Mantenimiento de Equipos Informáticos

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1 Mantenimiento de Equipos Informáticos Asignatura optativa 3º I.T.I. Sistemas / Gestión Curso : 2º cuatrimestre 3 créd. de teoría + 3 créd. Prácticas Profesor: Angel de la Torre Dpto. Electrónica Desp. 110, 2ª planta Edif. Físicas, Fac. Ciencias Horario: Parte Día Hora Aula Grupo Teoría L y M Todos Prácticas Martes Lab.elect. A Martes Lab.elect. B Miérc Lab.elect. C Miérc Lab.elect. D Transparencias y guiones de prácticas en: 1

2 Programa de la asignatura Tema 1: Introducción. Equipos informáticos. Mantenimiento de equipos informáticos. Objetivos de la asignatura. Estrategia óptima de mantenimiento y reparación. El PC ( por qué el PC?). Otros equipos. Tema 2: Modelos de PC. Introducción. Chips y buses. Características del PC. Tema 3: El interior del PC. Introducción. La placa base. La unidad central de procesamiento (CPU). La memoria. Tipos de memoria. Buses. Tipos de buses. La fuente de alimentación. Periféricos. Controladores y adaptadores. Interfaces. Tema 4: Mantenimiento preventivo del PC. Introducción. Shock térmico. Magnetismo. Interferencias electromagnéticas. Descargas electrostáticas. El entorno del PC. 2

3 Tema 5: Instalación de nuevas tarjetas de expansión. Introducción. Configuración de nuevas tarjetas de expansión. Configuración software. Instalación de la tarjeta en el PC. Solución de conflictos. Sistemas Plug and Play. Tema 6: Avería y reparación del PC. Introducción. Cómo actuar ante una avería del PC. Reglas generales. Comprobación del software. Comprobación del hardware. Programas de diagnóstico. Tema 7: Desensamblar el PC. Introducción. Herramientas necesarias. Consejos generales para desensamblar el PC. Ensamblaje. Tema 8: Reparación de tarjetas y chips. Introducción. Reparar o sustituir?. Identificación de la avería. Proceso de arranque del PC. Identificación y sustitución de chips averiados. Tema 9: Memorias semiconductoras. Introducción. Tipos de memorias. Memoria estática y dinámica. Combinación de distintos tipos de memorias. Bancos de memoria. Errores y averías en la memoria. Test de memoria. 3

4 Tema 10: La fuente de alimentación. Introducción. Componentes de la fuente de alimentación. Mantenimiento de la fuente de alimentación. Ahorro de energía. Averías y reparación de la fuente de alimentación. Protección contra el ruido de alterna. Tema 11: El disco duro. Introducción. Tipos de discos. Tipos de interfaces. Parámetros característicos de un disco duro. Instalación de un disco duro Configuración. Formateo de un disco duro. Particiones. Tema 12: Organización lógica del disco duro. Introducción. Sectores absolutos y sectores DOS. Clusters. Dos Boot Record (DBR). La FAT y el directorio raíz. Subdirectorios. Estructura lógica del disco. Tema 13: Mantenimiento preventivo del disco. Introducción. Mantenimiento preventivo del hardware. Mantenimiento preventivo del software. Copias de seguridad. Virus. Detección y eliminación de virus. 4

5 Tema 14: Recuperación de datos y reparación del disco duro. Introducción. Mensajes de error. Recuperación de datos borrados. Recuperación de un disco averiado. Tema 15: Instalación y reparación de unidades de disco flexibles. Introducción. Mantenimiento preventivo. Averías de la disquetera. El futuro de las FDD. Tema 16: Dispositivos SCSI. Introducción. El sistema SCSI. Instalación física SCSI. Instalación software SCSI. Tema 17: Reparación de impresoras. Introducción. Componentes de una impresora. Mantenimiento. Problemas comunes y su reparación. La impresora láser. Tema 18: Mantenimiento y reparación de otros periféricos. Introducción Modems y puertos serie. Ratones y teclados. Adaptadores de vídeo y monitores. Tarjetas de sonido. CD-ROMs. 5

6 Bibliografía The complete PC upgrade and maintenance guide 4th edition. Mark Minasi. Ed. SYBEK, Ampliar y reparar su PC. Ulrich Schuller. Ed. MARCOMBO, PC upgrade and repare bible. Barry Press. Ed. IDG Books WorldWide Inc Introducción a la informática. Alberto Prieto, Antonio Lloris, Juan Carlos Torres. Ed. McGraw Hill,

7 Evaluación de la asignatura Examen de teoría: 40 % Prácticas: 40 % Exposición de trabajo en laboratorio Memoria de prácticas (por parejas) Trabajo libre: 20 % Cada alumno deberá entregar un trabajo sobre algún equipo informático, periférico, etc. de su elección. El trabajo puede consistir en: un análisis de las características técnicas y prestaciones comparación entre equipos de varias marcas evolución de un determinado elemento Este trabajo es individual. 7

8 Tema 1: Introducción 1.- Equipos informáticos. 2.- Mantenimiento de equipos informáticos. 3.- Objetivo de la asignatura. 4.- Estrategia óptima de mantenimiento y reparación. 5.- El PC. ( Por qué el PC?). 6.- Otros equipos. Reglas importantes. 8

9 1.- Equipos informáticos. Qué es un equipo informático? Los equipos más comunes: PCs. En determinados contextos, otros equipos: terminales TTY estaciones de trabajo super-ordenadores Es usual encontrar ordenadores conectados en red. El mantenimiento no se limita a los ordenadores: hay que mantener también: La interconexión: red, tarjetas, concentradores, routers... Los recursos compartidos: impresoras, escaners, grabadoras, sistemas de back-up... Periféricos de los distintos ordenadores: Almacenamiento datos: HD, CDROM, floppy, cinta, zip... Audio, P serie, P paralelo, SCSI, monitor, módem... Impresoras, escaners... Hardware de uso específico. Software: Drivers Aplicaciones 9

10 Contexto en el que se utilizan los equipos informáticos. (Uso de los equipos y necesidades). Ejemplos: Sistema informático doméstico. Secretaría de un instituto de bachillerato. Administrativos de un centro público. Empresa con muchas oficinas distribuidas. Empresa de desarrollo tecnológico. Laboratorio de informática. Facultad o Escuela. Grupo de investigación. Instituto de investigación. Características del sistema: Número de equipos. Número de usuarios. Formación de los usuarios. Necesidades de los usuarios. Presupuesto. La estrategia óptima de mantenimiento es diferente dependiendo de los equipos / sistemas informáticos y el contexto en el que se van a utilizar. 10

11 2.- Mantenimiento de equipos informáticos. Mantenimiento preventivo: Hábitos que evitan problemas. Alargan la vida de los equipos (nada es eterno). Reducen el riesgo de problemas. Reparación de averías. Evitar perdidas irreparables. Ampliación de los equipos / sistemas: Nuevos puestos. Nuevo hardware. Nuevo software. Actualización: mejorar la eficiencia. Reestructuración del sistema (optimización de recursos). Criterios de mantenimiento. 3.- Objetivos de la asignatura. Decisiones adecuadas con respecto al mantenimiento. Responsable del mantenimiento del sistema ( system manager ) (usuarios, permisos, red... no) Funcionamiento de los equipos. Adecuar a necesidades y recursos Prevenir problemas Solucionar problemas Decisiones adecuadas de mantenimiento Conocimiento de los equipos informáticos y sus problemas 11

12 4.- Estrategia óptima de mantenimiento y reparación. Qué se puede mantener y qué no? Qué se puede reparar y qué no? Factores a tener en cuenta: Costes de mantenimiento y reparación. Necesidades. Presupuesto. Precio de los equipos y periféricos. Evolución de los precios y las prestaciones. Vida del producto. Vida eficaz del producto. Panorama hace 10 años y ahora. Importante: Conocer el equipo. Conocer las características y prestaciones de los distintos elementos. Conocer los precios. 5.- El PC. ( Por qué el PC?). Tendencia a imponerse los sistemas basados en PC. Ámbito del PC hace 10 años y ahora. Razones por las que se ha impuesto el PC. Ejemplos. Más documentación. Más modularidad. Equipos más flexibles. Gran parte de los conocimientos se pueden extender a otros equipos. 12

13 6.- Otros equipos. Equipos que se van a poder mantener / reparar / ampliar: PC y periféricos. Otras arquitecturas (Macintosh, etc.) y periféricos. (S.O.). Estaciones de trabajo y periféricos (S.O.). Super-ordenadores y periféricos (S.O.). Elementos de red: concentradores, routers, etc. Reglas importantes: Sobre seguridad: Elementos muy peligrosos: Interior del monitor. Interior de la fuente de alimentación. Sobre mantenimiento ampliación y reparación: Valorar: Costes. Necesidades. Prestaciones de los equipos a adquirir y utilidad. Perspectivas para el futuro (posibilidad de ampliación) Tendencia en la evolución de los equipos informáticos: prestaciones precio Elementos que limitan el funcionamiento de los equipos: cuellos de botella. 13

14 Tema 2: Modelos de PC 1.- Introducción. 2.- Chips y buses. 3.- Características de los PCs. 1.- Introducción. Antes de afrontar el mantenimiento, ampliación o reparación del PC es importante conocer su anatomía: Qué partes tiene el PC? Qué importancia tiene cada una de las partes? Qué es un PC? Qué tienen en común todos los PCs? En qué se diferencian los PCs? Software compatible. Software no compatible. Hardware no compatible. Cuál es la parte más importante del PC? PC como conjunto de piezas ensambladas. Compatibilidad esencial. Lo que condiciona la compatibilidad: Software: Chips Hardware: buses 14

15 2.- Chips y buses La CPU determina el tipo de software que puede usarse. El PC se construye alrededor de la CPU, desde el punto de vista del software que se puede utilizar. Familias de CPU en PC: 8088 / 8086 / / / / Pentium / P6 Qué define una familia? Software común. Diferencias dentro de una familia: velocidad. Incompatibilidades de software. Causa Los buses determinan el hardware que puede usar el PC. Puedo conectar una tarjeta de expansión en el PC y hacerla funcionar? Primeras arquitecturas: Bus ISA (Industry Standard Architecture). El 80% de los PCs disponen de bus ISA. Limitaciones de bus ISA. Otros buses: MCA: Micro Channel Architecture. VESA Local Bus: Video Electronics Standard Association. EISA: Extended Industry Standard Architecture. PCI: Peripheral Component Interconnect. PCMCIA: Personal Computer Memory Card Industry Association (portátiles) 15

16 Importante cuando se adquiere una tarjeta: comprobar que puede conectarse al bus. Una tarjeta MCA no puede conectarse a un bus PCI. Descripción mínima del PC: Chip y bus: 8086 con ISA Pentium con PCI 3.- Características de los PCs. Anatomía del PC. Hay más elementos y características además de los Chips y buses: BIOS, tarjeta de vídeo, puerto paralelo, etc. Por qué son menos importantes? Características Ejemplos Comentarios CPU Cantidad de memoria que se puede direccionar Pentium... Software que se puede ejecutar Bus BIOS 8 ISA, 16 ISA 16 ó 32 MCA, PCI, etc. AMI, IBM, Compaq, Phoenix Velocidad del sistema Posibilidad de conectar tarjetas de expansion Velocidad CPU 3 MHz 1 GHz Velocidad del sistema Tarjeta video MDA, CGA, EGA, VGA BIOS (Basic Input/Output System) Software de bajo nivel. Puede afectar a aspectos de compatibilidad Compatibilidad de software Velocidad de transferencia de datos a pantalla Sustitucion casi siempre posible Forma de gestionar información de video (CPU o tarjeta de video) Puerto Paralelo Unidireccional Bidireccional Interface impresoras Otros periféricos Puerto Serie UART 8250, 16450, UART: chip alrededor del que se implementa el puerto serie, modem interno, etc. Velocidad. Memoria 640 KB... MB RAM (Random Access Memory Convencional, extendida, expandida. Limitaciones 16

17 Características Ejemplos Comentarios Reloj del sistema En placa base En tarjeta Hard Disk Interface ESDI, SCSI, IDE Conexión entre controladora de disco y el disco. Mayoría SCSI o IDE Teclado XT, AT Chip que controla el teclado. Teclado con conmutador. Floppy Disk Drive 5.1/4 3.1/2 Num. slots Cuantos más mejor (más tarjetas expansión) Configuración Interruptores Configurar el PC, HD, memoria... CMOS Num. IRQ 8 ó 16 Interrupciones (núm y tipo de expansiones) Num. canales DMA 4 u 8 Direct Access Memory. (núm y tipo de expansiones) Tarjeta de sonido 8 16 bits MIDI, Adaptador SCSI Lector de CDROM Tarjeta de red Impresoras Wave table SCSI I, SCSI II normal, fast, wide, fast-wide Ethernet token-ring, etc Interface para hardware universal: HD, CDROMs, cintas, escaners... 17

18 Tema 3: El interior del PC 1.- Introducción. 2.- La placa base. 3.- La Unidad Central de Procesamiento CPU. 4.- La memoria. Tipos de memoria. 5.- Buses. Tipos de buses. 6.- La fuente de alimentación. 7.- Periféricos. Controladores y adaptadores. Interfaces. 18

19 1.- Introducción. El PC es un equipo modular. Esto lo hace fácil de mantener y de reparar (más que TV). Ante un problema hardware: la solución es localizar y reparar/sustituir el componente defectuoso. Primer paso para solucionar problemas: identificar los elementos del PC (hay muchos modelos distintos). Principales elementos del PC: Placa base (system board o motherboard): CPU. Bus. Slots (ranuras o zócalos de expansión). Memoria. Reloj del sistema. Coprocesador numérico. Adaptador de teclado. Fuente de alimentación. Controladoras (de teclado, de FDD, de HD, etc.). Teclado, FDD, HD, CD-ROM, etc. Tarjeta multifunción (puerto serie RS-232, puerto paralelo, calendario/reloj). 19

20 2.- La placa base. Es un circuito impreso que contiene los elementos esenciales del ordenador: CPU, ROM, RAM, coprocesador, buses, reloj del sistema, slots de expansión, etc. Excepciones: Placas Back-plane: un circuito impreso con slots y sin ningún integrado. La CPU, RAM, ROM, etc. Van en tarjetas que se insertan en la placa base. Placas base sin slots: ademas de los elementos de las placas base usuales, incluyen también los controladores, puertos, etc. Ejemplos de placas base. 20

21 3.- La Unidad Central de Procesamiento (CPU) Características de la CPU. Es el chip que ejecuta las instrucciones de los programas. Es el corazón del PC. La CPU determina la capacidad del ordenador. Características esenciales de la CPU: Velocidad: número de microinstrucciones que realiza por segundo (Mhz). Eficiencia del microcódigo: número de ciclos de reloj invertidos en cada operación. Tamaño de registros: número de bits con los que puede operar en una instrucción. Tamaño de la entrada de datos: número de bits que puede leer del bus en una operación. Coprocesador numérico: algunas CPUs pueden realizar operaciones en punto flotante directamente. Número de pipelines de instrucciones: número de instrucciones que puede realizar simultáneamente. Caché interna: RAM de alta velocidad dentro de la CPU. Memoria direccionable: Tamaño de la RAM que puede direccionarse con la CPU (MB). 21

22 3.2.- Velocidad de la CPU. La CPU es una máquina secuencial síncrona: Utiliza pulsos de un reloj externo que marcan el ritmo de las operaciones lógicas a realizar. La señal de reloj sincroniza todos los elementos del PC: acceso a bus, lectura o escritura en memoria, etc. La velocidad del reloj está limitada. Si es excesiva la CPU no funciona correctamente. Por qué?. Con otros elementos es similar. En los primeros PCs, la CPU era el circuito más complejo y el más lento. La CPU determina la velocidad del sistema. La velocidad del PC es la velocidad del reloj en la placa base. Apple II: 2 MHz. PC-XT: 4.77 MHz. PC-AT: 6 MHz, 8 MHz... La velocidad de la CPU es una medida de la velocidad del sistema. En principio, a mayor velocidad de CPU, mayor velocidad del sistema. Sin embargo: Se ve influenciada por otros elementos (HD, RAM, etc). CPU rápida con HD lento. Comparación: XT (1983) / Pentium (1994) CPU 300 veces más rápida y periféricos unas 10 veces más rápidos; va entre 20 y 40 veces más rápido, según aplicaciones ( no 300 veces!!). Elección entre CPU rápida y periférico rápido. 22

23 3.3.- CPUs rápidas: duplicadores y triplicadores de frecuencia. Primeros PCs: el circuito más lento es la CPU. Evolución de la frecuencia de reloj: 4.77 Mhz; 6 MHz; 8 MHz; 12 MHz: periféricos incompatibles. 16 MHz; 20 MHz; 25 MHz; 33 MHz; 40 MHz; 50 MHz; 66 MHz: la RAM es lenta. Solución: duplicador de frecuencia de reloj. Placa a 25 MHz: 80486DX DX2-50 (vel. ext.: 25 MHz; vel. int. 50 MHz) Placa a 33 MHz: 80486DX DX2-66 (vel. ext.: 25 MHz; vel. int. 50 MHz) Comparación: 80486DX DX DX-50 Triplicadores de frecuencia de reloj: 80486DX4-75 (de 25 MHz a 75 MHz; caché: 16 KB) 80486DX4-100 (de 33 MHz a 99 MHz; caché: 16 KB) Pentium 150 (de 50 MHz a 150 MHz) CPUs a frecuencia 1 y medio. Pentium originales: P54C: 60 MHz y 66 MHz 90 MHz y 100 MHz (con reloj interno a frec. 1.5 del externo). Velocidad y temperatura: La conmutación de transistores genera calor. A mayor velocidad, mayor disipación. Los Pentium 60 y 90 son series que no superaban control de calidad (se calentaban demasiado). 23

24 Voltaje y temperatura: disipación proporcional a V 2 : Las primeras CPUs alimentadas con 5 V. A partir de 80486DX4, con 3.3 V (disipan la mitad). Pentium overdrive (actualización de 486 a Pentium) es una CPU con reloj interno a 2.5 la frec. del externo Eficiencia del microcódigo. Para mejorar la velocidad: Más instrucciones por segundo (aumentar frecuencia) Uso más eficiente de la CPU (que haga lo mismo con menos ciclos de reloj). Mejora de la eficiencia del microcódigo: 8088 / son idénticos salvo en la eficiencia del microcódigo. División entera requiere 70 ciclos / 25 ciclos / 80486: MOV AX BX: 2 ciclos / 1 ciclo. Canalización de instrucciones (instruction pipelines) Descomposición del pipeline (en 5 pasos) Captura de instrucción Decodificación Captura de operandos Ejecución de instrucción Escritura de resultados Otros microprocesadores en mas pasos: Cyrix M1 (7); AMD K5 (6); NexGen Nx586 (7); P6 (14). Algunas CPUs soportan la ejecución simultánea de varios pipelines (Pentium, P6, RISC). 24

25 3.5.- Tamaño de palabra. Registros: zonas de memoria de la CPU para almacenar datos. Tamaño de palabra: núm. de bits de los registros. Importancia. 8088, 8086, 80188, 80186, 80286: 16 bits 80386, 80486, Pentium: 32 bits Entrada de datos (data path). Transferencia de datos entre RAM y CPU. Lo ideal es que la ventana de entrada/salida de datos tenga el mismo tamaño que los registros (1977) y 8088 (1978): diferencias del data path (16 bits / 8 bits). MOV AX <= 0200 (2 ciclos en 8088 y 1 ciclo en 8086) ventajas y desventajas del data path de 16 bits (16 bits), 80386DX (32 bits), 80386SX (16 bits). El lo fabricaban AMD (Advanced Micro Devices), Fairchild, Siemens bits de registro y entrada de datos como una CPU revolucionaria (32 bits de registro y de entrada de datos). Problema por encarecer la placa base. Sale la versión 80386SX con 32 bits de registro y 16 de entrada de datos. 25

26 3.7.- Memoria caché interna. Importancia de que la memoria sea rápida. Arquitecturas de memoria: Dynamic RAM (DRAM): más simple, barata y lenta Static RAM (SRAM): más compleja, cara y rápida Diseñar toda la RAM de tipo SRAM sería bueno (se podría acceder a la velocidad de la CPU) pero sería carísimo. Solución: RAM masiva de tipo DRAM. Una pequeña parte de tipo SRAM (caché). Algunas CPUs incorporan caché: caché interna o L1. A veces se ponen chips de caché en las placas base ( KB de SRAM externa o L2): 486: 8 KB L1 486DX4: 16 KB L1 Pentium: 16 KB L1 (8+8, no write-back,busq./pred.) P6: 16 KB L KB L2 Chips caché ext KB L Coprocesador numérico (o Matemático). Para realizar operaciones en punto flotante.mejora eficiencia en programas con mucho cálculo. Funciones transcendentes (seno, coseno... log..) 20 veces más rápido con coprocesador / SX 80387SX ó DX 80387DX ó DX incorporado 80486SX 80487SX (es un 80486!!) Pentium incorporado 26

27 , Pentium y P : 80486DX = 80386DX DX + 8KB L SX = 80486DX con coprocesador anulado 80487SX = 80486DX con pines cambiados Pentium: Pentium = 80486DX SX + 16KB L1 Caché mejorada (8KB para datos + 8KB para instrucciones) Un solo coprocesador (más barato, más frío, más pequeño) 2 pipelines. Procesamiento en paralelo automático (si puede). Registros de 32 bits; entrada de datos de 64 bits. Pentium Overdrive: (para actualizar 486 a Pentium): P6: Pentium con entrada de 32 bits. Caché L1 (16KB) y L2 (256KB) 3 pipelines Instrucciones descompuestas en 14 sub-instrucciones reordenables Memoria direccionable. Depende del número de patillas de la CPU destinadas a direccionar memoria (del número de bits dedicados a direccionamiento): Num bits mem. direccionable CPUs 16 bits: 64 KB = B Previas a PC 20 bits: 1024 KB = 1 MB bits: 16 MB SX 32 bits: 4096 MB = 4 GB 80386DX y posteriores 27

28 Características de las CPUs. CPU Freq. Ext. MHz Freq. int/ext Reg. bits Data path bits pipel Mem. direc. MB copr cache KB Compat INTEL no no no no no no no no DX no no SX no no DX si SX no DX si DX si Pentium si si si CYRIX 80486slc no 1 386SX 80486slcX no 1 386SX 80486DLC no 1 386DX 80486DX si 8 486DX 80486DX si 8 486DX (1978): Chip de 40 pins empaquetado DIP (dual in-line package). Unos transistores / 80186: Empaquetado PGA (pin grid array) cerámico. Código optimizado (1981): Empaquetamiento PGA ó PLCC (plastic leadless chip carrier). Unos transistores (algunos con radiador). 28

29 80386DX y 80386SX (1985): Unos transistores en PGA. Multitask dosprograming (Windows, OS/2). 32 bits direccionamiento de memoria: 4096 MB. 32 bits datos: bus más potente MC, EISA, VLB, PCI SX: entrada de 16 bits y PLCC (DX, SX, DX2, DX4): Aproximadamente 1.25 Millones de transistores. Consta de: 386DX (controladora cache) + cache 80486SX es una herramienta de marketing: coprocesador deshabilitado, velocidad limitada a 20 MHz DX2: con duplicador de frecuencia de reloj DX4: con triplicador de frecuencia y caché ampliada SLC y 80486DLC (de Cyrix): Son 386 con 1KB de caché. Pentium (1993) Aproximadamente 3.1 Millones de transistores. Voltaje reducido a 3.3 V. Una combinación de dos 486 con analizador de código, capacidad de procesamiento en paralelo y diseñado para trabajar en paralelo con otros Pentium. Imitaciones de Pentium: M1 (Cyrix) 2 pipelines desarrollados en 7. Puede desordenarlos. Data-forwarding: deja el resultado de una operación accesible. K5 (AMD) 4 pipelines ejecutados en 6 pasos. Data forwarding. Nx586 (NexGen) No soporta operaciones en punto flotante. Incompatible con pins del Pentium y a 4 V (placa base distinta). 29

30 P6: 3 pipelines desarrollados en 14 pasos desordenables. x86 compatible. 2 CPUs: RISC CPU. x86 CPU. 2 Cachés: L1 (de 16 KB) L2 (de 256 KB) Unos 20.5 millones de transistores en total: 5.5 millones para las CPUs. 15 millones para las memorias caché. Tamaño de transistores pequeño: Pentium: 0.8 micras y 0.6 micras. P6: 0.6 micras y 0.4 micras (en 1996). Esto permite un consumo razonable con 20 millones de transistores. 30

31 4.- La memoria. Tipos de memoria. La memoria sirve para almacenar datos y programas. En los primeros ordenadores es sencilla: RAM (Random Access Memory). ROM (Read Only Memory). Primeros ordenadores: 1K, 4K,... 48K, 64K... Primeros PC (8088 / 8086) 640 KB de RAM. Ahora es más complicada: Memoria convencional, memoria extendida, memoria expandida o LIM. Causa: Falta de planificación (se pensó que con 640 KB sobraría). Necesidad de mantener compatibilidad. Memoria en los ordenadores: Memoria principal (RAM). volátil. poca cantidad (típico 2% - 4% de capacidad HD). rápida (respuesta en algunos ns). Memoria secundaria (HD): no volátil. mayor cantidad que RAM (800 MB / 16 MB). lenta (tiempos de respuesta unas veces mayores). Dónde está la RAM? En chips (hileras de chips en la placa base). En módulos SIMM (de 30 o de 72 pins) (Single In-line Memory Module). En tarjetas de memoria. 31

32 4.1.- Organización de la memoria: familia El 8086 y 8088 dispone de un bus de direcciones de 20 bits. Es capaz de direccionar 2 20 = 1024 K = 1M direcciones de memoria. Los primeros PC salen con 640 KB de memoria en En esta época era mucha memoria comparado con los ordenadores que había en el mercado. Se consideró que sería suficiente. El PC tuvo demasiado éxito y se desarrolló mucho software que luego se quiso que los siguientes procesadores fueran compatibles con el software. Esto ha hecho que el mapa de memoria del 8086 condicione todos los demás procesadores. Representación de las direcciones: con 20 dígitos binarios con 5 dígitos hexadecimales: desde hasta FFFFF K 768 K 640 K 0 K Mapa de memoria del K 128 K 256 K Área reservada RAM de video Memoria convencional (RAM) FFFFF C0000 BFFFF A0000 9FFFF

33 Memoria convencional Programas y datos Programas TSR Command.com (shell) Drivers 640 K DOS 1 K Vectores de interrupciones Vectores de interrupciones: punteros a drivers y software en ROM para usar hardware. DOS: tamaño variable (versión y config.sys). Drivers: programas para que el S.O. use hardware. Los drivers se cargan en el config.sys con DEVICE=. Importantes en mantenimiento. Command.com: shell o intérprete de comandos. TSR (Terminate and Stay Resident) programas residentes (doskey, antivirus, cache disco, compresión de disco, protocolos de red). Ventajas e inconvenientes. Programas de usuario (programas y datos): lo que queda hasta 640 KB. Compatibilidad con DOS exige respetar este mapa. 33

34 RAM de vídeo Tarjeta de vídeo: interface entre CPU y monitor. RAM de vídeo: compartida por CPU y por tarjeta. Utilizada para transferir datos de la CPU a la tarjeta. Direccionada por la CPU. Para poner datos en pantalla la CPU escribe en la RAM de vídeo y la tarjeta lo interpreta como texto o como gráficos y escribe en el monitor En los primeros PCs se reservaron direcciones para 128K para la tarjeta de vídeo (de A0000 a BFFFF). Compatibilidad con PC supone respetar esto. Tarjeta RAM Direcciones ROM Direc. ROM MDA (Monochrome Display Adapter) 4 K B0000-B1000 (4 K) CGA (Color / Graphics Adapter) 16 K B8000-BC000 (16 K) EGA (Enhanced Graphics Adapter) 256 K A0000-BFFFF (128 K) 16 K C0000-C3FFF VGA (Video Graphics Array) 256 K A0000-BFFFF (128 K) 24 K C0000-C5FFF Super VGA... MB A0000-BFFFF (128 K)?????? Mapa de memoria de vídeo Área reservada Área RAM vídeo 768 K 736 K 704 K 640 K 32 K 64 K 32 K ROM de video Área texto EGA, VGA... Área texto monocr. (MDA) Área gráficos EGA VGA SVGA C0000 BFFFF B8000 B7FFF B0000 AFFFF A

35 Cómo direccionar 256 K (o más) con 128 K de direcciones? Paginación de memoria. En EGA y VGA los 256 KB se organizan en 4 páginas de 64 KB (blue, green, red, intensity). La paginación permite acceder a mucha memoria con pocas direcciones (pero es lento). Super-VGA: no es estandard. Mucha más memoria. Aceleradores gráficos. Área reservada de memoria Direcciones reservadas por la CPU para: La ROM del sistema (BIOS) (software que no cambia). Buffer y frames: Memoria de tarjetas de expansión (RAM y a veces ROM de las tarjetas). RAMs y ROMs: RAM (Random Access Memory): Puede leerse y escribirse. Es volátil. Contiene datos y programas con los que trabajan la CPU y las tarjetas. ROM (Read Only Memory): No puede escribirse (si escribimos no ocurre nada). No es volátil. Contiene software esencial para utilizar tarjetas o para usar la placa base. Normalmente escrita por el fabricante de la tarjeta o la placa base. 35

36 ROM del sistema: BIOS (Basic Input Output System). Suele ser uno o dos chips en la placa base. Grandes, 24 o 28 pins. Encapsulado DIP. Contiene programas específicos de bajo nivel para poder utilizar la placa base y el hardware. Los vectores de interrupciones de la zona baja de la RAM apuntan a estos programas. El software se comunica con el hardware a través de los programas de la BIOS. (No se comunica directamente; lo hace a través de la BIOS). La BIOS es muy importante porque determina (y limita) la compatibilidad del sistema. Si la BIOS es compatible, el acceso a las tarjetas y periféricos por el software es independiente del hardware. Fabricantes de BIOS (han escrito BIOS muy compatibles facilitando el desarrollo de hardware y software compatible): IBM Phoenix Software Award Software American Megatrend Incorporated (AMI) La BIOS tiene que ser direccionada. Se direcciona con direcciones del área reservada (normalmente de la parte alta). Versión de la BIOS. Num. serie o fecha. Necesidad de actualizarla (para nuevos dispositivos o tarjetas o buggs). Flash RAM: BIOS en unos chips que permiten modificaciones. Actualización sin necesidad de sustituir chips (muy importante en portátiles). Inconvenientes (virus y errores). Plug-and-play. 36

37 Buffers o frames: Memorias en tarjetas de expansión (RAM y a veces ROM) a las que accede la CPU y la tarjeta. Similar a la RAM de vídeo. Se direccionan en el área reservada. Tarjetas con buffers direccionados por la CPU en el área reservada: Tarjetas de red (LAN, Ethernet) ROM de tarjetas de vídeo Controladoras de disco duro EIDE y SCSI Tarjetas de escaner Memoria expandida No todas las direcciones del área reservada de memoria están utilizadas. Dependiendo de las tarjetas instaladas hay más o menos direcciones vacías Memoria extendida. Principal limitación del 8086: la cantidad de memoria direccionada (1 MB). En 1978 comienza el desarrollo del 80286: asequible (para competir con otros minicomputadores) potente (para competir con supercomputadores) compatible con 8086 (para aprovechar el éxito comercial) Mantener la compatibilidad requiere mantener el mapa de memoria de la familia Al aumentar la memoria, a la memoria por encima de 640 KB hay que darle un tratamiento distinto: memoria extendida: no se puede direccionar en las direcciones A0000-FFFFF (porque es el área de vídeo y reservada) se direcciona a partir de

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