Guía Nro. 2 de Arquitectura del Computador TI - PI

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1 Guía Nro. 2 de Arquitectura del Computador TI - PI Al encender la computadora, el BIOS hace una comprobación del sistema, por ejemplo, para verificar la disponibilidad de discos duros instalados o el acceso a memoria, entre otros. (1)Los sistemas actuales constan de un BIOS programable, que puede ser actualizado mediante un software específico (2). En estos casos se dispone de una batería que mantiene la información de cada sistema concreto, mientras el ordenador o computadora permanece sin energía eléctrica (3). Muchas de las opciones del BIOS pueden ser definidas mediante un sistema de menús al que puede accederse, normalmente, mediante la pulsación de alguna tecla antes del arranque del sistema operativo (4). Así, por ejemplo, se podrán fijar factores de trabajo del hardware, tales como la secuencia de arranque desde disquete, disco duro y unidad de CD-ROM, la frecuencia de refresco de memoria y otros. 1) Cuando se enciende el computador y este comienza el proceso de arranque, la BIOS realiza un reconocimiento de todos los dispositivos que tiene conectados internamente. Una vez que se comprueba que cada uno de estos dispositivos están disponibles para trabajar con ellos se continua con el proceso de arranque hasta que la BIOS le cede el control del computador al Sistema Operativo. 2) BIOS estaba incorporado en un chip de memoria de sólo lectura (ROM) integrado en la Tarjeta Madre. Hay tres tipos de BIOS y su diferencia está en el método que se utiliza para grabarla: ROM: Sólo se puede grabar en el momento que se fabrica el chip. La información que contiene no se puede alterar. EPROM: Estos chips se pueden grabar con luz ultravioleta. En la parte superior del chip se puede apreciar una especie de ventanilla transparente, que suele estar tapada con una pegatina. Flash BIOS: Son los más utilizados en la actualidad. Estos chips se pueden grabar mediante impulsos eléctricos por lo que el propietario del ordenador la puede actualizar con un programa. 3) La información del BIOS se mantiene siempre viva, aún si se apaga la computadora, gracias al flujo constante de voltaje proporcionado por la batería de respaldo de la computadora. Si esta información se borrara cada vez que apagásemos el ordenador, tendríamos que estar continuamente configurando la BIOS 4) La BIOS posee un pequeño bloque de memoria en el que se guarda un programa que permite configurar una serie de datos relacionados a la BIOS y que se refieren a algunos recursos del sistema que son susceptibles de ser modificados por el usuario (dentro de una serie de opciones ya programadas) tales como la fecha y la hora, la configuración de los dispositivos de entrada, discos duros, lectores de CD, tipo y cantidad de memoria, entre otros. Dicho programa se conoce con el nombre de SETUP o CMOS SETUP. Este pequeño bloque de memoria RAM utiliza una tecnología denominada CMOS, que le proporciona un bajo consumo de energía que puede ser proporcionado por la pila que se encuentra en la placa base. De allí que esta memoria sea conocida por el nombre RAM CMOS. La mayoría de las características y funciones del computador dependen del Chipset sobre el que esta basada la tarjeta madre. Cualquier cosa que quiera hacer el Procesador tendrá que pasar a través del Chipset. La tarjeta madre se diseña en función del Chipset que se vaya a emplear. Se puede cambiar el Procesador, añadir Memoria, cambiar el Disco Duro, pero el computador seguirá funcionando igual, mas rápido o mas lento, pero hará las mismas cosas de la misma forma. Únicamente cambiara su 1

2 comportamiento se reemplazamos la Tarjeta Madre por una basada en un Chipset distinto. Si nos fijamos en varias Tarjetas Madre basadas en el mismo Chipset, observaremos que tienen más o menos las mismas características. Únicamente podremos encontrar diferencias notables si comparamos tarjetas madres basadas en Chipsets diferentes. Otro aspecto importante del Chipset es la evolución de su integración. En Tarjetas Madre de hace algunos años se podían encontrar varias docenas de circuitos integrados. Cada uno hacia una función determinada, o incluso eran necesarios varios chips para hacer algo. En la actualidad es posible encontrar no más de 10 o 12 circuitos integrados, de los cuales, 2 o 3 son el Chipset propiamente dicho. PROCESADOR Puente Norte PCI Express o AGP Memoria RAM Puente Sur Puertos USB Floppy Puertos SATA y PATA PS / 2 Puertos en Serie y Paralelo PCI Express x1 o PCI Forma en que interrelacionan los componentes internos del Chipset Partes de una Tarjeta Madre Ranuras o Zócalos: Mecanismo o conector físico adherido a una tarjeta madre, diseñado para que le sean insertados tarjetas ampliación o expansión Puertos: Son los puntos de conexión de un computador que permiten enlazarlo a otros dispositivos externos. Chips o Circuitos Integrados: Están compuestos por miles de componentes electrónicos que se graban y encapsulan en una pequeña pastilla para realizar alguna función Conectores o Jumpers: Pieza de plástico que funcionan como interruptores, y que interconecta dos terminales de manera temporal sin tener que efectuar una operación que requiera herramienta adicional 2

3 Ranura ISA: es una ranura prácticamente en desuso, pero presente en algunas tarjetas madre antiguas. Fue la primera ranura de expansión desarrollada para un computador. Fue creada en 1980 para la PC original de IBM. Ranura PCI: Son ranuras que brindan la posibilidad de agregar funcionalidades nuevas al computador, como son: tarjetas de red inalámbricas, más puertos USB, conectores para unidades Serial ATA, entre otras. Este, consiste en un bus estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a su placa base físicamente se lo identifica como el conector blanco (8,5 cm) Ranura AGP: es un conector exclusivo desarrollado por Intel en 1996 para agregar tarjetas de video. Fue creado para evitar los cuellos de botella que ocurrían antes al conectar tarjetas de video a las ranuras PCI. Ranura PCI Express: Es la evolución de las ranuras PCI, ya que ofrece ciertas mejoras con respecto a estas y a las ranuras AGP. Dependiendo de la velocidad del conector varía el tamaño del mismo. Este tipo de ranuras tuvo vaios nombres, tales como 3GIO, que significa 3 Generation Input / Output o Entradas/Salidas de Tercera Generación, System i/o y Arapahoe Zócalo del Microprocesador: En este se conecta el procesador, y sobre este se conecta el dispersor que se encarga de enfriar el procesador y mantenerlo a una temperatura operacional adecuada. Hay que tener en cuenta que hay diferentes tipos de zócalos y que una determinada tarjeta madre esta diseñada para soportar ciertos tipos de procesadores, de modo que no es posible conectar cualquier procesador a una tarjeta madre BIOS (Basic Input Output System, Sistema Básico de Entrada y Salida): Es un chip en el que se encuentra grabados un conjunto de programas o rutinas de arranque, verificación y configuración de la computadora. Chipset o conjunto de circuitos integrados: es un componente que coordina el intercambio de toda la información que circula por la tarjeta madre. Media entre las diferentes características de las señales de los componentes del sistema, cada una de ellas con su tipo, forma y velocidad Conectores IDE o Parallel ATA (Parallel Advanced Technology Attachment, conector paralelo de tecnología avanzada): está basada en el estándar creado por IBM en los años 80 llamado Advanced Technology Attachment. En un principio, esta tipo de conectores sólo manejaba discos duros, pero luego admitio tambien el manejo de unidades ópticas, tales como lectores de CD o de DVD Conectores IDE o SATA: (Serial Advanced Technology Attachment, conector serial de tecnología avanzada) La norma ATA no se quedó sólo en transmisión paralelo. En 2003 se introdujo esta variante en serie que se pretende reemplace prontamente a la paralelo, debido a que permite la transferencia de datos a mayores velocidades. Conector de la Disquetera: es muy similar a los Conectores PATA, solo que son de menor tamaño ya que tienen una cantidad menor de pines o contactos. Su función es la de conectar unidades de diskettes, tanto de 3 ½ como de 5 ¼, actualmente en desuso. Ranuras o Bancos de Memoria: son las ranuras donde van insertados los módulos de memoria. Estos pueden variar de dos a cuatro ranuras Pines de Conectores Frontales: Es un conjunto de pines donde conectamos el panel frontal del case, es decir los botones de encendido, reset y los leds o indicadores 3

4 Pila: suministra la energía necesaria para conservar los parámetros de la BIOS y así, mantenerla actualizada Puertos Externos: permite la conexión de perifericos que no forman parte de la carcasa o gabinete donde se alojan los sistemas principales del computador. Conectores PS/2 para Mouse y teclado: La conexión de ratón y teclado se realiza normalmente a los puertos PS2. Estos puertos tienen un código de color verde para el ratón y morado para el teclado Puerto paralelo: conocido como LPT, posee unos 25 pines y puede ser de varios colores. Generalmente es utilizado para la conexión de la impresora, aunque actualmente está siendo reemplazado por USB. Puertos para Audio: se utiliza para transportar la señal de audio analógica. Dependiendo del puerto la señal es distinta. Para distinguirla se utiliza el siguiente código de colores: Rojo Entrada mono (Micrófono) Azul Entrada estéreo (Capturadota de audio) Verde Salida estéreo (Altavoces o Auriculares) Puerto serie: también conocido como puerto COM. Consta de 9 pines y generalmente es de color azul o negro. Tiene la particularidad que transmite los datos uno tras otro (en serie) por el mismo canal.. Puerto USB (Universal Serie Bus, Bus Serie Universal): es una interfaz para transmisión de datos introducida en el mercado de los computadores para mejorar los puertos lentos como el paralelo. Su rápida aceptación fue posible a la aceptación de más de 100 periféricos a un único puerto del computador, la posibilidad de transmitir corriente eléctrica para alimentar dispositivos de hasta 5 Voltios, y a la capacidad de detección y configuración automáticas sin tener que instalar ningún hardware o software adicional. Puerto VGA: se utiliza para dar salida a la señal de video analógica, normalmente a través del monitor, mediante la tarjeta gráfica. Posee 15 pines y puede ser de color azul, blanco o negro. Puertos de Comunicaciones - Puerto RJ 11: es para uso específico del módem. - Puerto RJ 45: conocido habitualmente como Ethernet, se emplea para enlazar un equipo con otro, o bien un equipo a una red a través de un periférico de comunicaciones. 4

5 Recorrido de la información en la Computadora Dispositivo de Entrada / Puerto PS2. Tomemos como dispositivo de entrada el teclado. Cuando escribimos un texto, la información es transmitida a traves del puerto PS2. De allí es enviada al Puente Sur, que a su vez la deriva al Puente Norte; este la deposita en la memoria RAM hasta que la CPU pueda procesarla. Puente Norte. Es uno de los chips mas importantes de la arquitectura de la Tarjeta Madre; su función es conectar el procesador con la memoria RAM, el puerto AGP y el puerto PCI Express. Memoria RAM. Se denomina memoria principal porque es el area en donde se almacenan los datos temporalmente. Esto quiere decir que almacena la información y programas en ejecución para que luego puedan ser procesados por el microprocesador. Puente Sur. Su misión consiste en controlar todas las funciones de entrada y salida. Se conecta al puente Norte a través de un bus dedicado. Procesador. El microprocesador es el encargado de procesar la información y enviar la nuevamente al Puente Norte, desde donde es retransmitida hacia el dispositivo de video. La CPU se compone básicamente de 3 bloques. Por un lado tenemos la Unidad de Control, que maneja los diversos procesos de computo. La Unidad Aritmetico Lógica, encargada de las diferentes operaciones de calculo. Por ultimo existen unos registros de sistemas que se utilizan como area de trabajo interna de la CPU. Tarjeta de Video. Este dispositivo toma los datos procesados por el procesador y los decodifica en señales que son interpretadas por el monitor. 5

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