3,26 GHz / 800 MHz.
⋅ ITANIUM 2 − 1,5 GHz / 400 MHz.
Tema 4: Memoria RAM.
También llamada Ramdom Access Memory.
El ordenador guarda aquí los datos que se utilizan en el momento presente. Es una memoria
que se puede leer y escribir celdas, y en cada celda hay un bit de información. Cada celda se
identifica por dos parámetros, la fila y la columna.
La CPU con conjuntos de bits pero el ordenador trabajara con un byte y cada byte representa
un carácter eso va desde 0 hasta 255. Esto es porque son las combinaciones posibles con 1 y 0
(28 = 256).
La CPU accede a la memoria a través de un circuito llamado MMC, este está dentro de los
Chipset de control. La señal ras es la señal que indica el numero de fila (ROW) y la señal cas
es la de la columna.
Las celdas son una especie de condensadores, si la celda tiene energía el dato es un 1 y si no
la tiene es un 0.
Parámetros.
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◊ Tiempo de acceso a memoria: es el tiempo que tarda en recuperar una posición de
memoria la CPU, se va a medir en nanosegundos. Las demoras son los wait states.
◊ Mecanismos de detección o control de errores: son para que la memoria no pierda
la información. Hay dos tipos:
⋅ Paridad: existen dos tipos. Este método es simple y nos dice si se ha
modificado la información pero no nos dice donde está el error.
• Paridad par: de lo que se trata, es que tenemos un bit (bit de paridad)
en este caso ese bit será 1 o 0 para que sean pares.
• Paridad impar: en este caso el bit de paridad será 1 o 0 para que sean
impares.
⋅ ECC: se le añade a cada palabra un conjunto de bits, lo que nos permite la
corrección de errores.
Distintos tipos de memoria RAM.
Memoria RAM dinámica (DRAM).
Utiliza condensadores para construir una matriz de celdas. Los condensadores tienen un
problema y es que necesita que se refresque la información. El tiempo de refresco es el
tiempo en el que los condensadores cogen energía para mantener la información. En este
tiempo no se puede hacer nada en la memoria; ni leer, ni escribir. El chip MMC se encarga de
realizar este refresco.
Tiene un diseño mas simple que la SRAM, necesita menos espacio y es mas económica.
Distintos tipos en el mercado.
◊ DRAM: es la mas antigua (386) el tiempo de acceso a memoria es de 80/90 ns.
◊ FPM: (fast page): tiempo de acceso 70/80
◊ EDO: (EDO RAM): evolución de la FPM se pueden introducir nuevos datos mientras
otros salen (transferencia paralelo). Es del Pentium Pro y tiene un tiempo de acceso
de 50 ns.
◊ SDRAM: (sincronizada) es la primera memoria que funciona de forma sincronizada
con el BUS del procesador. Evita a la CPU tener que esperar entre un acceso a
memoria y el siguiente. Pues el controlador de la memoria sabe exactamente en que
ciclo de reloj estarán listos los datos. Pentium II
◊ PC166 − 166 MHz − 6 ns
◊ PC100 − 100 MHz − 10ns
◊ DDR−RAM (Double Data Rate). Doble entrada de datos, nos permite transmitir el
doble de datos para una misma frecuencia de trabajo.
◊ PC277 − 166 MHz − 333 MHz.
◊ PC2400 − 150 MHz − 300 MHz.
◊ RDRAM (Rambus): similitudes con la anterior porque trabaja de forma sincronizada
y en cada ciclo de reloj también envía dos datos, tiene una arquitectura distinta al
resto de memorias, trabaja hasta 800 MHz pero necesita un controlador muy
especifico. Viene en formato RIMM.
◊ PC800 − 400 MHz − 800 MHz.
Memoria RAM estática (SRAM).
Va ha tener un coste más alto y va a se más rápida pero también va a ocupar más espacio que
la dinámica. Esto es debido a la forma de que cada celda son 6 transistores y no necesita ser
refrescada tan a menudo como la dinámica. Se utiliza para complementar la memoria cache.
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◊ ASYINC SRAM: procedente del 386 y 486 hasta Pentium (20 − 12 ns de acceso).
◊ SYINC SRAM (sincronizada)
◊ PB SRAM (4,8ns).
Funciona a ráfagas, da la sensación de que se solapan las operaciones.
Formatos RAM.
Los módulos de memoria son placas de circuito impreso donde están los chips de memoria.
Se insertan en los zócalos de memoria. Los contactos pueden ser de oro o de estaño.
Hay distintos formatos con distintas formas:
◊ Simple: por un solo lado del modulo.
◊ Por los dos lados.
Los chips son pares, pero si son impares es porque tiene implementado los que controlan los
errores, tiene dos muescas para su inserción en los zócalos de memoria.
Tipos.
◊ SIMM: (Single In−line Memory Module) 30/72 contactos.
⋅ 30 contactos. Solo transmite 8 bits de cada vez, hay q meter módulos
múltiplos de cuatro. Los zócalos de memoria son blancos.
⋅ 72 contactos. Transmite 32 bits de cada vez por lo que hay que meter de 2 en
2 los módulos.
◊ DIMM: (Dual In−line Memory Module) 168 contactos, los zócalos son negros.
Manejan 64 bits a la vez, se introducen por tanto de 1 en 1.
◊ RIMM (Rambus In−line Memory Module) 184 contactos trabaja a 64 bits y se
utilizan para la RD−RAM. En el zócalo tiene que haber tantos módulos como bancos,
hay unos módulos de continuidad que no son de memoria pero sirven para que se
detecte bien la memoria introducida.
◊ RAM magnética: para almacenar los bits emplea cargas magnéticas en vez de
electricidad con lo que dejaría de ser volátil, eso proporciona múltiples ventajas como
cuando hay una perdida energía los datos no se borran.
Tema 5: las tarjetas graficas.
Son las que transfieren al monitor la información grafica que debe presentar en la pantalla. Se
definen como un adaptador que se conecta en un slot de expansión del ordenador y sirve para
que la señal que emite el ordenador y sirve para que la señal que el emite el ordenador que es
digital pueda transformarse en la que el monitor reconoce, que es analógica.
Dos pasos:
♦ Interpretar los datos de la CPU: ordena los datos y calcula para su representación en la
pantalla. (En la pantalla va a calcular los píxeles).
♦ Los datos digitales resultantes del calculo son transformados en una señal analógica que es
entendida por el monitor.
Componentes.
◊ Microprocesador Grafico: realiza el primer paso.
◊ RAMDAC o conversor analógico digital: se encarga del segundo paso.
◊ Memoria RAM: hay una memoria que se llama SGRAM.
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Características.
◊ Resolución: numero de puntos que es capaz de presentar por pantalla una tarjeta de
video tanto de forma horizontal como vertical.
◊ Numero decolores: numero de colores capaz de representar.
◊ Refresco: numero de veces que se dibuja la pantalla por segundo, esto se mide en Hz.
Para que sea cómodo necesitamos un mínimo de 60 Hz (para que no se dañe la vista).
Por norma general el valor esta situado entre 75−80 Hz. Antes se usaba una técnica
de entrelazado, esto consiste en que primero se dibujan las líneas pares y luego las
impares pero este método cansa mucho la vista. Depende de dos parámetros.
◊ Velocidad del RAMDAC: debe ser lo mayor posible. (± 200 MHz).
◊ Velocidad de la memoria de video: las preferibles son SDRAM o SGRAM.
Tipos de tarjetas graficas.
◊ MDA: solo texto monocromo.
◊ CGA: primeras que representaron gráficos distintos tipo de resolución dependiendo
del color (320 x 200 4 colores, 640 x 200 2 colores).
◊ Hércules: 720 x 348 no daba color.
◊ EGA: 640 x 480 16 colores (empieza a surgir el Windows).
◊ VGA: estándar de facto por su utilización. Muchos modos de video pero el mas
común es el 640 x 480 256 colores.
◊ SVGA: 800 x 600 256 colores.
Tema 6: dispositivos de almacenamiento.
Parámetros comunes a todos los dispositivos.
◊ Velocidad:
◊ Velocidad punta o a ráfagas: es la mayor de todas llega a los 10 MB / s (teóricamente
y en las mejores condiciones posibles y durante un breve periodo de tiempo).
◊ Velocidad media o sostenida: la velocidad que se puede mantener de forma más o
menos constantes durante periodos de tiempo apreciables. Llega a los 5 MB /s.
◊ Tiempo medio de acceso: tiempo que por termino medio tarda el dispositivo en
responder a una petición de información. Se mide en milisegundos, esto es un tiempo
de perdida y por lo tanto cuanto menor sea mejor. (25 ms disco duro − 150 ms
CD−ROM).
Tipos de métodos de grabación.
Magnética.
Disco duro− disquete. Método muy antiguo consistente en la aplicación de campos
magnéticos a ciertos materiales cuyas partículas reaccionan a esa influencia. Generalmente
orientándose a unas determinadas posiciones que conservan tras dejar de aplicarles el campo
magnético.
Todos los dispositivos magnéticos van a ser grabadores y lectores. Precio bajo pero con
varios inconvenientes como la perdida de información dado que son sensibles.
Óptica.
Tecnología láser, tanto para leer como escribir muy preciso, mas resistente. Es un haz láser
que lee o escribe micro agujeros en la superficie de un disco de material plástico, suele estar
recubierto por una capa transparente para su protección contra el polvo. Son mas fiables, no
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les afectan los cambios magnéticos, apenas les afecta la humedad.
Medios de almacenamiento.
Disquetes.
Ha sido un estándar en la comunicación de la información. Por sus características.
◊ Disco flexible (5,25) 180 Kb − 360 Kb (doble cara).
◊ Disco 3 ½ (rígido) 720 Kb DD− 1,44 Mb HD.
Medio poco fiable para almacenaje a largo plazo. Hay que darles un formato lógico.
Disco duro.
La estructura física de un disco duro es un conjunto de platos, son como un disquete, en la
superficie de los platos tenemos las pistas que son concéntricas y estas a su vez en sectores.
Cada uno de los platos tiene dos cara y entre los discos van a tener dos lectores que leen cada
una de las caras de los discos.
El cilindro esta formado por las pistas concéntricas de cada cara del cada plato que están
situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabeza lectora no tiene moverse para
acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro.
(es el conjunto de todas las pistas situadas en un mismo eje aunque estén en distintos platos).
Formateo.
A nivel físico no hay que formatearlo, a nivel del sistema operativo es un formateo lógico, lo
que se hace es agrupar los sectores en unidades de asignación denominadas cluster. Aquí es
donde se van a almacenar los datos, de manera organizada esto no quiere decir que un archivo
no pueda ocupar más de un cluster.
Para localizar la información se usan unas coordenadas físicas llamadas CHS (cilindro,
cabeza, sector). Esto permite que los discos tomen un tamaño muy grande, el
direccionamiento lógico es el 2BA aquí se numeraran los sectores correlativamente.
Características del disco duro.
♦ Capacidad de almacenamiento: Distinta dependiendo del tipo de dispositivo.
♦ Velocidad de rotación: es la velocidad a la que gira el disco duro, es la velocidad a la que
giran los platos del disco que es donde realmente se almacenan magnéticamente los datos. Se
rigen por la siguiente regla : a mayor velocidad de rotación mayor velocidad de transmisión
pero también genera mas ruido y también mas calor que se genera. Este parámetro se mide en
RPM (IDE− 5400 rpm y SCSI 7200 rpm).
♦ Tiempo de acceso: tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los
datos que necesitamos va a ser la suma de 3 tiempos: el tiempo que tarda el disco en cambiar
de una cabeza a otra, el tiempo que tarda la cabeza en encontrar la pista, y por ultimo, el
tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector. Es un parámetro importante. El tiempo de
acceso normal es 10 ms.
♦ Memoria cache: es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco duro, de
modo que los datos que se leen o se escriben se almacenan primero en esta memoria. Para <1
14
GB− 128 KB, para <2 GB−128 KB, para >2 GB− 512 KB.
♦ Tasa de transferencia: este numero indica la cantidad de datos que un disco puede leer o
escribir en la parte mas externa del disco en un periodo de un segundo. Este valor se mide en
Mbits por segundo (± 100 Mbits por segundo).
♦ Tipo de interfaz: no solo se encargan de la transferencia de datos, además controla las
operaciones de entrada−salida, de información desde y hacia los periféricos o unidades de
disco. Por eso algunas veces también se les denomina controladores de disco. Existen dos
tipos.
◊ IDE: es mas barato que el segundo tipo (SCSI), tiene la controladora integrada en la
unidad y viene implementado en el Chipset de control de la placa. Se distribuyen en
canales. El modo de transferencia se basa en el estado ATA, cada estándar nos va a
marcar la tasa de transferencia máxima. Los modos que se utilizan son los ultra−
DMA que aparecieron con la norma ATA−4. Los modos DMA tienen la ventaja que
liberan al procesador de gran parte del trabajo de transferencia de datos. La diferencia
entre DMA y ultra− DMA es que en este ultimo se mandan el doble de datos por cada
ciclo, gracias a esto se ha logrado con cables IDE de 80 conductores tasas de
transferencia próximas a los 133 Mbits/ s, incorpora también el tema de corrección de
errores (CRC), la norma más actual es la ATA−6 (ATA−100 que es lo mismo) donde
la tasa de transferencia máxima es de 100 Mbits / s. Los cables pueden ser de dos
tipos:
⋅ 40 pines: se utilizaron hasta la especificación de ATA−33 consiguiendo como
tasa de transferencia de 33 Mbits / s.
⋅ 80 pines: nos permiten llegar hasta la norma ATA−6 tienen distinto color. El
que va a la placa base es azul y el que va al dispositivo maestro es negro y el
gris para el esclavo.
◊ SCSI: Small Computer Sistem Interface, la tasa de datos es mucho mas alta que con
el interfaz IDE, sin que el micro realice apenas trabajo. Otra ventaja es que aunque
tengamos varios dispositivos en el mismo cable transfieren al mismo tiempo.
Normalmente la controladora no viene en los Chipset, hay que meter una tarjeta para
que funcione como controladora. Hay dos tipos:
⋅ 8 bits: nos permite instalar 7 dispositivos y los cables son de 50 pines, cada
dispositivos tiene un numero único que es identificador dentro de la cadena.
⋅ 16 bits: nos permite instalar 15 dispositivos y los cables son de 68 pines, a
partir de 80 Mbits segundo.
Otros tipos de almacenamiento.
• <250 MB:
♦ ZIF (IOMEGA): precio asequible y bastante robustas, estas
unidades son de capacidad reducida y compatibilidad
reducida.
♦ Superdisk: formato reducido, precio asequible y
compatibilidad con 3 ½. Capacidad reducida y poco
aceptados.
• <2GB: necesarios para realizar backup.
♦ CD−ROM 650 MB.
♦ Jazz (1−2 GB) capacidad amplia, la velocidad es grande y el
inconveniente es que la unidad es cara y lo los cartuchos
también son caros.
• >2 GB
♦ Cintas magnéticas: hay distintos tipos de unidades y una de
las ventajas es su enorme capacidad, el inconveniente es su
extremada lentitud.
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Tema 7: periféricos y accesorios.
Monitor.
Los monitores normales están basados en el tubo de rayos catódicos. El LCD o cristal liquido
es otro tipo usado principalmente en los portátiles.
Las prestaciones del monitor dependen de la tarjeta de video.
Características.
◊ Resolución: numero de puntos que se pueden representar en pantalla.
◊ Refresco de pantalla: numero de veces que se redibuja la imagen por segundo (se
mide en Hz).
◊ Tamaño del punto: mide la nitidez de la imagen, mide la distancia entre dos puntos
del mismo color, el máximo exigible es de 0,28 mm. El máximo exigible para CAD
es de 0,25 mm.
◊ El monitor se conecta a través de una conexión de VGA.
LCD.
Diferentes tipos:
◊ Dual scan: tenia el inconveniente de que si la luz daba directamente a la pantalla no
se veía nada.
◊ HPA: algo mejor pero con el mismo problema.
◊ TFT o matriz activa: soluciona el problema de la luz y es la que actualmente se utiliza
en los portátiles y monitores de sobremesa.
Ratón.
La utilización comenzó a partir de Windows y los mas utilizados son los inalámbricos.
Teclado.
Existe una conexión especial Minidim, aunque también puede conectarse por USB.
Impresora.
Es el periférico que utiliza el ordenador para presentar la información impresa en papel.
Su velocidad se mide con dos parámetros.
◊ PPM paginas por minuto.
◊ CPS caracteres por segundo.
Características.
◊ Resolución: mejor o peor calidad de la imagen que se puede obtener por la impresora,
mediad en numero de puntos individuales que es capaz de dibujar la impresora. PPP
(puntos por pulgada).
◊ Buffer: es una pequeña cantidad de memoria que tienen todas las impresoras para
almacenar parte de la información que les proporciona el ordenador.
◊ Modo de conexión: normalmente se conecta en el LPT1 (puerto paralelo) y ahora con
US. Se usan los que usan los tipos ECP o EPP porque los normales son muy lentes.
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El cable que va del LPT1 a la impresora es el cable paralelo CENTRONICS.
Tipos.
♦ Matriciales: las primeras del mercado, también conocidas por impacto. Imprimen mediante el
impacto de unas pequeñas piezas sobre la cinta impregnada en tinta, según el cabezal de
impresión hay dos tipos:
◊ Margarita: una bola metálica en las que esta en relieve las distintas letras y símbolos
a imprimir. Ya están abandonadas.
◊ Aguja: tienen una matriz de agujas que impactan en el papel formando la imagen
deseada, cuanto mas agujas tengamos mayor es la resolución. Sirven para papeles
multicopia.
◊ Tinta: la tinta es impulsada al papel por unos mecanismos llamados inyectores. Es
impulsada mediante la aplicación de una carga eléctrica que hace saltar una
minúscula gota de tinta del cada inyector sin necesidad del impacto, permite el color
y el B/N, pero la calidad es peor que en la láser.
◊ Láser: la impresión se consigue mediante un láser que va dibujando la imagen
electrostaticamente en un elemento llamado tambor que va girando hasta impregnarse
de un polvo muy fino que se llama toner que se adhiere debido a la carga eléctrica, el
tambor sigue girando y se va a encontrar con la hoja en la cual va a imprimir el toner
que formara la imagen definitiva, la mayoría son de B/N, mas rápidas, resistentes y
silenciosas.
◊ Plotter: Destinados a la impresión de planos, trabajan con formatos de papel muy
grandes A1−A2. Van a se de inyección de tinta.
◊ Fotos: utilizan métodos como la sublimación de la cera o tintas sólidas que van a
garantizar una pureza de color excepcional. El coste es muy grande y va muy lenta.
Scanner.
Cogen la imagen y la pasan a un formato que podemos modificar y almacenar en el
ordenador. También se escanea texto y para manipularlo necesitamos programas
OCR. El proceso es que se ilumina la imagen con un foco de luz, se conduce
mediante espejos la luz reflejada a un dispositivo llamado CCD, este dispositivo
transforma la luz en señales eléctricas y el dispositivos DAC va a convertir las
señales eléctricas a formato digital, serán estos los bits los que se transmitan al
ordenador.
Características.
⋅ Resolución: PPP Puntos por pulgada. Numero de puntos individuales de una
imagen que es capaz de captar el escáner.
• Resolución interpolada: supone superar los limites que nos da la
resolución óptica, mediante estimaciones matemáticas de cuales
podrían ser los puntos que añadimos por software a la imagen.
• Resolución de escaneado: es aquella que vamos a elegir mediante el
software del scanner para captar una imagen concreta.
⋅ Color: cuando decimos que una imagen tiene 24 bits de color es que cada
punto de su imagen va a tener 16,7 millones de colores diferentes, se
denomina casi color real.
Tipos.
• Planos o de sobremesa: son para uso profesional. Tienen la mejor
relación precio prestaciones y tienen un solo inconveniente, el
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tamaño que nos ocupa en el escritorio. El mas general es el de DINA
4.
• De mano: son los portátiles, tienen como inconvenientes el tamaño
de escaneado, que son de menor velocidad que los planos.
• De rodillo: se basan en un sistema muy similar a los aparatos e fax,
pues ser muy cómodo para hojas sueltas pero muy incómodos para
los libros. Ocupan poco espacio, hay modelos que nos permiten
separar el cabezal y actuar como con uno de mano.
• Especiales: específicos para una tarea, escanear o fotos, o texto.
El escáner se conecta por el puerto paralelo, pero ahora se da mas la conexión por
puertos USB.
Tarjetas de sonido.
Todos los PC tienen un altavoz interno para dar una señal acústica del arranque o de
un error.
El avance de las tarjetas de sonido viene impulsado por los videojuegos.
La tarjeta estándar de facto es la soundblaster nos permite convertir el sonido
analógico a digital para guardarlo en el PC y convertir el sonido digital en analógico
para escucharlo en los altavoces. El DAC va a permitir esto.
Dado que el sonido ocupa mucho espacio para ser poca información, tenemos el
MIDI, este no es un sonido grabado sino las notas, por eso tiene menos información
pero ocupa menos espacio.
MODEM. (Modulador−Demodulador).
Convierte las señales telefónicas analógicas en digitales y viceversa, con lo que nos
permite transmitir y recibir información por la línea telefónica.
Tipos.
⋅ Internos: son tarjetas de expansión sobre la que esta dispuesta los diferentes
componentes que forman el modem. Se insertan en las ranuras de expansión
(ISA, PCI AMR). Como ventajas es que están mas integrados en el ordenador
y son mas baratos. Como desventajas es que a veces son mas complejos y no
podemos obtener información visual del estado del modem.
⋅ Externos: son similares a los internos pero están metidos en una carcasa que
se coloca sobre la mesa o el ordenador. Se conecta por el puerto serie o USB.
La UART controla la velocidad de los puertos serie y nos limita la velocidad
del modem. Como ventajas es su portabilidad por podemos conectarlo a
diferentes ordenadores de forma sencilla, y podemos visualizar el estado del
modem.
⋅ Winmodem o modem software: módems internos en los cuales se ha
eliminado varias piezas electrónicas de manera que el microprocesador debe
suplir las funciones mediante software. Como ventaja es que es mas barato.
Como desventajas es que carga al micro y el software solo es disponible en
Windows.
Características.
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⋅ Velocidad del modem: se mide en kbps (kilo bits por segundo). Nos puede
influir la calidad del modem, mala calidad de las líneas, el bajo ancho de
banda que tenga el proveedor de internet.
⋅ Velocidad de negociado: es la velocidad que nos indica al inicio de la
conexión, y es la que nos da el otro modem del otro lado de la línea como
valida.
⋅ Velocidad Modem−PC: es la velocidad a la que se comunica el PC y el
modem. Esta velocidad puede y debe ser superior a la velocidad del modem.
Por ejemplo para un modem de 56000 ! 115200 bps.
Estándares internacionales.
Normas.
V. 34 ! 28800 bps
V. 22 ! 2400 bps
V. 90 ! 56000 bps
V. 42 ! para el control de errores.
HAYES.
Comandos para la utilización del modem.
ATZ ! resetea el modem.
ATH ! colgar la comunicación.
ATDP + numero de teléfono ! marcaje de teléfono.
UART.
La UART es un chip que controla los puertos serie del ordenador, va a ser importante
en el modem externo. Hay varios modelos de UART que son el 8250 y el 16550, el
primero funciona sin problemas con los modem de 14400 bps, el segundo da
velocidades mas grandes; como la velocidad interna nos da hasta 115200 bps para
módems de 56000 bps.
Tarjetas de red.
También llamadas NIC (Network Interface Card). Es una placa de circuito impreso
que proporciona las capacidades de comunicación de red hacia y desde un PC.
Una tarjeta se va a comunicar con la red a través de una conexión serie y con el
ordenador a través de una conexión paralela.
Características.
⋅ Tipo de red: ETHERNET, token− ring, FDI.
⋅ Tipo de medio: coaxial, fibra óptica, par trenzado.
⋅ Tipo de bus: PCI, ISA.
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Las tarjetas se van a encontrar del nivel 2 del modelo capa de enlace de datos. Tienen
la dirección MAC, cada tarjeta que se quiera conectar a la red tiene que tener una
dirección MAC única.
Aspectos a tener en cuenta al instalar tarjetas de expansión.
⋅ Interrupción: IRQ es la señal que informa a la CPU que se ha producido un
evento al cual debe prestar atención. Están disponibles 16 interrupciones y
están numeradas de la 0−15.
INTERRUPCIÓN
ANCHO
DEL BUS
FUNCIÓN ASIGNADA.
0
8
Reloj de sistema
1
8
Teclado
2
8
Controlador de interrupciones.
3
8
COM2
4
8
COM1
5
8
20
LPT2
6
8
Unidad de disquete.
7
8
LPT1
8
8
Reloj en tiempo real.
9
16
Remite a IRQ2
10
16
Disponible
11
16
Disponible
12
16
Disponible
13
16
Coprocesador.
14
21
16
Disco duro
15
16
Disponible.
⋅ Dirección de entrada−salida.
⋅ Dirección de memoria superior: ubicación en la memoria que se utiliza para
introducir o retirar datos del ordenador mediante un dispositivo auxiliar. Para
cada tarjeta tenemos asignadas unas direcciones de memoria. Depende del
tipo de tarjeta la asignación de un espacio mayor o menor en memoria. A
veces se suprime las direcciones de memoria y se opta para que la
comunicación entre la tarjeta y el microprocesador sea directa, son los
canales DMA (Direct Memory Access).
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⋅
22