jueves, 12 de noviembre de 2015

La Placa Base

LA PLACA BASE

Factores de forma

Hay gran variedad dentro de las placas bases, y el factor de forma determina el tamaño y orientación de la placa con respecto a la caja, el tipo de fuente necesaria y dice que periféricos pueden integrarse en la placa. Los tipos mas conocidos son:
  • ATX, Mini ATX y Micro-ATX:
Las ATX tienen como características una mejor disposición de sus componentes, una mejor colocación de la CPU y de la memoria, los conectores de la fuente de alimentación tienen una sola pieza y un solo conector, para uso más sencillo, y los conectores para dispositivos IDE y disqueteras se sitúan mas cerca, ya que reduce la longitud de sus cables.
La Mini-ATX es una versión reducida de ATX y lo mismo con la Micro-ATX.

  • LPX y NLX:
Tienen más periféricos que normalmente, los slots de las tarjetas de expansión no se encuentran en la placa, sino en un conector especial (riser card).
La forma de NLX es similar a LPX y esta ideado para facilitar la retirada y la sustitución de la placa sin herramientas. Tienen una reducida capacidad de expansión y tienen problemas de refrigeración con microprocesadores potentes.

  • BTX:
Este formato no ha triunfado mucho ya que sus componentes se colocan diferente a las ATX, con el fin de mejorar el flujo del aire, toda la caja recibe mas calor exceptuando la CPU ya que se encuentra justo delante del ventilador de toma de aire.

  • Mini-ITX, Nano-ITX y Pico-ITX:
Son las placas más pequeñas y son compatibles con el estándar ATX.
Su refrigeración suele ser mediante dispositivos pasivos.










       

Componentes de la placa base

La placa base esta compuesta por diferentes componentes:
  • Zócalo del microprocesador (socket).
  • Ranuras de memoria.
  • Conjunto de chips o chipset.
  • La BIOS.
  • Ranuras de expansión o slots.
  • Conectores internos.
  • Conectores externos.

Zócalo del microprocesador (Socket)

El zócalo o socket es el conector en el que se inserta el microprocesador. Ha evolucionado desde que el micro se soldaba a la placa base o se insertaba en el zócalo y no se podía sacar, hasta ahora que es fácil cambiar el micro.
Hoy en día los más comunes son:

  • ZIF: El micro se inserta y se retira sin necesidad de hacer presión. Hay una palanca al lado del zócalo que permite introducirlo sin presión, para evitar el doblaje de las patillas.
  • LGA: Los pines están en la placa base en lugar de estar en el micro, y el micro contiene contactos planos en su parte inferior. Esto permite un mejor sistema de distribución de energía y mayores velocidades de bus. Hay que tener cuidados con la fragilidad de los pines en este tipo.











Ranuras de memoria

Estas ranuras constituyen los conectores para la memoria principal de un ordenador, la RAM. La memoria RAM está formada por varios chips soldados a una placa llamada módulo de memoria.
Los módulos más comunes son los DIMM.
Estas ranuras se agrupan en bancos de 1,2,4 o 6 zócalos, están numerados y normalmente se colocan abriendo los sujetadores ubicados en cada extremo de la ranura.











El Chipset

El chipset es un conjunto de circuitos lógicos, que ayudan a que el procesador y los componentes del PC se comuniquen con los dispositivos conectados a la placa base y los controlen. El chipset realiza funciones como:
  • Controla la transmisión de datos, las instrucciones y las señales de control que fluyen entre la CPU y el resto de elementos del sistema.
  • Maneja la transferencia de datos entre la CPU, la memoria y los dispositivos periféricos.
  • Ofrece soporte para el bus de expansión (conocido como ranuras entrada/salida).
El chipset suele constar de dos chips:
  • Northbridge (puente norte): Es el responsable de la conexión del bus frontal de la CPU con los componentes de alta velocidad del sistema, como la memoria RAM y el bus AGP o PCI Express. Controla las funciones de acceso desde y hacia el microprocesador, la memoria RAM y el puerto AGP o PCI Express y las comunicaciones con el southbridge. El puente norte controla las siguientes características del sistema:
-Tipo de microprocesador que soporta la placa.
-Número de microprocesadores que soporta la placa.
-Velocidad del microprocesador.
-La velocidad del bus frontal FSB.
-Controlador de memoria.
-Tipo y cantidad máxima de memoria RAM soportada.
-Controladora gráfica integrada (solo algunos)

  • Southbridge (puente sur): Es el responsable de la conexión de la CPU con los componentes más lentos del sistema, como los periféricos. El southbridge no está conectado a la CPU y se conecta indirectamente a ella por el northbridge. Ofrece las siguientes características:
-Soporte para buses de expansión, como los PCI o el antiguo ISA.
-Controladores de dispositivos: IDE, SATA, de red Ethernet y de sonido.
-Control de puertos para periféricos: USB o FireWire.
-Funciones de administración de energía.
-Controlador del teclado, de interrupciones, controlador DMA.
-Controladora de sonido, red y USB integrados.











Componentes integrados

Las conexiones típicas de la interfaz de entrada/salida integradas en la placa base de los ordenadores actuales son los siguientes:
  • Puertos del teclado y del ratón.
  • Controlador IDE, SATA. Se utiliza para conectar discos duros, unidades de CD, DVD y otros dispositivos.
  • Puertos de comunicación serie y paralelo.
  • Puertos USB.
  • Conectores de audio, vídeo y red.
Si falla un componente obliga a cambiar de placa base pero tiene la ventaja de que hay una conexión eléctrica menos a la placa base.













La BIOS

La BIOS es un conjunto de programas muy elementales, grabados  en un chip de la placa base llamado ROM BIOS y se encarga de realizar las funciones necesarias para que el ordenador arranque.
La BIOS de la tarjeta gráfica esta diseñada para soportar todos los componentes de la tarjeta gráfica y se puede ver brevemente un indicador en la parte superior del monitor que identifica la tarjeta gráfica. Esto proporciona al ordenador las instrucciones necesarias para usar la pantalla en el proceso de arranque. La BIOS del sistema es independiente de esta.







Ranuras de expansión

Son unas ranuras de plástico o slots con conectores eléctricos en las que se insertan las tarjetas de expansión. Forman parte de un bus, a través del cual se comunican los distintos dispositivos del ordenador.
En una placa base actual encontramos ranuras PCI y PCI Express de distintas velocidades. Las PCI tienen a desaparecer y ser sustituidas por las PCI. 
  • AGP: Puerto de gráficos acelerado. La ranura AGP se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas gráficas y solo puede aparecer una en la placa base.
  • PCI: Usa un bus local, ofrecen la capacidad de configuración automática, que hace que su instalación y configuración sea mas sencilla. Las placas bases suelen tener dos o tres ranuras PCI.
  • PCI Express: Transmite datos en serie, un bit detrás de otro, esto permite enviar pocos bits por cada pulso de reloj, pero a alta velocidad. Los dispositivos se pueden conectar a la ranura de la placa base sin necesidad de apagar el ordenador.


















Conectores internos

En este grupo se incluyen los conectores para dispositivos internos, como discos duros, lectores y grabadores de CD y DVD. Suelen estar rodeados por una marca de plástico y a menudo de diferentes colores. Los más importantes son:
  • Puerto IDE.
  • Puerto FDD.
  • Puertos SATA.
  • Puertos USB.
  • Conector CD-IN.
  • Conectores para ventiladores para la CPU.
  • Conectores para entrada/salida digital de sonido SPDIF.









Conectores externos

Para conectar los dispositivos periféricos al ordenador, se utilizan conectores. El conector está en el extremo del cable adjunto al dispositivo periférico. Se inserta dentro del puerto para hacer la conexión entre el ordenador y el dispositivo periférico; el puerto hace que el dispositivo periférico esté disponible para el usuario.
Los puertos más importantes son:
  • Puertos USB: Es un puerto serie y transmite datos de bit en bit, pero más rapidamente, ya que en su arquitectura y modo de funcionamiento es diferente al antiguo puerto serie RS-232.
  • Puertos VGA,DVI y HDMI: Se utilizan para conectar el monitor al PC. Puede venir integrado en la placa base.  Los DVI y el HDMI aparecieron porque los monitores LCD/LED pueden aceptar directamente la información en formato digital.
  • Puerto eSATA: Nos permite conectar discos duros SATA de forma externa, sin necesidad de abrir el ordenador.

Bibliografía

  • Apuntes del Tema.
  • https://www.youtube.com/watch?v=bDcdrc2AD5k

martes, 3 de noviembre de 2015

Arquitectura Von Neumann. Componentes básicos.

Descripción básica de la Arquitectura Von Neumann

Von Neumann descubrió el fundamento teórico de construcción de un ordenador electrónico con programa almacenado.La idea era conectar permanentemente las unidades del ordenador, de manera que su funcionamiento estuviera coordinado bajo un control central. La mayoría de fabricantes siguen utilizando esta arquitectura pequeños cambios.


La CPU. Elementos básicos y funcionamiento

La CPU (también conocida como procesador o microprocesador) es el verdadero cerebro del ordenador ya que controla y gobierna todo el sistema. Consiste en un circuito integrado que interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas almacenados en memoria y qué además toma los datos de las unidades de entrada, los procesa y los envía a las unidades o periféricos de salida. Se trata del componente del ordenador que se ocupa del control y el proceso de datos, y la potencia de un sistema informático se mide principalmente por la de su CPU.
Está formada por:

  • La unidad de Control (UC): Interpreta y ejecuta las instrucciones máquina almacenadas en la RAM y genera señales de control necesarias para ejecutarlas.
  • La unidad aritmético-lógica (UAL): Recibe datos y hace operaciones de cálculo y comparaciones con ellos, toma decisiones lógicas y devuelve luego el resultado.
  • Los registros: Donde se almacena información temporal, que constituyen el almacenamiento interno de la CPU.
  • Los buses: Son los caminos a través de los cuales las instrucciones y los datos circulan entre las distintas unidades del ordenador.


Diagrama de bloques de un CPU simple.
Vista superior de una CPU Intel 804DX2 en un paquete PGA de cerámica.
















Los buses de comunicación

Los buses son cables por los que circula la información en forma de bits. Las unidades que integran el ordenador se comunican a través de los buses.
Hay tres tipos de buses:
  • Bus de datos: Permite establecer el intercambio de datos entre la CPU y el resto de unidades. Cada instrucción de un programa y cada byte de datos viaja por este bus. La velocidad del bus de datos se mide en MHz o GHz.
  • Bus de direcciones: Transmite direcciones entre la CPU y la memoria. Funciona sincronizado con el de datos. Este bus es necesario para conocer las direcciones de los datos que se envían a la CPU por el bus de datos.
  • Bus de control de la CPU: Genera los impulsos eléctricos necesarios para gobernar el resto de elementos.





La memoria principal (RAM)

En la memoria principal o RAM se almacenan dos tipos de información: el programa o secuencia de instrucciones a ejecutar y los datos que manejan estas instrucciones.
La RAM está formada por un conjunto de casillas o posiciones de memoria que son capaces de almacenar un dato o una instrucción. Cada casilla tiene 8 bits (1 byte)
En la memoria RAM se almacenan los datos y los programas que se están ejecutando en ese momento en el ordenador, y cuando este se apaga, los datos de la RAM desaparecen.
Resultado de imagen de memoria ram

Unidades de entrada y de sálida

También conocidos como periféricos, son dispositivos que se conectan al ordenador y permiten almacenar información y comunicar el ordenador con el exterior.
Se clasifican en:
  • Periféricos de entrada: Son los que introducen datos externos al ordenador para después ser tratado por la CPU.
  • Periféricos de salida: Son los que reciben información que luego es procesada por la CPU y la reproduce para que el usuario pueda perceptirla.
  • Periféricos de almacenamiento: Son los encargados de guardar datos de forma segura para usarlos posteriormente, y pueden ser internos o externos.
  • Periféricos de comunicación: Facilitan la interacción entre dos o más ordenadores o entre un ordenador y otro periférico externo.

El arranque de un ordenador

Cuando encendemos el ordenador, la fuente de alimentación lleva corriente a todos los
componentes, incluyendo a la CPU, que envía una orden al chip de la memoria ROM
de la BIOS
, donde se encuentran grabadas las rutinas del POST.
Si la BIOS no encuentra nada anormal, continúa el proceso de arranque del ordenador.
Posteriormente, ejecuta instrucciones del SO trasladándolas a la RAM y aparece la primera pantalla del sistema operativo.










Bibliografía

-Apuntes Tema 2
-https://www.youtube.com/watch?v=_TAE7LepB3E