Estructura de un Ordenador

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1 Estructura de un Ordenador 1. Unidad Central de Proceso (CPU) 2. Memoria Principal 3. El Bus: La comunicación entre las distintas unidades 4. La unión de todos los elementos: la placa Base Estructura de un Ordenador 1

2 Estructura de un Ordenador MEMORIA MASIVA MEMORIA PRINCIPAL Datos e instrucciones ENTRADA UNIDAD DE CONTROL ALU Unidad Aritmético Lógica SALIDA PROCESADOR CENTRAL (CPU) Estructura de un Ordenador 2

3 Unidad Central de Proceso Función: realiza las operaciones más importantes, además de sincronizar el funcionamiento del resto de unidades. Es el cerebro del ordenador. Componentes: Unidad Aritmético-Lógica (A.L.U.) Unidad de Control (U.C.) Denominación: C.P.U. Procesador Microprocesador (todo integrado en la misma pastilla) (ALU, UC, memoria caché, coprocesador matemático (FPU)) Estructura de un Ordenador 3

4 Microprocesador Parámetros principales: Frecuencia de reloj: es la velocidad a la que trabaja un microprocesador (medida en MHz o GHz). Longitud de palabra: especifica el tamaño o número de bits de los datos con los que opera la ALU. Memoria interna: registros, caché de prime nivel (L1) y la caché de segundo nivel (L2). Buses internos: capacidad línea de comunicación interna. Repertorio de instrucciones: CISC o RISC. Paralelismo a nivel de instrucción: posibilidad de simultanear la ejecución de varias instrucciones a la vez Tecnología de integración: indica la distancia mínima entre los elementos que componen un transistor. Estructura de un Ordenador 4

5 Microprocesador Compatibilidad: Dos microprocesadores son compatibles si el software escrito para uno de ellos puede ser ejecutado en el otro. Ejemplo: la familia de microprocesdores de Intel y AMD son compatibles, no con los de PowerPC (utilizados en Macintosh). Rendimiento: Velocidad con la que el procesador manipula la información. El rendimiento global viene determinado por la velocidad del reloj, la arquitectura del procesador, el tamaño de la palabra de CPU Estructura de un Ordenador 5

6 Microprocesador Overclocking: La práctica de poner a trabajar a un micro por encima de su velocidad estándar. Su éxito depende de la calidad del sistema de refrigeración que empleemos. Sistema multiprocesador: Aquel que tiene más de un procesador y éstos pueden estar trabajando en paralelo. Estructura de un Ordenador 6

7 Evolución de Microprocesadores Familia Intel AMD Modelo (DX, SL, SX) (SX, DX, DX/2/4) Pentim Pentium Pro Pentium II Celeron (Mendocino) Pentium III Pentium IV K5 K6 (2, III) Duron Athlon (Thunderbird, XP) Estructura de un Ordenador 7

8 Memoria Principal Función: unidad donde se almacenan los datos y los programas. Celda de memoria (bit) Palabra de memoria Acceso a nivel de palabra Dirección de memoria = posición asociada a cada palabra Parámetros: Tiempo de Acceso Tiempo de Ciclo Ancho de Banda Estructura de un Ordenador 8

9 Memoria Principal Tipos RAM (Random Access Memory): Memoria de acceso directo Memoria de lectura/ Escritura Volátil Almacena programa y datos para ejecutarse Tecnología: DRAM (DDR SDRAM o DDR) ROM (Read Only Memory) Acceso Directo Memoria de sólo lectura Programas de encendido, carga S.O y BIOS (actualmente en una memoria flash) Caché Acelera la transferencia de datos con la CPU. Tecnología: SRAM Estructura de un Ordenador 9

10 Memoria Jerarquía de Memoria Capacidad Tiempo de acceso Registros CPU Caché Nivel 1 Caché Nivel 2 RAM M. Masiva Precio Ancho de Banda Memoria Virtual: Técnica de Gestión de memoria Estructura de un Ordenador 10

11 Buses Bus: camino para el flujo de información entre los distintos elementos que forman el ordenador. Transmisión: Serie Paralelo Tipos según el tipo de información: Bus de Datos: datos e instrucciones Bus de Direcciones: dirección de memoria o periférico (n bits direccionan 2 n ) Bus de Control: señales de estado y control Estructura de un Ordenador 11

12 Buses Tipos según el nivel de jerarquía Buses internos Buses de placa Buses dependientes del equipo: (bus local, FSB) Buses independientes del equipo: Buses de expansión: (PCI) Buses dedicados: (IDE o SCSI, AGP, ATA, Serial ATA) Buses externos: (interfaz paralelo, el serie, el bus USB, Firewire/IEEE1394) Estructura de un Ordenador 12

13 Buses Procesador Bus local Cache Memoria principal Controlador local de E/S Bus del sistema Interfaz con Red SCSI el bus de expansión Modem Serie Bus de expansión Jerarquía de buses antigua Estructura de un Ordenador 13

14 Buses Jerarquía de buses actual Estructura de un Ordenador 14

15 La Placa Base Es el elemento al que se conectan todos los demás componentes. (ATX) Estructura de un Ordenador 15

16 La Placa Base Zócalo de microprocesador: PGA: son el modelo clásico, usado en el 386 y muchos 486 ZIF: Zero Insertion Force (socket), Slot 1 y Slot A Estructura de un Ordenador 16

17 La Placa Base Zócalos de memoria: lugar donde se conectarán los módulos (conjunto de chips) de memoria RAM Módulos SIMM y DIMM (actuales) Estructura de un Ordenador 17

18 La Placa Base Chipset: Conjunto de chips que se encargan de controlar las funciones de los buses y los dispositivos conectados a ellos (CPU, memoria principal y caché, tarjetas, ). Estructura de un Ordenador 18

19 La Placa Base La BIOS: Programa que se encarga de dar soporte para manejar ciertos dispositivos denominados de entrada-salida (Input- Output). Físicamente se localiza en un chip como el de la imagen. Estructura de un Ordenador 19

20 La Placa Base SETUP de la BIOS: Utilidad para configurar muchos parámetros del equipo (tipo de disco duro, la fecha y hora del sistema, etc.) CMOS: Memoria donde se guardan dichos parámetros Es de muy bajo consumo y está mantenida con una pila cuando el ordenador está desconectado. Estructura de un Ordenador 20

21 La Placa Base Slots para tarjetas de expansión (Bus de expansión): Donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de video, de sonido, de red,.) Ejemplos: Ranuras ISA Ranuras Vesa Local Bus (se deja de usar a partir de los Pentium) Ranuras PCI Ranura AGP (vídeo) Tendencia en la placas actuales a tener el mayor número posible de PCI, alguna ISA por compatibilidad con tarjetas antiguas y uso de AGP para el vídeo. Estructura de un Ordenador 21

22 La Placa Base Memoria Caché: Memoria muy rápida que se utiliza de puente entre el microprocesador y la memoria principal o RAM. Tipos: Interna o de primer nivel (L1) Externa o de segundo nivel (L2) (Actualmente ambas integradas en la CPU) Estructura de un Ordenador 22

23 La Placa Base Conectores Externos (Puertos): Conectores para periféricos externos como ratón, teclado, impresora Estructura de un Ordenador 23

24 La Placa Base Conectores Internos: Conectores para dispositivos internos, como puedan ser la disquetera, el disco duro o el CD- ROM. Estructura de un Ordenador 24

25 La Placa Base Slots para tarjetas de expansión (Bus de expansión) (tarjeta de vídeo, sonido, red, ) Conectores externos (Puertos) (teclado, ratón, impresora, ) PCI AGP Teclado Puerto Paralelo (LPT1) Puertos Serie (COM o RS232) Puerto para ratón PS/2 Puerto de juegos Puerto VGA USB Firewire Estructura de un Ordenador 25

26 La Placa Base IDE/ATA original Conectores internos (disquetera, disco duro, CR-ROM, ) Tecnología inalámbrica IDE EIDE(ATA-2/Fast ATA) UDMA (Ultra ATA, Ultra EIDE) SCSI WI-FI S-ATA BLUETOOTH Estructura de un Ordenador 26

27 La Placa Base En las placas base modernas es común la integración de componentes. Los más comunes son: Controladoras de dispositivos. Tarjeta de sonido. Controladora de vídeo. Ventajas de un alto grado de integración: placas más baratas y más cómodo Inconvenientes: no siempre son componentes de alta gama (sobre todo en tarjetas de sonido y vídeo), además de que cualquier fallo importante en la placa nos deja sin casi nada que poder aprovechar del ordenador. Estructura de un Ordenador 27

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