Arquitectura del ordenador

ARQUITECTURADEUNORDENADOR

INFORMÁTICA

Conjuntodetécnicasydisposi>vosnecesariosparael…tratamientoautomá>code

lainformación

Proceso informático

HARDWARE

•  Parte Jsica del ordenador (soporte Jsico),englobatodoloquese“puedetocar”.

•  Es el conjunto de disposi>vos mecánicos,magné>cos, eléctricos y electrónicos queintegranunordenador.

SOFTWARE

•  Parte no material, son los programas quepermitenmanipular la computadora (soportelógicoylogical).

•  Logical (concepto al que también podemosreferirnoscon lostérminosSoVware,SistemaLógico e incluso Programas) el conjunto deprogramas que gobiernan el funcionamientodeunsistemainformá>co(deunhardware).

FIRMWARE

•  PartedelsoVwarequetraen losordenadorespregrabados desde su fabricación, que pudeestar en memorias de solo lectura oincorporadoensucircuitería.

•  HabitualmentechipBIOS(Basic ImputOutputSystem)SistemaBásicodeentradaysalida

Perspectiva histórica

Evolucióndelatecnologíadelosordenadores

Evolucióndelatecnologíadelosordenadores

Lenguaje del ordenador •  Lenguajemáquina,

elquecomprendeelordenador,esuncódigobinario(0o1).

•  PasodellenguajenaturalaLenguajeMáquinaCodificación,locontrarioDecodificación.•  Bit,unidadmínimadeinformacióny

almacenamiento(0o1)

•  Alfabetoocódigo,•  conjuntodetodaslaspalabrasdis>ntasque

podemosformarconlamismalongituddepalabra:

–  Longituddepalabra21o2caracteres(1=Ay0=B)–  Longituddepalabra22=4caracteres(00=A,10=B,01=C,11=D)

–  Longituddepalabra28=256=conjuntodecaracteresdelenguajenatural

=byte=carácter.

Lenguaje del ordenador

•  Byte,8bits(octeto),unasecuenciade0y1.Con>eneunidadde

información(carácter).Códigosestándaroalfabetosde8bits:

•  ASCII(AmericanEstándarCodeforInforma>onInterchage),deusoenlosordenadores

personales.•  EBCDIC(ExtendedBinaryCodedDecimal

InterchageCoded),deusoengrandesordenadores,menosconocido.


Códigoestándaroalfabetosde16bits:•  UNICODE(códigouniversal),dereciente

aparición.Estándarindustrialparaproporcionar,elmediopor

elcual,untexto,encualquierformaeidioma,puedesercodificadoparaelusoinformá>co.

ElestablecimientodeUNICODEhainvolucradounambiciosoproyectoparareemplazarlosesquemasdecodificacióndecaracteresexistentes,muchosdeloscualesestánmuylimitadosentamañoyson

incompa>blesconentornosmul>lingües.


Clasificación de los ordenadores •  Supercomputador

•  Computador(Mainframe)•  Miniordenadores•  Microcomputador(PCsyestacionesdetrabajo):– Desobremesa– Porta>les– Tablet,PDA,PalmTopoPocket

•  Nanoordenadores(computadorasquesonsumamentepequeñas,aescalananometricasomicroscópicas).

ElhardwareosoporteJsico


Elementosdeunequipoactual:Unidaddecontrol(UC):dirigealrestoeinterpretalasinstruccionesUnidadAritméEco-lógica(ALU):realizaoperacionesmatemá>cas,lógicasydedesplazamientosegúndatosoinstruccionesrecibidasdelosprogramas.LauniónfuncionaldelaUCyALU,seledenominaUnidadCentraldeProcesos(CPU)MemoriaPrincipal(ocentral):almacenainformacióncon>enedatosyprogramasquevanaserejecutados


Elementosdeunequipoactual:Unidaddeentradaysalida(E/S)oPeriféricos:sufunciónescomunicarlacomputadoraconelexterior(disposi>vosperiféricos),esdecir,laentrada,salidayelalmacenamiento.

Tiposdedisposi>vosperiféricos

•  DisposiEvosdeentrada:(teclado,ratón…)•  DisposiEvosdesalida:(pantalla,laimpresora,ploler)

•  DisposiEvosdeentrada-salida:(modem),unidadesedisco,decinta,etc.

•  DisposiEvosdealmacenamiento:soportesdisquetes,unidadesdedisco,ocinta,etc.(tambiéndenominadosmemoriassecundarias,auxiliaresoalmacenamientomasivo).

Pasosdelprocesológicodeunordenador

•  Introduccióndeinformaciónmedianteunperiféricodeentrada

•  Almacenamientodelainformaciónenlamemoriaprincipal

•  RecogidadelainformaciónporpartedelaCPU

•  Procesadodedichainformación•  Salidadelainformaciónporunperiféricodesalida

Partesexternaseinternasdelosordenadorespersonales

•  Semontansobredis>ntos>posdecajas:

ElementosprincipalesdelasCajas

•  Botones,PoweryReset•  Bahíasparaconectarlosperiféricos•  Fuentedealimentación•  Ven>ladoresparalarefrigeracióndelacaja

Bahías

Partes internas componentes de un PC

Ensuconjuntounordenadorpersonalestácompuestoporpartesmecánicasyelectrónicasquepuedenestardentroofueradelacajayque

lahacenfuncionar

Partes internas

Circuitoimpresoenfibradevidriosobreelquesemontantodosloscomponentesdel

ordenador.Cons>tuyeelsoportedeinstalacióndel

microprocesadorylamemoriaEscanaldecomunicación

entreelprocesadorylosperiféricos

TarjetaMadre(motherboardoplacabase)

Partes internas

Con>enenlosconectores(zócalos)deexpansióndememoriayotrastarjetasadicionales(tarjetasdevideoysonido,etc.)lospuertos,conectores

delteclado,delratón,losdiscosyotrosperiféricosexternosasícomoprocesadorylos

chipsdeapoyodelsistema

TarjetaMadre(motherboardoplacabase)

Tipos de placa Base •  Existendis7ntos7posdeplacabasesegúnseaelformatodelacajaocarcasadelordenador.Parafabricarplacasmadresquesepuedanu>lizarendiferentescarcasasdemarcasdiversas,sehandesarrolladoalgunos

estándares:

Tipos de placa Base AT(AdvancedTechnology)

esunformatoqueu>lizabanlosprimeros

ordenadoresconprocesadores.

EstehasidoreemplazadoporelformatoATX,cuya

formafavorecidaunamejorcirculacióndeairey

facilitabaalavezelaccesoaloscomponentes.

Tipos de placa Base

ActualizacióndelATminiatura.Diseñadoparamejorarlafacilidaddeuso.LaunidaddeconexióndelasplacasmadreATXestádiseñadaparafacilitarlaconexióndelosperiféricos,loscomponentesdelaplacamadreestándispuestosenparaleloparagaran>zarunamejorrefrigeración.

ATX(AdvancedTechnology)

Tipos de placa Base (TecnologíadeInformaciónExtendida,ITX)

esteformato,respaldadoporVía,esunformatomuycompactodiseñadoparaconfiguracionesenminiaturacomolosonlosmini-PC.Existen>posITXprincipales(Mini,nano,PICO).

Componentes integrados Laplacabasecon>eneunciertonumero

decomponentesintegrados,loquesignificaasuvezqueestossehallanintegradosasucircuitoimpreso:

Componentes integrados •  Chipset,•  RelojypilaCMOS•  BIOS•  Zócalosoranuras•  Conectoresdeentradasalida

Componentes integrados

•  Chipset,•  RelojypilaCMOS•  BIOS•  Zócalosoranuras•  Conectoresdeentradasalida


Conjuntodecircuitosquecontrolanlacomunicaciónysincronizacióndelos

componentesdelaplaca(inclusoelprocesadorylamemoria).

¡IMPORTANTE!,elegirunaplacabasequeincluyaunchipsetrecienteparamaximizarlacapacidaddeactualizacióndelordenador.

Elchipset


Algunoschipsetpuedenincluirunchipdegráficosodeaudio,asínosenecesitainstalar

tarjetagraficaodesonido.Enalgúncaso,serecomiendadesac>varlas

(cuandoestoseaposible)enlaconfiguracióndelBIOS,einstalartarjetasdeexpansióndealta

calidadenlasranurasapropiadas.

Elchipset


Elrelojen>emporeal(oRTC)esuncircuitoencargadodesincronizarlasseñalesdel

sistema.Estacons>tuidoporuncristalque,cuandovibra,emitepulsos(denominadospulsosde

temporizador)paramantenerloselementosdelsistemafuncionandoalmismo>empo.

ElrelojylapilaCMOS


Lafrecuenciadeltemporizador(expresadaenMHz),cuantomasaltasea,mayorserálacan>daddeinformaciónqueelsistemapuedaprocesar.

Alapagarelordenador,lafuentedealimentacióndejadeproporcionarelectricidadalaplacabase.

Alencendernuevamenteelordenador,elsistemacon>nuaenhora.

UncircuitoelectrónicodenominadoCMOSoBIOSCMOS(Semiconductordeóxidometálicocomplementario),,conservaalgunosdatosdelsistema,comolahora,lafechadelsistemayalgunasconfiguracionesesenciales

delsistema.

ElrelojylapilaCMOS


ElCMOSsealimentademaneracon>nuaaunapila(pila>pobotón)obienaunapilaubicada

enlaplacabase.Lainformaciónsobreelhardwareenel

ordenador(comoelnúmerodepistasosectoresencadadiscoduro)sealmacenadirectamente

enelCMOS.

ElrelojylapilaCMOS

ComponentesintegradosPrimerprogramaqueseejecutacuandose

enciendelacomputadora.Sufunciónesiniciaryprobarelhardwaredelsistemaycargarungestordearranqueounsistemaopera>vodesdeundisposi>vodealmacenamientodedatos.

ElBIOSpuedealmacenarseenlamemoriaROM(desololecturaquesepuedeescribirúnicamente)y

u>lizalosdatosenelCMOSparabuscarlaconfiguracióndelhardwaredelsistema.

BIOS(SistemaBásicodeentradaysalida)

.

Componentesintegrados

ElBIOSsepuedeconfigurarpormediodeunainterfaz(llamadaConfiguracióndelBIOS),ala

queseaccedealiniciarseelordenadorpresionandounteclaporlogeneral,latecla

“Supr”.

BIOS(SistemaBásicodeentradaysalida)

ZócalosparaelprocesadorLaplacabaseposeeunaranura(aveces>enenvariasplacasbasemul>procesadores)enlacualseinsertaelprocesadoryquesedenominazócalodelprocesador(eninglessocket).Estashanidoadoptandodis>ntasformas.

LasfirmasprincipalesqueseinstalansonIntelyAMD.


Zócalosparaelprocesador

Ranura(slot):zócalodemicroprocesadordeformato

longitudinal,enelqueseinsertaunprocesadordemaneraver>cal


ZócalosparaelprocesadorZócalo(socket):

zócalodemicroprocesadorcuadrangularorectangular.Estaeslasoluciónquesedahoydía.Dadoqueelprocesadoremitecalor,sehace

necesariodisiparloafindeevitarqueloscircuitossederritan.Estaeslarazónporlageneralmentese

montasobreundisipadortérmico.Porlogeneral,elenfriadorestáacompañadodeunven>ladorparamejorarlacirculacióndeaireyla

transferenciadecalor.


Sirvenparalainsercióndemódulosdememoriade>poSLOT.

Sonreconociblesexternamenteporposeersuscontactos(opines)separadosenamboslados.Hay

módulosde184y240contactos.Soncompar>mientosenlosquesepuedeinsertar

tarjetasdeexpansión.Estassontarjetasqueofrecennuevascapacidades

omejorasenelrendimientodelordenador.

ConectoresdelaRAMoRanurasdeexpansiónComponentesintegrados

Existenvarios>posderanuras:RanurasISA(Arquitecturaestándarindustrial):permiten

insertarranurasISA.Lasmaslentasde16bits.RanurasPCI(Interconexióndecomponentesperiféricos):seu>lizanparaconectartarjetasPCI,quesonmuchomas

rápidasquelastarjetasISAyseejecutana32bits.RanuraAGP(Puertograficoacelerado):esparatarjetas

gráficas.RanurasPCIExpress(interconexióndecomponentes

periféricosrápida):esunaarquitecturadebusmasrápidaquelosbusesAGPyPCI

ConectoresdelaRAMComponentesintegrados

ConectoresdelaRAMComponentesintegrados


Disposi>vosdecomunicaciónentrelosdis>ntoscomponentesdelaUnidadCentralyentreestaylosperiféricos.

LosBuses

ComponentesintegradosSepuedendis>nguirdos>posdebuses:Internos:Comunicansuscomponentes

dentrodelaUnidadCentralExternos:ComunicanlaUnidadcentralcon

losperiféricos

LosBuses


Líneasconductorasdehardwareparalatransmisióndedatosentreloscomponentesdel

microprocesador.Dedirecciones:circulanporellosdireccionesde

lasmemoriasalasqueaccederDedatos:circulandatos,porejemplo,desdela

memoriaRAMalaUCDecontrol:circulanseñalesparacontrolarlos

componentesdelordenador

LosBusesinternos


Selesllamatambiénpuertos(conectoresdeentradaysalida),actualmentese>endeaunificarlacomunicacióndelosperiféricosmedianteun

único>podebusexterno,llamadoUSB(UniversalSerialBusoPuertodeSerieUniversal).

Laplacabasecon>eneunciertonumerodeconectoresdeentrada/salidareagrupados.

Lamayoríadelasplacasbase>enelossiguientesconectores

LosBusesexternos


Unoodospuertosserial(denominadosCOM)permiteconectarperiféricosan>guos,u>lizado

paraconexióndelratónodelmodem.

LosBusesexternos


Envíainformacióndeunbitalavez,estransferencialentaperosuficienteparaunratón,lainformaciónquetransmiteunratónestan

pequeñaquelavelocidadnoesimportante;paraunmodemesperfecta,laslíneastelefónicasnopuedentransportarmasqueunaseñalalavez.

LosBusesexternos


DOSPS/2:esteesunpuertoserial,conconectoresdel>poMiniDIM,elcualconstapor

logeneralde6pinesoconectores.Laplacabase>eneelconectorhembra.

LosBusesexternos


Unpuertoparalelo(denominadoPRNoLPT1)tambiénllamadopuertoCentronics.

Losdatosseenvíandebyteenbyte,esdecir,los8bitsalavezatravésde8cablesenparalelo.

Paraconectarimpresorasan>guas.

LosBusesexternos


PuertosUSB:(1.1debajavelocidado2.0dealtavelocidad)lainformaciónsetransmiteenserie.Permitelaconexióndecualquierperiférico,estámuyextendidoencámarasfotográficasdigitales,

impresoras,escáneres,módems,joys>cksysimilares.

LosBusesexternos


ConectorRJ45(denominadoLANopuertoEthernet)quepermitenconectarelordenadora

unared.Correspondeaunatarjetaderedintegradaala

placabase.

LosBusesexternos


ConectorVGA(denominadoD-15)quepermitenconectarelmonitor.Esteconectorinteractúacon

latarjetagraficaintegrada.

LosBusesexternos


Conectoresdeaudio(líneadeentrada,líneadesalidaymicrófono),quepermitenconectar

altavoces,obienunsistemadesonidodealtafidelidadounmicrófono.

Esteconectorinteractúaconlatarjetadesonidointegrada.

LosBusesexternos


Conectoresquepuedenirincorporados:PuertoIEE1394oFirewire,este>podepuertofue

inventadoporAppelamediadosdelos90parasolucionarelproblemadeconec>vidady

velocidadqueexiswainclusoconelUSB1.1.Muyextendidoencámarasfotográficasyvideodigital.

LosBusesexternos


Inalámbricas:Infrarrojos(IrDa),necesitaquelosdisposi>vosesténlíneadevisión

Bleutooth,enlacederadiodebajafrecuencia,parateléfonosmóviles,ordenadores,PDA`s,

GPS…WiFi,muyextendidoenlasredesinalámbricas.

LosBusesexternos


Otrosdisposi>voscomolosdiscosdurosounidadesdeCD,DVDoBlue-raynecesitan

interactuarconelordenador,esdecir,necesitancambiarinformaciónentresí,paraellolasplacas

basedisponenbásicamentededos>posdeinterfazdedisposi>vos:

LosBusesexternos


CableEpolistónoBusparadiscosduros,UnidadesdeDiscoCompacto(CD),Unidadesde

DVDyBlue-ray.

LosBusesexternos


CableparaDiscosSATA(SerialATA2).Esunsistemacontroladordediscosquehasus>tuidoalP-ATA(estándarquetambiénseconocecomoIDE

oATA).ElS-ATAproporcionarámayoresvelocidades,

mejoraprovechamientocuandohayvariosdiscos,mayorlongituddelcabledetransmisióndedatosycapacidadparaconectardiscosencaliente(con

elordenadorencendido)..

LosBusesexternos

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