Tecnología de la Información y las Comunicaciones. Colegio Bosque Del Plata. UNIDAD 4 Hardware Procesador y Unidades de Almacenamiento.

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1 Colegio Bosque Del Plata Tecnología de la Información y las Comunicaciones UNIDAD 4 Hardware Procesador y Unidades de Almacenamiento. garcia.fernando.j@gmail.com Profesor: Fernando J. Garcia Ingeniero en Sistemas de Información Unidad 4 Placa Madre Memoria RAM Memoria tipos BIOS Ranuras de expansión Conectores internos Puertos Chipset Procesadores - estructuras, modelos y velocidad. Disco Rígido Diskettes, CDs y DVDs 1

2 Placa Madre Es una lámina fina que contiene circuitos electrónicos y conexiones para los distintos dispositivos fabricada con materiales sintéticos. Tipos: Baby-AT: 220 x 330 mm, posición determinada para el conector del teclado, los slots de expansión y los agujeros de anclaje a la caja, y un conector eléctrico dividido en dos piezas ATX: 305 x 244 milímetros, mejor ventilación, permite la instalación de más componentes, están mejor estructuradas en cuanto al cableado LPX: aprox como Baby-AT, solo 3 slots de expansión, es para cajas estrechas (15 cm alto) Placa Madre Componentes: Microprocesador y Zócalo (Socket) del microprocesador. Memorias y ranuras de memoria. La Bios. Ranuras de expansión. Conectores internos y conectores eléctricos. Conectores externos y elementos integrados variados. Chipset de control 2

3 Procesador Según sus características físicas existen: Micros de slot. Micros de pastilla. Zócalo: Es el lugar en la placa donde se conecta el procesador. Existen zócalos para slots y otros para pastillas AMD Athlon 64 Procesadores Zócalos Memoria RAM Memoria de acceso aleatorio: Es el lugar donde la pc almacena los datos de usuario, del sistema y de las aplicaciones que se están utilizando en el momento presente. La unidad de medida es el Mega-bit, indica el tamaño o cantidad de datos que se pueden almacenar. Se borra cuando apagamos. El rendimiento del computador depende en gran medida de su tamaño en Mb. Son pequeñas láminas finas de materiales sintéticas compuestas de varios chips soldados y cada una de ellas se denomina módulo 3

4 Memorias - Tipos Clasificación por los contactos: SIMM 32 contactos SIMM: (Single In-line Memory Module). Son los primeros, los módulos tenían los contactos en una sola de sus caras y podían ser de 30 contactos (los primeros), y luego de 72 contactos. Otra clasificación: SIMM 72 contactos DIMM (Dual In-line Memory Module), es el tipo de memoria que se sigue utilizando en la actualidad y reemplazo a las SIMM. DRAM (Dynamic RAM) fueron las utilizadas en los primeros módulos (en SIMM y en DIMM). Es un tipo de memoria más barata que la SDRAM y más lenta, por lo que ha dejado de utilizarse. Esta memoria es del tipo asíncronas, es decir, que iban a diferente velocidad que el sistema, y sus tiempos de refresco eran bastante altos (del orden de entre 80ns y 70ns), EDO-RAM las últimas versiones de las DRAM llego a unos tiempos de refresco de entre 40ns y 30ns. SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) son las utilizadas actualmente. Son un tipo de memorias síncronas, es decir, que van a la misma velocidad del sistema, con unos tiempos de acceso que en los tipos más recientes son inferiores a los 10ns, llegando a los 5ns en los más rápidos. Memorias Tipos SDRAM Clasificación: SDR: son los conocidos como SDRAM, aunque todas las memorias actuales son SDRAM. Son del tipo DIMM, de 168 contactos, y con una velocidad de bus de memoria que va desde los 66MHz a los 133MHz. Realizan un acceso por ciclo de reloj. Se denominan por su frecuencia, es decir, PC66, PC100 o PC133. DDR evolución de las SDR. Son del tipo DIMM, de 184 contactos y 64bits, con una velocidad de bus de memoria de entre 100MHz y 200MHz, pero al realizar dos accesos por ciclo de reloj las velocidades efectivas de trabajo se sitúan entre los 200MHz y los 400MHz. DDR2 son una evolución de los módulos DDR SDRAM. Son del tipo DIMM, de 240 contactos y 64bits. Tienen unas velocidades de bus de memoria real de entre 100MHz y 266MHz. La principal característica de estos módulos es que son capaces de realizar cuatro accesos por ciclo de reloj (dos de ida y dos de vuelta), lo que hace que su velocidad de bus de memoria efectiva sea el resultado de multiplicar su velocidad de bus de memoria real por 4. El consumo se sitúa entre los 0 y 1.8 voltios, es decir, casi la mitad que una memoria DDR. DDR3 son del tipo SDRAM DIMM, de 64bits y 240 contactos, no son compatibles con las memorias DDR2, ya que se trata de otra tecnología y además físicamente llevan la muesca de posicionamiento en otra situación. Se trata de memorias con una velocidad de bus de memoria real de entre 100MHz y 250MHz, lo que da una velocidad de bus de memoria efectiva de entre 800MHz y 2000MHz (el doble que una DDR2 a la misma velocidad de bus de memoria real), con un consumo de entre 0 y 1.5 voltios (entre un 16% y un 25% menor que una DDR2) y una capacidad máxima de transferencia de datos de 15.0GB/s. 4

5 BIOS BIOS BIOS: "Basic Input-Output System: Es un pequeño Programa incorporado en un chip de la placa base. Sirve para mantener cierta información básica en el arranque de la computadora. Es una memoria ROM es decir no se borra cuando apagamos el computador gracias a una pila de 3 voltios. Pila 3 v Ranuras de expansión Son las ranuras donde se conectan diversas tarjetas en el sistema. Ejemplos de tarjetas que se pueden instalar son tarjetas de video, audio, o red. Tipos de ranuras: ISA: Son las más antiguas, aunque hoy en día casi no se utilizan pero algunas placas las incorporan para insertar dispositivos antiguos. PCI: Son las habituales en los computadores actuales. AGP: Normalmente solo hay una porque estas ranuras son de uso exclusivo para tarjetas de video: Estas ranuras son aceleradoras de gráficos 3d. 5

6 Ranuras de expansión Tipos de ranuras para placas de Video: ISA: el conector original del PC, poco apropiado para uso gráfico; tiene un grado de aceleración insuficiente. Se uso para las primeras VGA "aceleradoras gráficas", son aquellas que aceleran la velocidad del sistema al liberar al microprocesador de parte de la tarea gráfica mediante diversas optimizaciones. VESA Local Bus: más que un slot un bus, es un conector íntimamente unido al microprocesador, lo que aumenta la velocidad de transmisión de datos. Tiene de buen rendimiento pero tecnológicamente no muy avanzada. (usada en al 486). PCI: hasta hace poco, este ha sido el estándar de las tarjetas gráficas (y otros múltiples periféricos). Suficientemente veloz para las tarjetas que no precisen una gran aceleración 3D. AGP: estándar para conexión de tarjetas gráficas, tampoco un slot, sino un puerto, pensado únicamente para tarjetas gráficas que transmitan cientos de MB/s de información, típicamente las 3D. Presenta poca ganancia en prestaciones frente a PCI, pero tiene la ventaja de que las tarjetas AGP pueden utilizar memoria del sistema como memoria de vídeo PCI EXPRESS: es una nueva arquitectura de bus cuyo ancho de banda es 3.5 veces superior a AGP8X y PCI en el PC y da como resultado una velocidad superior a 4GB por segundo en las trasferencias de datos en ambas direcciones, convirtiéndola en lo mas recomendable a la hora de adquirir una tarjeta gráfica. Conectores internos Tipos de conectores: De datos: conectan los dispositivos a la placa Eléctricos: conectan la fuente de alimentación a los dispositivos incluida la placa. Las tarjetas reciben la tensión a través de las ranuras de expansión. La fuente de alimentación proporciona tensión al computador y cada dispositivo tiene su conexión a la fuente. 6

7 IDE y S-ATA Interfaces: IDE (Integrated Drive Electronics, electrónica de unidades integradas): se utilizan para conectar a nuestro ordenador discos duros, grabadoras o lectores de CD/DVD. Estas interfaces son de bajo costo y de alto rendimiento. SERIAL ATA: son unidades que operan a mayor velocidad, tienen mayor capacidad de almacenamiento y reducen el consumo eléctrico. El cable mediante el cual la unidad se conecta a la placa base es mucho más pequeño, y así permite mejorar la ventilación. Es menos sensible a las interferencias y permite crear cables más largos. Puertos Conectores externos: Permiten la conexión a la computadora de los periféricos nombre por el que se conocen a todos los dispositivos externos como son el teclado, mouse, impresora, MODEM y scanner entre otros. La conexión de mouse y teclado se realiza generalmente a los puertos PS2, estos puertos tienen un código de color, verde para el mouse y violeta para el teclado. Actualmente también existen mouse y teclados USB. El puerto serie permite conectar dispositivos como un MODEM externo o un mouse de los antiguos. El puerto paralelo se utiliza principalmente para las impresoras y el VGA (puerto del monitor), es decir es la salida de la tarjeta de video. El puerto de Red es para conectar nuestro computador a una red, es un conector Rj45, aparentemente como el del teléfono pero mas grande. La salida de audio nos permite conectar los parlantes y el micrófono a la computadora. Puerto Firewire: tienen gran la velocidad, una amplia conectividad y admite la conexión de hasta 63 dispositivos. Recomendable para transmitir gran cantidad de datos como dispositivos multimedia (videocámara) 7

8 Chipset Es un conjunto de chips cuya finalidad es controlar algunas funciones concretas de la computadora y como interactúa el microprocesador con las memorias, puertos externos y ranuras de expansión. la placa y el chipset se deben complementar para obtener el máximo rendimiento de la computadora. Procesador es el núcleo del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores. Cuando decimos que una computadora es un Pentium IV o Celeron o Dual Core estamos haciendo referencia al procesador que lleva dicho equipo. Procesador - Componentes Intel 4004 Intel 4004: Primer procesador integrado en una pastilla. Componentes: UC (Unidad de control) es el núcleo del procesador dirige la ejecución de los programas y controla el movimiento entre memoria y ALU y las señales que circulan entre la CPU y los periféricos. ALU (unidad aritmético lógica) realiza cálculos matemáticos (suma, resta, multiplicación y división) y operaciones lógicas (igual, mayor que o menor que). Área de almacenamiento primaria: la memoria da al procesador almacenamiento temporal para instrucciones y datos. Desde el modelo 486 de Intel los procesadores incluyen una memoria interna donde almacenan los datos más requeridos. Este tipo de memoria es el más rápido y se lo conoce como memoria caché. Esto hace que el procesador reduzca el numero de accesos a la memoria principal y por tanto se reduzca enormemente el tiempo de proceso de determinados datos y aumente el rendimiento del procesador 8

9 Práctica Reconocer los siguientes componentes y describir brevemente su función: 1. Qué tipos de memoria RAM existen y como se agrupan? 2. Para qué sirve la BIOS? 3. Nombrar 3 componentes de la mother y describirlos 4. Qué tipos de mother existen? 5. Nombrar 3 procesadores 6. Para que sirve la RAM y en que unidad se mide su capacidad y su velocidad? 7. Qué diferencias existen entre SIMM y DIMM, y cual se utiliza en la actualidad? 8. Ordenar por evolución los diferentes tipos de memoria SDRAM y determinar cual fue la característica que evolucionó 9. Qué diferencia existe entre un procesador de slot y de pastilla? 10. Qué tipos de ranuras existen y para qué se utilizan? 11. Nombrar 5 tipos de puertos y para qué se utilizan 12. Nombrar los componentes del procesador y para que sirve cada uno Procesador - Estructura 9

10 Procesador Ventilador y Disipador: Sobre la placa madre fácilmente se puede observar un ventilador (cooler) que se encuentra apoyado sobre un disipador de metal. La función principal de estos 2 elementos es la de REFRIGERAR. El Disipador es una pieza que por su particular geometría presenta mucha superficie de contacto con el aire y permite que el procesador libere mucho calor a través de él.. El ventilador se encarga de retirar ese calor del procesador para enviarlo por las rendijas del ordenador al exterior de la computadora. Ventilador Disipador Procesador Procesador Modelos y velocidad Existen 2 marcas principales: Para el mercado domestico existen en general 2 marcas y cada una de ellas tiene ventajas sobre la otra. A continuación se mencionan algunas ventajas de cada una. INTEL en general tienen como ventaja que son estables y duraderos. Trabajan a menor temperatura y por lo tanto requieren de ventiladores y disipadores mas pequeños. AMD su ventaja fundamental es su precio. Velocidad: La unidad de medida para conocer la velocidad interna de un procesador es el MHertz. 3 Ghz = ciclos de reloj X segundo Ciclo de reloj = realiza una operación básica Velocidad de Bus es la velocidad de entrada y salida de los datos al procesador. Velocidad Interna + Velocidad de Bus = VELOCIDAD DE PROCESO DEL ORDENADOR 10

11 Disco Rígido Definición: Los discos duros constituyen la unidad de almacenamiento principal del ordenador, donde se almacenan permanentemente una gran cantidad de datos y programas. Constituyen la memoria de almacenamiento masivo. Esta información que almacena no puede ser procesada directamente por el microprocesador, sino que, en un paso previo, deben transferirse a la memoria central donde pueden manejarse. Las unidades de los discos duros contienen 2 o más discos {platillos) apilados sobre un eje central y aislados completamente del exterior. El sistema gira rápidamente, los mecanismos de movimiento son muy precisos y los discos una gran densidad, esto hace que la capacidad de los discos duros sea mucho mayor que la de los discos flexibles. Funcionamiento: Disco Rígido Al igual que los disquetes, los discos duros constan de cuatro componentes principales: el motor de impulsión, los cabezales de lectura y escritura, el motor paso a paso y los circuitos de control. En la parte inferior del disco duro se encuentra una tarjeta de circuito impreso circuitos de control que recibe los comandos de la controladora de la unidad, la cual es controlada a su vez por el sistema operativo. Esta tarjeta traduce esos comandos en fluctuaciones de voltaje que fuerzan el movimiento de las cabezas de lectura/escritura a través de la superficie de los platillos. Por otro lado, la tarjeta de control también asegura que el eje de esos platillos tenga una velocidad constante e informa a la unidad de cuándo debe leer o escribir sobre el disco. Un eje, conectado a un motor eléctrico de impulsión, efectúa, en ocho capas como máximo de platillos magnéticos, miles de giros por minuto (normalmente aunque, en discos duros más modernos, puede llegar a e incluso ). La composición del revestimiento magnético y la cantidad de platillos determinan la capacidad de la unidad. La unidad se mantiene a este ritmo de rotación hasta que se interrumpe el suministro de corriente, ya que llevaría demasiado tiempo situarla a esa velocidad antes de cada acceso. El dispositivo de control de las revoluciones se ocupa de verificar que el índice de velocidad no varíe en más de un 0,5%. El motor paso a paso coloca y empuja el grupo de brazos o cabezales de lectura/escritura sobre las superficies de los platillos con gran precisión. Alinea las cabezas y las pistas que están formadas por círculos concéntricos en la superficie de los platillos. Los cabezales de lectura/escritura incluidos en los extremos de los brazos en movimiento, avanzan al unísono a través de la superficie de los platillos giratorios del disco duro. Las cabezas escriben la información procedente del controlador de disco en los platillos, alineando las partículas magnétícas en la superficie de éstos. También se encargan de leer la información y detectan las polaridades de las partículas que ya fueron alineadas. Cuando el usuario o el software pide al sistema operativo que lea o escriba un determinado sector del disco, el sistema operativo ordena a la controladora del disco duro que mueva los cabezales de lectura/ escritura sobre la pista que contiene ese sector. Los cabezales sólo tienen que esperar a que ese sector pase exactamente por debajo de ellos, para leer o escribir sobre él. 11

12 Almacenamiento de información: Pendrive Evolución: Unos de los primeros medios de almacenamiento portable que existió al utilizar la PC fue el disquete que es un disco removible magnético utilizado para almacenar datos. IBM en 1971 lanza el Floppy 8 con una capacidad de 100Kb. Desde 1976 surge el 5 ¼ con una capacidad de 160 Kb a 1,2 Mb Desde 1981 surge el 3 ½ con una capacidad de 720 Kb a 1,44 Mb El sucesor PENDRIVE Este medio de almacenamiento tuvo un notable crecimiento a través de los años incrementando considerablemente su capacidad. Comenzando en 100 Mb hasta llegar a los 64Gb y en constante crecimiento. Además existen como medio de almacenamiento con las mismas características de escritura y de mayor capacidad los discos rígidos portatiles CD CD-ROM son las siglas de Compact Disc Read-Only Memory o disco compacto con memoria de solo lectura. Es un medio de almacenamiento masivo de datos que usa un láser óptico para la lectura de unos relieves microscópicos que están estampados en la superficie de un disco de aluminio recubierto de policarbonato. Las unidades de CD-ROM se evalúan por su capacidad y su velocidad de lectura. Capacidades: van desde los 650 Mb y 74 min. a los 1054 Mb y 120 min. La velocidad: una unidad de velocidad simple (1X) lee a 150kb por segundo, una de velocidad doble (2X) lee a 300kb/s y así sucesivamente. El límite de lectura/escritura es de 52X (7800 kb/s). Tipos de CD: CD Audio: para escuchar los discos compactos de música. Video-CD: para películas grabadas en este formato CD-i: es una variante de disco óptico, exclusivamente de lectura que contiene sonido e imagen además de datos. Photo-CD multisesión: para guardar imágenes procedentes de un carrete fotográfico o una memoria de una cámara digital. CD-XA y CD-XA Entrelazado: CD's que contienen archivos de audio y datos. CD-R: discos grabables, están compuestos por un soporte plástico rígido (policarbonato), al que se adosa una capa de material sensible y otra capa reflectante. 12

13 DVD DVD llamdao inicialmente Disco de Video Digital y posteriormente Disco Versátil Digital es parecido a un CD pero con una capacidad de almacenamiento que va de los 4.7 a los 17 Gb. El CD permite grabar 74 minutos, en cambio el DVD permite 9 horas de grabación digital de audio. Se amplia además, su capacidad de grabación de vídeo, que es de 133 minutos por lado con una calidad de sonido e imagen extraordinaria y constante, y sin perdida de calidad aunque se reproduzcan varias veces. Tipos y capacidades: Hay dos tipos de discos principalmente, son los DVD+ y los DVD-. Cada uno de estos tipos cuenta con sus correspondientes versiones de discos grabables (R) y regrabables (RW). Los DVD+ tienen un mejor tiempo de acceso, posicionamiento y rendimiento en general, aunque almacenan una menor cantidad de datos que los discos DVD-. Estos cuatro tipos pueden dividirse a su vez en dos grupos, según tengan una o dos capas: Una capa Una cara: DVD 5 = 4.7 Gb / 133 min. Doble cara: DVD 9 = 8.5 Gb / 266 min. Doble capa Una cara: DVD 10 = 9.4 Gb / 266 min. Doble cara: DVD 18 = 17 Gb / 481 min. Práctica 2 1. Qué diferencia existe entre la memoria primaria y principal? Cómo afecta a la velocidad de respuesta del procesador? 2. Qué es el procesador? 3. Cómo se mide la velocidad interna del procesador? 4. Qué son los Hz? 5. Qué es un ciclo de reloj? 6. Si se tiene un procesador de 2Ghz, Cuántas operaciones básicas hace en 10 segundos? 7. Cómo se mide la velocidad de proceso del ordenador? 8. Qué es la velocidad de bus? 9. Nombrar las partes principales de un disco rígido y dibujarlas. 10. Describir el funcionamiento del disco rígido. 11. Para qué sirve el disipador y el ventilador? 12. Qué tipos de diskettes existieron, qué capacidad tenia cada uno y quien es su sucesor? 13. El sucesor del diskette que capacidad puede tener y cuantos diskettes de 5 ¼ hubieran sido necesarios? 14. Qué capacidad tiene un dvd de 1 cara y cuantos cd representan? 15. Qué diferencia existe entre una notebook y una netbook? 16. Detallar 2 computadoras con procesador Intel y 2 con procesador AMD, mencionando la especificación de disco, memoria, procesador, fuente, mother y precio. Mencionar cual es mejor y por qué? 13