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Isftic. cc by-nc-sa. Procedencia.
Los ordenadores son parte integrante de nuestra vida. Los vemos
en todas partes, los manejamos demanera sencilla: entramos en
internet, escribimos documentos, enviamos correo electrnico,
jugamos, vemosla tele. Pero, nuestra primera pregunta es, qu es un
ordenador?. Un electrodomstico?. Una mquina de escribir?.
Isftic. cc by-nc-sa. Procedencia.
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FH01.-CONFIGURACIN DE EQUIPOS YPERIFRICOS. ARQUITECTURA
DEORDENADORES
Caso prcticoLa empresa EntreTuyYo, S.L. dedicada a la venta al
pormayor, con varios almacenes repartidos por toda la
geografaespaola. Necesitan informatizar la empresa. Se lo encargan
aun empleado que necesita informacin desde la base paracomprar los
equipos.
Este es el proceso que debe seguir para entender losentresijos
de un ordenador.
1. INTRODUCCIN
Reflexiona
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Una computadora (del ingls computer, y ste del latn computare
-calcular-), tambin denominadaordenador o computador, es una mquina
electrnica, de propsito general y flexible, que recibe y
procesadatos para convertirlos en informacin til.
Una computadora es una coleccin de circuitos integrados y otros
componentes relacionados que puedeprocesar informacin con
exactitud, rapidez y de acuerdo a lo indicado por un usuario o
automticamente por unprograma, una gran variedad de sentencias o
rutinas de instrucciones que son ordenadas, organizadas
ysistematizadas en funcin a una amplia gama de aplicaciones
prcticas y precisamente determinadas, proceso alcual se le ha
denominado con el nombre de programacin y al que lo realiza se le
llama programador.
Aunque esta explicacin es correcta, podemos utilizar otro tipo
de definicin. Como por ejemplo: unordenador es una mquina flexible
cuyo cometido y funcionalidad es procesar la informacin que se le
suministra.La informacin que se le suministra deber pasar por una
serie de fases para conseguir el objetivo final, resolverun
problema. Al ser una mquina de propsito general, esta no slo
resuelve un problema; sino que es capaz deresolver distintos
problemas siempre y cuando se le indique cmo resolverlo. La forma
habitual de indicar alordenador cmo resolver los problemas es
mediante los programas que se le suministran.
Estos programas pueden estar impresos en su circuitera o bien se
le proporciona desde unidades dealmacenamiento externo. Pero ese es
otro tema.
AutoevaluacinUn ordenador es... Una mquina para escribir
documentos.Una calculadora.Una mquina de propsito general que
trabaja con datos suministrados y obtenemos resultados.Una mquina
para ver la tele.
1.1. Mquina Von Neumann.
Citas para pensarReferencia histrica para entender el nacimiento
de las mquinas para tratamiento de los datos.
Los ordenadores actuales se basan en la arquitectura Von
Neumann.
El nacimiento de la arquitectura Von Neumann surge a raz de
unacolaboracin en el proyecto ENIAC del matemtico de origen
hngaro,John Von Neumann. Este trabajaba en 1947 en el laboratorio
atmicode Los lamos cuando se encontr con uno de los constructores
de laENIAC. Compaero de Einstein, Goedel y Turing en Princeton,
VonNeumann se interes por el problema de la necesidad de
"recablear" lamquina para cada nueva tarea.
En 1949 haba encontrado y desarrollado la solucin a
esteproblema, consistente en poner la informacin sobre las
operaciones arealizar en la misma memoria utilizada para los datos,
escribindola dela misma forma, es decir en cdigo binario. Su
"EDVAC" fue el modelo
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de las computadoras de este tipo construidas a continuacin. Se
habladesde entonces de la "arquitectura de Von Neumann", aunque
tambindise otras formas de construccin. El primer computador
comercialconstruido en esta forma fue el UNIVAC 1, fabricado en
1951 por laSperry-Rand Corporation y comprado por la Oficina del
Censo deEstados Unidos.
El trmino arquitectura de Von Neumann se acu a partir
delmemorando First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito
por elmatemtico John von Neumann en el que se propona el concepto
deprograma almacenado. Dicho documento fue redactado en vistas a
laconstruccin del sucesor de la computadora ENIAC y su contenido
fuedesarrollado por John Presper Eckert, John William Mauchly,
ArthurBurks y otros durante varios meses antes de que von
Neumannredactara el borrador del informe.
LANL. Dominio pblico. Procedencia.
EDVAC
Posea fsicamente casi 6.000 tubos de vaco y12.000 diodos.
Consuma 56 kilowatios de potencia.Cubra 45,5 m de superficie y
pesaba 7.850 kg. Elpersonal operativo consista en treinta personas
para cadaturno de ocho horas.
Fu entregada en agosto de 1949 y despus de variosajustes, comenz
a operar hasta 1951. En 1960 corra porms de 20 horas diarias con
lapsos sin error de 8 horas,en promedio.
Recibi varias actualizaciones, incluyendo undispositivo de
entrada/salida de tarjetas perforadas en1953, memoria adicional en
un tambor magntico en1954 y una unidad de aritmtica de coma
flotante en1958.
Desconocido. Dominio pblico. Procedencia.
AutoevaluacinLos primeros ordenadores utilizaban como
electrnica... Tubos de vaco.Circuitos
integrados.microprocesadores.Televisores.
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2. ESQUEMA Y ESTRUCTURA DE UN ORDENADOR.
ReflexionaEl ordenador no es la caja. Es algo ms. En este
apartado veremos qu ideas mueven en laconstruccin de un
ordenador.
David strigoi. Dominio pblico. Procedencia.En este grfico
podemos apreciar el esquema de cmo es un ordenador por dentro. La
arquitectura de Von
Neumann describe una computadora con 4 secciones principales: la
unidad aritmtico y lgica (UAL en ingls,ALU en espaol), la unidad de
control (UC), la memoria central, y los dispositivos de entrada y
salida(E/S). Estas partes estn interconectadas por canales de
conductores denominados buses:
Unidad central de proceso (CPU): Se compone de unidad de
control, registros (elementos de memoriaque contienen informacin
relativa al programa que se est ejecutando y al control del propio
procesador)y la unidad aritmtico y lgica de un computador, esto es,
el bloque que descodifica y ejecuta lasinstrucciones que se
encuentran ubicadas en memoria.
Unidad aritmtico y lgica (UAL o ALU): permite realizar una serie
de operaciones elementalesaritmticas y lgicas; tales corno suma,
resta, y lgico (and), o lgico (or), etc. Los datos sobre losque
opera esta unidad provienen de la memoria principal y pueden estar
almacenados de formatemporal en alguno de los registros de la
propia unidad aritmtico-lgica.Unidad de control (UC): se encarga de
leer, una tras otra, las instrucciones mquina almacenadasen la
memoria principal y de generar las seales de control necesarias
para que todo el ordenadorfuncione y ejecute las instrucciones
ledas. Para conocer en todo momento la posicin de memoriaen la que
est almacenada la instruccin que corresponde ejecutar, existe un
registro apuntadorllamado contador de programa, que contiene esta
informacin. Los caminos por los que circulanlas seales de control
se han representado en el dibujo con trazos discontinuos.
Buses: caminos a travs de los cuales las instrucciones y los
datos circulan entre las distintas unidadesdel ordenador.Memoria
principal: es una unidad dividida en celdas que se identifican
mediante una direccin. Cadacelda suele estar formada por un
conjunto de puntos de memoria o bits que son el elemento bsico
deinformacin, y cuyos valores, cero o uno, corresponden a estados
de tensin bien diferenciados. Todas lasceldas son del mismo tamao
(mismo nmero de bits) y se emplean para almacenar tanto datos
comoinstrucciones de mquina.Unidad de entrada/salida (E/S): Realiza
la transferencia de informacin con unas unidades
exteriores,llamadas perifricos, lo que permite, entre otras cosas,
cargar datos y programas en la memoria principal ymostrar
resultados impresos en unidades de salida como por ejemplo:
monitor, impresora. Hay dosgrandes tipos de perifricos, las
unidades de comunicacin, que permiten el dilogo con el exterior,
comopor ejemplo impresoras y terminales; y las memorias de
almacenamiento auxiliares, como son los discos,
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disquetes, cintas, cd-rom, dvds, tarjetas de memoria, etc.
Adems de estas unidades bsicas que hemos descrito encontramos
otros elementos de vital importancia,como son:
Unidades perifricas: dentro de ellas podemos distinguir dos
grandes grupos, por una parte las memoriasauxiliares, que sirven de
soporte de almacenamiento de gran capacidad y como medio de
comunicacin con elinterior del sistema. Por otra parte, disponemos
de las unidades que permiten las comunicaciones entre elsistema y
el medio exterior (impresoras, terminales...). A su vez, dentro de
estas ltimas es posible diferenciarentre unidades para la
comunicacin local (impresoras, pantallas, tarjetas de sonido, etc.)
y unidades para lacomunicacin remota (mdems, tarjetas de red,
etc.).
Canal: gestiona la transferencia de informacin entre las
unidades perifricas y la memoria central.
AutoevaluacinQu es la CPU? ... Todo lo que contiene la caja del
PC.La unin de la UAL, UC y los registros.Todo lo que aparece en el
grfico.La memoria principal es parte de la CPU.
3. ELEMENTOS FUNCIONALES Y SUBSISTEMAS
Caso prcticoDivide y vencers. Una empresa tiene un valor de la
organizacin muy alta. Entran mercancas ysalen (dispositivos de
entrada y salida). Dentro estn los empleados quienes organizan las
tareas:operan, mueven, etc. (UCP), las mercancas se almacenan
(memoria). Ahondando ms, cada uno delos empleados tiene una tarea
especfica: el mozo de almacn mueve la mercanca; el contable,anota;
el encargado, organiza.
En este apartado analizaremos la funcin que realizan los
principales elementos que se encuentran presenteen cualquier
ordenador que siga la arquitectura de Von Neumann.
Se agruparn segn el tipo de funcin que realizan. Distinguiremos
tres grupos de elementos funcionales:almacenamiento, operacin e
interconexin.
AutoevaluacinQu arquitectura sigue los ordenadores actuales? ...
Mquina de Harvard.Arquitectura de Von Neumann.Arquitectura de
microprocesadores.
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Arquitectura de placas base.
3.1. Elementos de almacenamiento.
El elemento bsico de almacenamiento es elbiestable o flip-flop.
Es un dispositivo capaz de adoptardos estados estables (0 1) que
perduran en el tiempode modo indefinido aunque haya desaparecido
laexcitacin que los origin.
Se trata, por tanto, de una clula elemental paramemorizar un bit
de informacin.
AutoevaluacinEs lo mismo biestable que flip-flop? ... Si, es lo
mismo.No, son dos cosas distintas.No, el biestable es un elemento
bsico de los registros y el flip-flop es un conjunto de
biestables.No tienen relacin con la memoria.
3.1.1. El registro.
El biestable o flip-flop es capaz de almacenar un bit de
informacin. Si es necesario registrar ms bits deinformacin,
deberemos utilizar un nmero equivalente de biestables. Al conjunto
de biestables asociados entres de manera que funcionen
simultneamente constituye un registro.
El trmino longitud del registro se utiliza para expresar el
nmero de bits que el registro es capaz dealmacenar
simultneamente.
Una manera habitual denumerar los bits de unregistro que
utilizaremos dereferencia es asignar elordinal 0 al bit del
extremoderecho y continuaravanzando de derecha aizquierda. Como se
puedeapreciar en el grfico.
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Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
De esta forma, un registrode longitud n tienenumerados sus bits
desdeel 0 al n-1 como est en lafigura anterior. Se tienecomo
referencia inicial elbiestable etiquetado como0.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
El funcionamiento habitual del registro es en modo sncrono. Por
esta razn dispone de la seal de carga.
De forma anloga al biestable, el registro dispone de su
correspondiente seal de carga y de n seales deentrada con sus
correspondientes salidas. Las operaciones que se realizan mediante
las seales de controlson:
Puesta a cero (0): todo el registro se rellena de ceros.Puesta a
uno (1): todo el registro se rellena de unos.Complemento: cada bit
se sustituye por su complementario.Desplazamiento: cada bit se
transfiere al siguiente (bien de izquierda a derecha o
viceversa).
Ejemplo: mediante un nmero de 3 bits sepuede seleccionar cada
uno de los 7 registrosque configuran en la batera
representada,quedando una combinacin libre. Se comportacomo
elemento funcional con Entrada, Salida ysus seales de control para
la seleccin.
Una batera de registros posee una nicaentrada de datos y una
nica salida de datos, loque significa que necesita una seal
deseleccin SelE para realizar la entrada sobreun registro concreto,
y la correspondiente SelSpara realizar la salida. El mecanismo
deseleccin consiste en el nmero del registro enel grupo.
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Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
AutoevaluacinQu es un registro? ... Un conjunto de biestables o
flip-flops.Un elemento funcional que slo admite dos estados 0 1.Un
conjunto de registros.Un enlace con la UCP.
3.1.2. La memoria.
Desde el punto de vista funcional, una memoria es la agrupacin
de un gran nmero de registros de la mismalongitud.
Un problema constructivo de las memorias es el diseo de la lgica
de control que sea adecuada y quepermita seleccionar eficientemente
un registro de entre el conjunto que consta la memoria.
Esto conlleva que las memorias sean dispositivos mucho ms lentos
que los registros, pero de mayorcapacidad de almacenamiento.
Se denomina ancho de palabra a la longitud del registro
elemental de la memoria. El ancho entreordenadores puede diferir.
Se suelen tomar, como referencia, los anchos de palabra que oscilan
entre 8 y 64 bits.Siempre potencias de 2.
Otra medida o parmetro que define a una memoria es su tamao en
palabras, que no es otra cosa que elnmero de registros individuales
que la componen. Entonces, su capacidad viene determinada por el
producto desu tamao por el ancho de palabra.
Las unidades que se suelen utilizar son: kilobyte (KB), megabyte
(MB), gigabyte (GB) o terabyte (TB).
La relacin entre estas son:
Medida Correspondencia
1 bit unidad mnima de informacin(puede contener como
estadosvlidos 0 1).
1 byte 8 bits.
1 kb 1024 bytes.
1 Mb 1024 kb.
1Gb 1024 Mb.
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1Tb 1024 Gb.
La direccin de memoria es el nmero que identifica una palabra o
registro individual de la memoria deforma inequvoca. Tambin se
denomina posicin de memoria. Si una memoria tiene un tamao de
Npalabras, la direccin de cada una de ellas ser un valor entero
comprendido entre 0 y N-1.
La diferencia principal entre lamemoria y el registro son
lasseales de direccin quepermiten seleccionar un registroconcreto.
Las operacionesbsicas que se pueden realizarson: lectura y
escritura. En lasque se suministra una direccin yla memoria
devuelve lainformacin del registrocorrespondiente (o bien la
escribeen la operacin de escritura). Esbastante usual que las
memoriasutilicen un solo camino para losdatos, ya sean de entrada
comode salida.
Las seales de lectura y escriturapueden considerarse seales
desincronismo, puesto que marcanel instante de comienzo de
laoperacin. Como no se realizande forma instantnea, el tiempode
ciclo mide la duracin mximade cada operacin. Es habitualque las
memorias generen unaseal de salida, denominada finde ciclo, que
marca el instante enque la operacin termina. Autor: Jos Talledo.
Elaboracin propia.
AutoevaluacinQu significa "ancho de palabra"? ... Corresponde a
1024 kb.Son 8 bytes.Es un conjunto de bits.La longitud del registro
elemental de la memoria.
3.2. Elementos de operacin.
Reflexiona
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El ordenador o computador debe complementar otras funciones para
que la informacin pueda sermanejada, aparte de almacenarla.
Necesita tratar la informacin o los datos.
3.2.1. Concepto de operacin. Tipos.
Se denomina operador a todo circuito electrnico capaz de
realizar una operacin aritmtica y/o lgica(suma, resta. AND, OR,
etc.).
Representacin grfica de unoperador.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
Tipos de operadores:
Paralelo: Un operador es capaz de procesar todos los bits de los
operando a la vez.Serie: El operador slo trabaja con un bit de cada
operando a la vez. Necesitar registros condesplazamiento como
elementos auxiliares.
Segn el nmero de operandos podemos distinguir:
Mondico: Slo trabaja con un operando. P.e.: operacin de
negacin.Didico: Con dos operandos. P.e.: suma, and.
Segn el mbito de aplicacin los operadores pueden ser:
Generales: Pueden realizar distintas clases de operaciones sin
ms que indicarles por medio de un cdigola operacin seleccionada.
Para ello se programa el operador mediante las seales de
control.Especializados: Se restringen a una clase de operaciones.
P.e.: sumador/restador de enteros.
AutoevaluacinUn operador serie es ... Los que realizan distintas
clases de operaciones.Las seales de control.El que trabaja slo con
un bit de cada operando a la vez.
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Dos operandos continuos.
3.2.2. Operaciones tpicas.
Los operadores utilizados en los ordenadores normalmente
realizan una serie de operaciones tpicas. Estasoperaciones las
indicaremos en el siguiente cuadro:
Desplazamientos Operaciones mondicas. Hay operadores que
realizan simultneamentedesplazamientos de ms de 1 bit de
longitud
Lgicos Los bits que se introducen son 0 (pueden desplazarse por
la izquierda o por laderecha).
Circulares Los bits que se introducen por un lado (bien por la
izquierda o bien por la derecha)son los mismos, y en el mismo
orden, que los que van apareciendo por el extremoopuesto.
Aritmticos Se usan para preservar el bit de signo. P.e.: si el
dato es un nmero entero, elprimer bit es el bit del signo.
Lgicas En los ordenadores suelen encontrarse las siguientes.
NOT Negacin
OR Suma u O lgico
AND Producto o Y lgico
XOR Suma exclusiva u O exclusivo.
Aritmticas
Cambio de signo
Suma
Resta
Multiplicacin
Divisin
AutoevaluacinUna operacin tpica de desplazamiento es ... Sumar
con NOT.Utilizar el primer bit como signo en nmeros enteros.Sumar
cinco nmeros naturales.Sumar y hacer desplazamientos
simultneamente.
3.3. Elementos de interconexin.
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Para transferir datos entre dos elementos es ambos, que conecte
la salida del elemento de partida con la entrada del de llegada,
debiendodisponer este enlace de n canales o lneas para permitir la
transferencia simultnea de un de n bits. Si un mismo elemento puede
recibir informacin de ms de un adems ciertas seales de
seleccin.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.La misma situacin se
plantea cuando dos elementos necesitan intercambiar su contenido.
Para ello es
preciso establecer un enlace en cada sentido de la
transferencia, y ambos enlaces deben poseer sus respectivasseales
de control.
Enlace bidireccional. Enlace bidireccional simplificado.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia. Autor: Jos Talledo.
Elaboracin propia.
La generalizacin deeste sistema deinterconexin al caso
demltiples elementosconduce a una estructurade conexin en
estrellacomo la que aparece en laimagen.
Esta estructurasoluciona de forma generalel problema de
lainterconexin decualesquiera elementosque
necesitenintercambiarseinformacin. Debido a suelevado coste
ycomplejidad, en la prcticase utiliza slo entreconjuntos reducidos
deelementos que tengan queintercambiar informacinfrecuente y
rpidamente.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
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AutoevaluacinUn enlace bidireccional necesita ... Poseer sus
respectivas seales de control.Tener lnea directa con la UCP.Tener
su propio registro de memoria.Para la transmisin entre ambos no
necesita nada.
3.3.1. Buses.
La formams usual deinterconexinde elementosen uncomputadores a
travs deun bus ocalle ocamino. Elbus es uncamino deenlace al quese
accededesdecualquiera delos elementosque
sedeseaninterconectar.Desde unpunto de vistafuncional, elbus
puedeconsiderarsecomo unelementocuya funcines la depermitir
unacomunicacinselectivaentre unconjunto
dedispositivosconectadosdirectamentea l.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
El control del elementoorigen EO que en un instanteconcreto est
enviando
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informacin a travs del bus serealiza por medio de las sealesde
seleccin del bus (SEOn).Dado que el nmero deelementos de destino ED
quepueden estar extrayendoinformacin simultneamentedel bus es
indiferente, no serequiere ninguna seal decontrol para seleccionar
loselementos de destino.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
Representacin simplificada.Diagrama funcional del bus.
En los computadores podremos encontrar, normalmente, tres
buses:
Bus de datos: Utilizado para transferir los datos entre los
diferentes elementos del computar. El ancho depalabra en la
transferencia coincide con el ancho de palabra de memoria.
Bus de direcciones: Transfiere nicamente direcciones, desde los
elementos que las generan hasta lamemoria. El ancho de palabra est
relacionado con el tamao de palabra de la memoria del computador.
Con mbits se pueden direccionar un mximo de 2m palabras de
memoria.
Bus de control: Formado por un conjunto de lneas que tienen
misiones muy diversas y especficas en cadacomputador. La informacin
que se transfiere por este bus suele tratarse de seales de control
para los diferenteselementos del computador. P.e.: seales de
lectura o escritura de la memoria, seales de control de E/S,
etc.
Ejemplo deinterconexin delelemento de lamemoria con
losbusescorrespondientes.
Podemoscomprobar cmose relaciona lamemoria con losbuses.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
AutoevaluacinLa funcin del bus de direcciones es ...
Intercambiar informacin del hardware.Transferir
direcciones.Transferir datos y seales de control.Enviar informacin
de estado a la UCP.
3.4. Funcionamiento interno de un computador.
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Cada una de las instrucciones mquina del computador se ejecuta
realizando una secuencia de operacioneselementales ms
rudimentarias, como pueden ser la lectura de un operando en
memoria, el incremento de unregistro, o la ejecucin de una operacin
aritmtica en la UAL. Simultneamente, cada operacin
elementalrequiere la activacin de un conjunto de seales de control
por parte del secuenciador de la UC (unidad decontrol). La
activacin de seales realizada por el secuenciador se efecta por
pulsos del reloj. En cada pulso dereloj, el secuenciador determina
qu seales de control deben permanecer activas para llevar a cabo
cadaoperacin elemental.
Podramos identificar dos tipos de seales de control:
Seales de nivel: las que estn activas durante un perodo completo
del reloj.Seales de pulso: son aquellas que marcan un instante de
tiempo ms preciso sincronizado con lospulsos del reloj.
A partir de aqu podemos saber cmo son las seales de control
vistas:
1. Las seales de seleccin de bus: Permiten el envo de la
informacin de un registro concreto a un bus,son de nivel.
2. Las seales de carga de registros: Son de pulso. La seal de
carga marca el instante preciso en que losdatos de la entrada se
consideran vlidos. El proceso de actualizacin de la informacin del
registro es,prcticamente, instantneo.
3. Las seales de gobierno del operador (OP): Son de nivel.
Tienen que estar activas durante un ciertotiempo que permita
realizar a los circuitos internos la operacin solicitada.
4. Las seales que gobiernan las operaciones de memoria: son de
nivel.
Debemos valorar la ejecucin de instrucciones en dos fases:
FASE DE BSQUEDA
Conjunto de operaciones elementales que traen la instruccin en
curso desde la posicin de memoria en quese encuentra hasta el
registro RI (registro de instruccin) de la unidad de control.
El registro CP (contador de programa) contiene la direccin de
memoria de la instruccin antes de quecomience esta fase.
1. Se transfiere el contenido de CP al registro RD (registro de
direcciones) de la unidad de memoria,mediante el bus de
direcciones.
2. Se lanza un ciclo de lectura de memoria que pone en el
registro RM el dato almacenado en la direccincontenida en RD.
3. Se transfiere el dato ledo desde RM (registro de datos) al
registro de instruccin RI mediante el bus dedatos.
4. Se incrementa el registro CP para apuntar a la instruccin
siguiente.
FASE DE EJECUCIN
Comprende el conjunto de operaciones elementales especficas de
la instruccin en curso.
Lo primero que se realiza en esta fase es reconocer de qu
instruccin se trata, para lo que se activa eldecodificador del
circuito de control.
Una fase de ejecucin puede descomponerse en varias subfases,
segn la complejidad de la instruccin encurso.
AutoevaluacinLas seales de carga de registros es ...
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Son seales de pulso.Son seales de nivel.No son seales
control.Depende del tipo de registro.
4. COMPOSICIN DE UN SISTEMA INFORMTICO.
Caso prcticoSiguiendo el ejemplo de la empresa. En todas las
empresas existen departamentos. Estos tienen unafinalidad. Pero
estn compuestos por individuos. De ah los bloques informticos.
ReflexionaAunque ya hemos visto cmo es la estructura de un
ordenador y de qu elementos consta,
debemos conocer sus elementos desde el punto de vista funcional.
En este tema ser lo queaprendamos.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.En cuanto a los elementos
funcionales. Estos los podemos dividir en 4 bloques. Estos estn
interconectados
a travs de los buses y el sentido de esta comunicacin es como
indican las flechas del grfico:
CPU (unidad central de proceso): dentro del cual tenemos dos
bloques: UC (unidad de control) quese encarga de gobernar el
funcionamiento global del ordenador, generando en cada momento las
sealesde control del resto de elementos funcionales existentes y
UAL (unidad aritmtico y lgica) que procesalos datos realizando
sobre ellos las operaciones correspondientes.
MEMORIA PRINCIPAL: Que almacena tanto las instrucciones que
forman los programas como lospropios datos de trabajo.
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UNIDAD DE ENTRADA/SALIDA: Que acta como mediadora entre el
computador y el mundoexterior, a travs de dispositivos
perifricos.
AutoevaluacinCuntos bloques funciones tiene un ordenador? ...
Todo es un bloque.4 bloques funcionales.Son 3. Porque dos estn
integrados en la CPU.Contando los buses 5.
4.1. La unidad central de proceso.
La unidad central de proceso (UCP o CPU, Central Process Unit)
es la encargada de interpretarordenadamente las instrucciones
almacenadas en la memoria para poder ser ejecutadas. La unidad
central deproceso se encarga del control general y del envo de
informacin a todos los dems elementos de la mquina(memoria
principal y perifricos).
La unidad central de proceso est formada por la Unidad de
Control (UC), incluyendo los registros en los quese almacena
temporalmente la informacin manejada por la unidad central de
proceso y la Unidad Operativa oUnidad Aritmtico-Lgica (ALU).
4.1.1. Unidad aritmtica y lgica.
ReflexionaSiempre hay un corazn latente. En el ordenador es la
UAL (unidad aritmtica y lgica).
Si hay unelemento fundamentalen la UAL, esta esOPER. En el
grficopodemos apreciar unaestructura tpica deunidad aritmtica
ylgica.
OPER es unoperador didicoparalelo de propsitogeneral encargado
derealizar operacionesaritmticas (suma,resta, etc.), lgicas(AND,
OR, XOR, etc.)o de otro tipo
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Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
(rotaciones,operaciones de bit,etc), programablesmediante el
conjuntode seales OP.Recibe datos desdedos registros RO1 yRO2 y su
salida esotro registro llamadoAC (acumulador).Adems, cuenta conuna
serie debiestables IR(indicadores deresultado) queconforman un
registrode estado. Cada unode estos biestables IRseala
unadeterminada condicinsobre el dato obtenidoen la ltimaoperacin,
lo quepermite hacer saltoscondicionales enfuncin del resultado
de una operacin.
BR es una batera de registros de uso general que suele tener la
mayora de las UAL. Su entrada aparececonectada al bus de datos y su
salida a un registro auxiliar RO2, por lo que precisa de dos grupos
de seales deseleccin, uno para la entrada SBRE y otro para la
salida SBRS. Estos registros BR son accesibles al usuariopor
programacin.
RO1 y RO2 son dos registros auxiliares que contienen los dos
operandos con los que trabaja el operador, yson transparentes al
usuario. Ambos pueden recibir informacin de dos fuentes distintas,
por lo que cuentan condos seales de carga selectiva cada uno.
El registro AC sirve para almacenar los resultados de las
operaciones efectuadas por la UAL. Puedereferenciarse de manera
explcita en la programacin. Se conecta con una sola seal de carga
CAC, pero susalida est conectada a tres destinos diferentes. La
conexin al bus de datos es la forma habitual de comunicarresultados
obtenidos por la UAL. La conexin con el bus de direcciones sirve
para transferir una direccin que hasido calculada por la UAL. Y la
conexin al registro intermedio RO2 permite utilizar el resultado de
la ltimaoperacin como uno de los operandos de la siguiente.
AutoevaluacinQu elemento de la UAL realiza las operaciones:
aritmticas, etc.? ... Todo el bloque de la UAL.El elemento OPER.El
elemento BR.El bus de datos (BD).
4.1.2. Unidad de control.
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ReflexionaEl polica de la CPU.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
Su misin fundamental es recoger las instrucciones que componen
un programa, interpretarlas y controlar suejecucin.
Podramos resumirlo en tres sencillos pasos:
Recibir las instrucciones almacenadas en la unidad de memoria en
el orden establecido.Identificar de qu instruccin se trata en cada
caso.Generar la secuencia adecuada de rdenes para el resto de
elementos funcionales que constituyen elordenador, de manera que
cada instruccin se ejecute correctamente.
El Registro de instruccin (RI) se encarga de almacenar la
instruccin en curso, proveniente de la unidad dememoria. Su entrada
est conectada al bus de datos, por el que recibe la instruccin
correspondiente. Su salidase encuentra conectada a tres posibles
destinos: al circuito de control (bloque secuenciador y
decodificador), albus de datos (BD) y al bus de direcciones
(BA).
El registro contador de programa (CP) contiene en todo momento
la direccin de memoria de la siguienteinstruccin a ejecutar. Para
ejecutar la instruccin en curso, el CP ha de facilitar primero la
direccin de memoriaen que se encuentra, y por ello su salida se
encuentra conectada al BA. Una vez que la memoria ha aceptado
ladireccin, el contenido del CP se incrementa por medio de la seal
ICP, de modo que apunte a la siguienteinstruccin. Tambin se
encuentra unido bidireccionalmente al BA porque en ocasiones el CP
recibe una nuevadireccin a travs del bus.
El registro de estado ya se estudi en la UAL. Contiene
informacin sobre el resultado de la operacinanterior y de posibles
situaciones anmalas o especiales, tales como desbordamientos,
interrupciones, errores deparidad, etc. En general, esta informacin
se usa para hacer rupturas condicionadas de la secuencia normal
delprograma.
El Reloj es un elemento que aparece en todas las unidades de
control de los ordenadores que funcionan
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de forma sncrona. Es un circuito oscilador que genera
autnomamente una seal en forma de pulsos. La sealde reloj
representa la temporizacin bsica del sistema global, ya que
determina el menor tiempo que puededurar una operacin elemental. Se
llama perodo a la duracin del tiempo elemental entre dos
pulsosconsecutivos del reloj.
El elemento fundamental de la unidad de control es un circuito
especfico denominado circuito de control(CC), que es el encargado
de generar todas las seales de control que gobiernan el ordenador.
La mayora deestas seales se conectan directamente a las
correspondientes seales de carga de registros, programacin de
laUAL, o seleccin de batera de registros, vistas al describir
dichos elementos. Tambin son responsabilidad delCC las seales de
seleccin de buses (implcitas en los esquemas).
La informacin de entrada del CC es la siguiente:
La instruccin en curso almacenada en el IREl contenido del
Registro de EstadoEl reloj del sistemaSeales de control externas,
normalmente de E/S, recibidas por el BC (bus de control).
Analizando internamente el CC cabe distinguir dos bloques:
El decodificador realiza una decodificacin o identificacin de la
instruccin que se encuentra almacenadaen el IR. Esto permite
determinar de forma eficiente el conjunto de pasos elementales en
que sedescompone esa instruccin concreta. Cada salida del
decodificador est asociada directamente con unainstruccin y un modo
de direccionamiento determinados.El secuenciador, por su parte, se
encarga de sacar y distribuir ordenadamente a los elementos del
sistemalas correspondientes seales de control. Hay que tener en
cuenta que una instruccin se ejecuta engeneral a lo largo de varios
perodos de reloj, en cada uno de los cuales han de permanecer
activasdiferentes seales. El secuenciador utiliza la informacin del
conjunto de pasos elementales suministradapor el decodificador, y
la relativa al estado, recogida en el Registro de Estado, adems de
la seal detemporizacin generada por el reloj.
AutoevaluacinCul es la funcin del registro de instruccin (RI)?
... Contiene en todo momento la direccin de memoria de la siguiente
instruccin a ejecutar.Realiza la funcin de secuenciador.Se encarga
de almacenar la instruccin en curso, proveniente de la unidad de
memoria.Enviar los datos resultantes al bus de datos (BD).
4.2. La memoria.
En este apartado veremos el mecanismo de funcionamiento de la UM
(unidad de memoria o memoriaprincipal).
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Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
Comprobamos que la memoria principal no est "sola", sino que
tiene asociados dos elementos nuevos: RD(registro de direcciones) y
RM (registro de datos). Estos se comunican con la unidad de MEMORIA
y, a suvez, con el bus de direcciones (BA) y con el bus de datos
(BD).
PROCESO: El RD (registro de direcciones) se utiliza para
almacenar, temporalmente, la direccin dememoria en la que se va a
escribir o de la que se va a leer un dato, segn la operacin
seleccionada. La entradadel RD est conectada directamente al bus de
direcciones, mientras que su salida se enlaza con la entrada
dedirecciones de la memoria, siendo ambos enlaces de naturaleza
unidireccional como indica la figura. El registroslo precisa de una
seal de carga desde el bus de direcciones (BA) como CRDBA.
El RM (registro de datos) almacena, temporalmente, el dato que
se intercambia con la memoria principal,tanto en el caso de la
operacin de escritura como de lectura. Este registro est unido
mediante enlacesbidireccionales al camino de datos de la memoria
por un lado y al bus de datos (BD) por el otro, por lo que
seprecisa de dos seales de carga, representadas como CRMM (carga
desde la memoria) y CRMBD (carga desdeel bus de datos).
En la operacin de lectura, la seal L se mantiene activa durante
el tiempo de ciclo, estando la de escritura Einactiva. Existen
seales de sincronismo por parte de CRDBA y CRMRD; son pulsos de
actividad. El valor quetenga el bus de direcciones (BA) en el
instante de activacin marcado por esta seal es el que se carga en
el RD(registro de direcciones) y la direccin efectiva a leer. De
igual forma, al finalizar la operacin de lectura el datovlido estar
en la salida de datos de la memoria, pero hasta que no se activa la
seal de sincronismo CRMM eldato no es cargado en el RM (registro de
datos). En la operacin se completa enviando el dato ledo al bus
dedatos (BD), para lo cual se precisa de una seal de seleccin del
citado bus que permita la conexin de RM conBD.
En la operacin de escritura, la seal S permanece activa. Adems,
tanto la direccin como el dato a escribirdeben estar presentes en
sus respectivos buses, y por medio de las seales de sincronismo
CRDBA y CRMRD secargan en los registros correspondientes. La
operacin se considera acabada una vez transcurrido el tiempo
deciclo.
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AutoevaluacinQu funcin tiene el RM dentro de la MEMORIA
PRINCIPAL? ... Almacena, permanentemente, todos los
datos.Sincroniza los datos de la MEMORIA PRINCIPAL.Almacena,
temporalmente, el dato que se intercambia con la MEMORIA
PRINCIPAL.Almacena, temporalmente, el dato que enva al bus de
direcciones (RA).
4.2.1. Cronograma.
Cmo entender la sincronizacin entre los procesos dentro de la
memoria principal para evitarcolisiones (no siempre se
consigue).
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
Para entender el funcionamiento de la memoria principal podemos
tomar, como referencia, dos operacionesbsicas que se realizan en
dicho bloque.
Como referencia, vamos a tomar el cronograma del presente
apartado. En l podemos apreciar dosoperaciones: una de Entrada y
otra de Salida.
En la operacin de lectura la seal L est activa durante el tiempo
de ciclo, estando inactiva la de escritura(E). Mediante un pulso,
de pequea duracin, la seal CRDBA indica que se trata de una seal de
sincronismo.El valor que posea el bus de direcciones (BA) en el
instante de activacin marcado por esta seal se carga en elRD
(direccin efectiva a leer). De igual forma, al finalizar dicha
operacin de lectura, el dato vlido estar en lasalida de datos de la
memoria, pero hasta que no se activa la seal de sincronismo CRMM el
dato no es cargado
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en el RM (registro de datos). La operacin finaliza enviando el
dato ledo al bus de datos (BD). Con lo que senecesita una seal de
seleccin del citado bus que permita la conexin de RM con BD.
AutoevaluacinOperan simultneamente las operaciones de Lectura y
de Escritura? ... Si.No.Slo a veces.No tienen acceso al disco
duro.
4.3. El subsistema de E/S.
ReflexionaVamos a comprobar las fases de una conexin de E/S.
necesitamos un medio de comunicacin
con el ordenador. Lo hacemos mediante distintas unidades. En
algunos casos nos comunicaremosnosotros y en otros ser el ordenador
quin se comunique con nosotros.
Su finalidad es realizar la conexin y adaptacin de la UCPcon una
gran variedad de dispositivos perifricos: monitor,teclado,
impresora, etc.
En la figura podemos distinguir dos elementosfundamentales:
El controlador: gestiona directamente el perifrico: p.e.
elcontrol de vdeo en un monitor.La interface: gestiona el
intercambio de la informacinentre el dispositivo y la UCP. La
conexin con la UCP serealiza mediante un conjunto de seales
normalizadaspara una unidad de E/S concreta.
Debe realizar las siguientes tareas:
Seleccionar el dispositivo concreto con el que se va
aintercambiar informacin en una operacin dada de losque estn
conectados.Disponer de un enlace entre la UCP y el
dispositivoseleccionado que permita la transferencia en general
enambos sentidos.Establecer un mecanismo de control de la
transferenciariguroso que permita la sincronizacin o coordinacin de
latemporizacin de las operaciones de E/S.
Autor: Jos Talledo.. Elaboracin propia.
Ya hemos visto que en los accesos a la memoria es la UCP quin
gobierna totalmente el proceso. Sinembargo, en las transferencias
de E/S la responsabilidad es tanto de la UCP como del propio
perifrico, puestoque ste es, en definitiva, un elemento externo que
funciona de forma independiente. Con lo que las funcionesdescritas
suelen llevarse a cabo de forma compartida entre la UCP y el
perifrico.
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Ante esta disyuntiva, existen dos organizaciones fsicas de buses
que vamos a describir a continuacin.
AutoevaluacinQuin gestiona el perifrico directamente? ... La
UCP.El controlador del perifrico.La memoria principal.La
interfaz.
4.4. Tipos de arquitecturas de bus.
Tenemos dos organizaciones fsicas de operaciones de E/S que
tienen que ver con los buses: bus nico y busdedicado.
4.4.1. Bus nico.
Con esta organizacin cumple con lasfunciones descritas. Se
utiliza los buses delsistema para gestionar la E/S.
Resumiendo,todos los perifricos estn conectados al busde
direcciones y la forma de distinguirlosentre s es asignndoles, a
cada perifrico,una direccin diferente. A esta forma dedistinguirlos
se denomina puertos de E/S.
En este tipo de organizacin no sedistingue entre la memoria y
los dispositivosde E/S. y las operaciones de E/S no
difierenformalmente en nada con las delectura/escritura en
memoria
Como ventaja podemos destacar lasencillez de la arquitectura
Como desventaja est que no permite latransferencia simultnea
entre procesador ymemoria y entre procesador y perifricos alemplear
los mismo buses.
Autor: Jos Talledo.. Elaboracin propia.
AutoevaluacinCmo sabe un perifrico si una peticin de la UCP va
dirigida a ella? ... Una vez que identifica que la direccin enviada
por la UCP coincide con la asignada.Si los dems perifricos estn
ocupados, se encarga de realizar la operacin.
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No lo sabe con esta organizacin de bus.
Slo puede conectarse un perifrico.
4.4.2. Bus dedicado.
El inconveniente delbus nico se resuelve conesta organizacin
debuses.
Los componentesbsicos son:
Decodificador dedirecciones: permitereconocer al dispositivo
sudireccin al ser colocadaen el bus de direccionesde la E/S por la
UCP.
Registro de datos:almacena,temporalmente, los
datosintercambiados con laUCP a travs del bus dedatos de la
E/S.
Registro de estado:es un conjunto debiestables iguales que
losdel registro de estado dela UCP.
Circuito controladorde interfaz: se encargade organizar
lasoperaciones a realizar enel interior de la propiainterfaz, as
como decoordinar la transferenciacon la UCP.
Autor: Jos Talledo.. Elaboracin propia.
Tenemos tres procedimientos bsicos de operacinde E/S:
E/S controlada por programa: todo computadorposee, dentro de su
juego de instrucciones, algunasrelativas a E/S.
E/S controlada por interrupciones: es unmecanismo ms sofisticado
por el que es el propioperifrico el que solicita el inicio de una
operacin detransferencia de E/S. Su funcionamiento es
sencillo:cuando el perifrico est disponible para realizar
unatransferencia se lo notifica a la UCP mediante una sealde
control que se denomina solicitud de interrupcin. LaUCP suspende,
temporalmente, la ejecucin de lasinstrucciones en curso para
ejecutar lo que se conoce
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como rutina de servicio de interrupcin, que contiene laorden
concreta de realizar la transferencia de E/S.
E/S por acceso directo a memoria (DMA): losdispositivos de alta
velocidad que precisan transferirgrandes cantidades de datos hacia
y desde la unidad dememoria del ordenador. El interfaz especial DMA
escapaz de realizar las mismas operaciones que hace laUCP en
relacin la lectura/escritura en memoria. LaUCP informa a la
interfaz DMA del origen en memoria apartir del cual se comenzar la
transferencia y deltamao total del bloque de datos a transferir, y
sedesentiende de la operacin de comunicacin con elperifrico.
En este contexto podemos definir una interfaz comola de la
figura anexa.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
AutoevaluacinEn el perifrico con quin se comunica la UCP? ...
Con la interfaz.Con el controlador de la interfaz.Con lo buses.Con
la memoria principal.
4.5. Interfaces.
Debes conocerEl trmino interfaz tiene varios usos. P.e.:
interfaz de usuario, interfaz de hardware, interfaz
grfica, etc.
Una interfaz puede ser de tipo fsico, o puede ser a nivel de
software. P.e.: los puertos quepermiten la transmisin de datos
entre diferentes ordenadores, en cuyo caso se usa frecuentementeel
trmino puerto lgico.
La idea fundamental en el concepto deinterfaz es el de mediacin,
entre hombrey mquina o bien entre elementosfuncionales del
ordenador que necesitan
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una "intermediacin" o "adaptacin" paraque se puedan comunicar.
La interfaz eslo que "media", lo que facilita lacomunicacin, la
interaccin, entre dossistemas de diferente naturaleza, comoson el
ser humano y el computador (comomquina). Esto implica, adems, que
setrata de un sistema de traduccin, ya quelos dos "hablan"
lenguajes diferentes:verbo-icnico en el caso del hombre ybinario en
el caso del procesadorelectrnico.
Teclado.Isftic. cd by-nc-sa. Procedencia.
De una manera ms tcnica se definela Interfaz de usuario como un
conjunto decomponentes empleados por los humanos(usuarios) para
comunicarse con lascomputadoras. El usuario dirige elfuncionamiento
de la mquina medianteinstrucciones, denominadasgenricamente
entradas. Las entradas seintroducen mediante diversos
dispositivos(como un teclado), y se convierten enseales electrnicas
que pueden serprocesadas por la computadora. Estasseales se
transmiten a travs de circuitosconocidos como bus, y son
coordinadas ycontroladas por la unidad de procesocentral (UCP) y
por un soporte lgicoconocido como sistema operativo. Una vezque la
UCP ha ejecutado las instruccionesindicadas por el usuario, puede
comunicarlos resultados mediante sealeselectrnicas, o salidas, que
se transmitenpor el bus a uno o ms dispositivos desalida, (como una
impresora o unmonitor).
Monitor Isftic. cc by-nc-sa. Procedencia.
AutoevaluacinUn ejemplo de interfaz podra ser ... Mquina de
escribir.Unos altavoces.La memoria principal.El disco duro.
4.5.1. Interfaz lgico.
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Caso prcticoCASO PRCTICO: En el cliente DHCPv4 (coger
identificador IP automticamente), cada interfazlgica es
independiente y es una unidad administrativa. Aparte de la interfaz
lgica cero (cuyoidentificador predeterminado es la direccin MAC de
la interfaz de red), el usuario puede configurarinterfaces
especficas para ejecutar DHCP; para ello debe especificar un
identificador de cliente.
Sedenomina as auna zona, olocalizacin, dela memoria deun
ordenadorque se asociacon un puertofsico o con uncanal
decomunicacin, yque proporcionaun espacio
paraelalmacenamientotemporal de lainformacin quese va atransferir
entrela localizacinde memoria y elcanal decomunicacin.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
4.5.2. Interfaz fsico.
En este apartadoenglobara todosaquellos elementos denaturaleza
hardware.
Se conoce comointerfaz fsica a losmedios utilizados para
laconexin de uncomputador con el mediode transporte de la red.P.e.:
un mdem, unatarjeta de red, un puertoserie, enlace infrarrojo,una
conexininalmbrica, etc. Seutiliza esta expresinpara no referirse
aningn medio o tipo deconexin en concreto,
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as se refiere aldispositivo por el cual seaccede a la red de
formagenrica.
Tambin incluiramosa aquellos elementosque intermedian entre
undispositivo o unidadfuncional del computadory la UCP.
O bien, el hardwarepor el cual noscomunicamos con elordenador o
bien es elordenador quin secomunica con losusuarios. P.e.:
monitor,teclado, joystick, ratn,impresora, scanner, etc.
Tarjeta inalmbrica.Isftic. cc by-nc-sa. Procedencia.
5. COMPONENTES DE INTEGRACIN PARA ELENSAMBLAJE DE EQUIPOS
INFORMTICOS.
Caso prcticoCASO PRCTICO: En la empresa EntreTuyYo tiene que
realizar una inversin en ordenadores. Sepide, a los distintos
departamentos, que remitan un informe con las necesidades de su
departamento.Los departamentos que envan informe son: contabilidad,
desarrollo, diseo, multimedia y comercial.
el planteamiento es: 1 servidor y 8 equipos (2 por departamento)
y dos que se puedan cambiar deubicacin con facilidad.
La caja es el componente sobre el que se montar el "corazn" del
ordenador y el resto de los dispositivos delordenador. Hace de
soporte y es un ambiente de proteccin de todos los elementos que lo
contienen.
Dependiendo del uso que se d al ordenador, depender la eleccin
de los elementos que lo compondr.Desde la caja hasta el ratn.
En la actualidad, hay multitud de tipos de cubiertas, con
diferentes materiales y colores, que en combinacincon el chasis
permiten modificar el aspecto del ordenador a gusto del usuario
(modding): ordenadorestransparentes, con luces de nen, con formas,
etc.
Foto formato Descripcin Foto formato Descripcin
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Wyglif. Dominio pblico. Procedencia.
Barebone: Es unasistema informticosemi-ensambladoque consiste
enuna caja, una placabase, una fuentede alimentacinpreinstalada y
unsistema deenfriamiento. Losbarebones estndiseados deforma
noconvencional, demanera que nopuedan serensamblados apartir de la
ampliagama de partes dehardware. El principalproblema es
elcalentamiento. Alser un soportepequeo, susdispositivos estnmuy
prximosentre s, por lo quese corre el riesgode
unsobrecalentamiento
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
Minitorre:Dispone de unao dos bahasde 5 y dos otres bahas de3
.Dependiendode la placabase sepueden colocarbastantestarjetas.
Nosuelen tenerproblema conlos USB y sevendenbastantesmodelos deeste
tipo detorre ya que espequea y a suvez tienebastantesranuras
deexpansin.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
Sobremesa: No sediferencian muchode las minitorres, aexcepcin de
queen lugar de estaren vertical secolocan enhorizontal sobre
elescritorio. Antes seusaban muchopero ahora estncada vez ms
endesuso. Se solancolocar sobre ellael monitor. Autor: Jos
Talledo.. Elaboracin propia.
Mediatorre osemitorre: Ladiferencia desta es queaumenta sutamao
parapoder colocarmsdispositivos.Normalmenteson de 4bahas de 5 y 4
de 3 y ungran nmerode huecos parapoder colocartarjetas ydems
aunqueesto dependesiempre de laplaca base.
Torre: Es el msgrande. Puedescolocar una grancantidad
dedispositivos y esusado cuando seprecisa una grancantidad
dedispositivos. Sesuele utilizar como
Servidor:Suelen sercajas msanchas que elresto de cajas yde una
estticainexistentedebido a quevan destinadasa lugares en
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Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
servidores por lascaractersticasrequeridas paraeste tipo
deordenadores.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
los que no haymucho trnsitode clientescomo es uncentro
deprocesamientode datos. Sudiseo estbasado en laeficienciadonde
losperifricos noson la mayorprioridad sinoel rendimientoy la
ventilacin.Suelen tenerms de unafuente dealimentacinde extraccinen
calientepara que no secaiga elservidor en elcaso de que seestropee
unade las dos ynormalmenteestnconectados aun SAI queprotege a
losequipos de lospicos detensin yconsigue queen caso decada de la
redelctrica elservidor sigafuncionandopor un tiempolimitado.
Rack: Son otrotipo de cajas paraservidores.Normalmenteestn
dedicados ytienen unapotencia superiorque cualquier otroordenador.
Los
Modding: Elmodding es untipo degabinete quees totalmenteesttico
inclusose podra deciren algunoscasos que son
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David Monniaux. cc by-sa. Procedencia.
servidores rack seatornillan a unmueble que tieneuna
medidaespecial: la "U".Una "U" es elancho de unaranura del
mueble.Este tipo deservidores suelecolocarse en
salasclimatizadasdebido a latemperatura quealcanza.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
pocofuncionales.Normalmenteeste tipo degabinetes
llevaincorporado unmontn deluces de nen,ventiladores,dibujos
ycoloresextraos perotambin loshay con formasextravagantesque hacen
quemuchas vecessea difcil laexpansin(como unatorre en formade
pirmide enla que colocarcomponentesse complica.
Andr Karwath aka. cc by-sa. Procedencia.
Porttiles: Sonequipos yadefinidos. Poco sepuede hacer
paraexpandirlos ysuelen calentarsemucho si son muyexigidos. Eltamao
sueledepender delmonitor que traeincorporado y conlos tiempos
soncada vez msfinos. Su utilidadse basa en quetenemos todo elequipo
integradoen el gabinete:Teclado, monitor, yratn, y por lotanto lo
hacenporttil.
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IMAGEN CONECTOR DNDECONECTAR
AutoevaluacinSi nos planteamos tener un ordenador que actuar de
servidor.Qu tipo de caja debemosutilizar? ... Porttil, para
llevarlo ms cmodo.Grande, por que se calienta menos y tiene ms
opciones de ampliacin.Torre. Un servidor no requiere de muchas
prestaciones.Semitorre, para que no ocupe mucho.
5.1. Chasis, alimentacin y refrigeracin.
Caso prcticoSiguiendo con el caso prctico: El servidor debe
contener un chasis que soporte 2 fuentes dealimentacin redundantes.
La placa debe estar preparada para contener dos
procesadoressincronizados. Debe estar bien bien ventilado. Uso del
sistema de ventilacin "chimenea".
Los dems equipos sern torre salvo los equipos del departamento
comercial, sern porttiles.
El chasis es el "esqueleto" del ordenador. Es el soporte para
montarlos distintos elementos necesarios para construir el
ordenador junto condistintos perifricos o dispositivos.
Suele estar construido en diferentes materiales, dependiendo de
larigidez, costo y forma necesarios. Las ms habituales son las de
aleacincomo el acero o de diversos metales como el aluminio.
Podemos diferenciar en tres partes: cubierta, el panel frontal
ycableado LED/SW y la fuente de alimentacin.
Normal Rogers. Dominio pblico.Procedencia.
TIPO DE CAJA DIMENSIONESATX 30.5cm x 24.4cm.Mini-ATX 28.4cm x
20.8cm.Micro-ATX 24.4cm x 24.4cm.Flex-ATX 22.9cm x
19.1cm.E-ATX-Format 30.5cm x 33cm.
Otro dato que se debe valorar es la fuente de alimentacin y su
conexin con la placa y los dispositivos quese encuentre en sta.
CDIGO MOLEXFUENTE DE
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mboverload. Dominio pblico. Procedencia.
Fuente dealimentacin pordentro sinprotector.
Baran Ivo. Dominio pblico. Procedencia.
Conector de20+4 pinesnecesarios paraconectar a placabase.El
conector decuatro pines esnecesario paraproporcionar laalimentacin
de+ 12 V en lasplacas ATX.
ISFTIC. cc by-nc-sa. Procedencia.
Este conectorde cuatro pinessirve paraalimentar launidad de
discoflexible odisquetera. Laposicin deconexin vienedeterminada
porunas hendidurasa los lados delconectorhembra.
ISFTIC. uso nc. Procedencia.
Este conectorde cuatro pinessirve paraalimentar lasunidades
dealmacenamientocomo discosduros, CD-ROM, etc. Dosde las
esquinasdel conectorestnredondeadaspara facilitar sucorrectaposicin
en eldispositivo.
Adaptador paraalimentacin de
ALIMENTACINPin Seal Color1 3.3V 2 3.3V
3 tierra
4 5V
5 tierra
6 5V
7 tierra
8 PW-OK
9 5VSB
10 12V
11 3.3V
12 -12V
13 tierra
14 PS-ON
15 tierra
16 tierra
17 tierra
18 -5V
19 5V
20 5V
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Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
los dispositivosSATA.
Autor: Jos Talledo. Elaboracin propia.
Este conectorde 3 pines sirvepara conectarlos ventiladoresde la
CPU y dela carcasa. Delos dos pinesestndestinados
paraalimentacin(+12 V) y elrestante paramedir lavelocidad
delventilador.
El apartado de refrigeracin del ordenador debe tratarse como un
punto muy importante que debe resolverse.Debemos considerar que la
caja, con todos sus componentes funcionando, es una fuente de calor
que si noconseguimos mantener en un valor estable, podremos daar el
equipo.
Los dispositivos que generan ms calor son: la fuente de
alimentacin, el microprocesador y el resto decomponentes
electrnicos en menor medida.
En cuanto a la fuente de alimentacin, esta dispone de su propio
ventilador que lo enfra.El microprocesador suele tener combinado un
disipador y un ventilador que refrigera el disipador.Factor
importante; que el chasis tenga aberturas por las que pueda disipar
el calor.Habitualmente, para que se ventile la caja o chasis del
ordenador, se utilizan ventiladores de apoyo. Estosventiladores
suelen combinarse con un ventilador que empuja aire del exterior
hacia dentro y otro queexpulsa aire de dentro hacia afuera,
consiguiendo un efecto chimenea.
Desconocido. dominio pblico. Procedencia.
Ejemplo: Procesador Pentium III a 800 MHz, que lleva incorporado
undisipador alargado, y dos ventiladores, cada uno de ellos con un
cablede alimentacin para ser conectado a la placa base.
El chasis es el "esqueleto" del ordenador. Es el soporte para
montar los distintos elementosnecesarios para construir el
ordenador junto con distintos perifricos o dispositivos.
5.2. Placas base, procesadores y memorias.
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Caso prcticoCASOPRCTICO:Identificar loscomponentesintegradosen
la placabase.
En la imagenmostramosuna PlacaAcer E360Socket 939.
Moxfyre. CC by-sa. Procedencia.
Grfico con la distribucin,aproximada, de los componentes
comoprocesador, memorias y controladoresen las placas base.
Kimon Berlin. CC by-sa. Procedencia.
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ISFTIC. cc by-nc-sa. Procedencia.
5.2.1. Placas base.
Caso prcticoCASO PRCTICO: Para el servidor se ha decidido que
deben instalarse dos procesadoressincronizados. Con lo que
necesitaremos una placa que soporte ms de un procesador y
sucorrespondiente disipacin. p.e.: Si utilizamos Intel Xeon Para
saber ms.
Los dems sern placas base que soporten procesadores de 3 o 4
ncleos.
Una placa base tpica admite los siguientescomponentes:
Uno o varios conectores de alimentacin (fuente dealimentacin
redundante). A travs de conectores, laalimentacin elctrica
proporciona los diferentes voltajesnecesarios para el
funcionamiento de la placa base.
El zcalo o socket de CPU: es el soporte del
micro-procesador.
Los conectores (slots) de memoria RAM en nmerode 2, 3 o 4 en las
placas base comunes, e incluso 6.
El chipset: uno o ms circuitos electrnicos, quegestiona las
transferencias de datos entre los diferentescomponentes de la
computadora (microprocesador,
memoria, disco duro, etc.).
Podemos distinguir entre puente norte y puente sur:
Puente norte: chip de la placa base que acta como trfico de
datos junto al micro. Controla: RAM,CPU, Puerto AGP.
Puente sur: chip de la placa base, que relacionado con el puente
norte activa como trfico de busesE/S. Controla: Bios, E/S, PCI,
IDE, USB.
Un reloj: regula la velocidad de ejecucin de las instrucciones
del microprocesador y de los perifricosinternos.
La CMOS: una pequea memoria que preserva cierta informacin
importante (como la configuracin delequipo, fecha y hora), mientras
el equipo no est alimentado por electricidad.
La pila de la CMOS: proporciona la electricidad necesaria para
operar el circuito mientras no haya corrienteelctrica desde la
fuente de alimentacin.
La BIOS: un programa registrado en una memoria no voltil
(antiguamente en memorias ROM, pero desdehace tiempo se emplean
memorias flash). Este programa es especfico de la placa y se
encarga de la interfaz debajo nivel entre el microprocesador y
algunos perifricos. Recupera, y despus ejecuta, las instrucciones
del MBR(Master Boot Record), registradas en un disco duro, cuando
arranca el equipo.
El bus (tambin llamado bus interno): conecta el microprocesador
al chipset.
El bus de memoria conecta el chipset a la memoria temporal.
El bus de expansin (tambin llamado bus I/O): une el
microprocesador a los conectores entrada/salida y alas ranuras de
expansin.
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Desconocido. GNU. Procedencia.
Los conectores de entrada/salida que cumplen normalmente con la
norma PC 99: estos conectores incluyen:
Los puertos serie, por ejemplo para conectar dispositivos
antiguos.Los puertos paralelos, por ejemplo para la conexin de
antiguas impresoras.Los puertos USB (en ingls Universal Serial
Bus), por ejemplo para conectar perifricos recientes.Los conectores
RJ-45, para conectarse a una red informtica.Los conectores VGA,
para la conexin del monitor de la computadora.Los conectores IDE o
Serial ATA I o II, para conectar dispositivos de almacenamiento,
tales como
discos duros y discos pticos.Los conectores de audio, para
conectar dispositivos de audio, tales como altavoces o
micrfono.
Los conectores (slots) de expansin: se trata de receptculos que
pueden acoger tarjetas de expansin (estastarjetas se utilizan para
agregar caractersticas o aumentar el rendimiento de un ordenador;
por ejemplo, unatarjeta grfica se puede aadir a un ordenador para
mejorar el rendimiento 3D en el monitor). Estos puertospueden ser
puertos ISA (interfaz antigua), PCI (en ingls Peripheral Component
Interconnect), AGP (AcceleratedGraphics Port) para tarjetas grficas
y, los ms recientes, PCI Express.
La comunicacin interna de los distintos componentes de la placa
sera as.
5.2.2. Procesadores.
Caso prcticoCASO PRCTICO: Para el servidor se ha decidido que
deben instalarse dos procesadoressincronizados, p.e. si utilizamos
Intel Xeon@ E5-2600. ms.
Los dems sern procesadores de triple ncleo.
La imagen est tomada a un procesador AMD X2 3600.
Desde el punto de vista lgico, singular y funcional, el
microprocesadorest compuesto bsicamente por: varios registros, una
unidad de control(UC), una unidad aritmtico-lgica (UAL), y
dependiendo del procesador,puede contener una unidad en coma
flotante.
El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como
nmerosbinarios organizados secuencialmente en la memoria principal.
Laejecucin de las instrucciones se puede realizar en varias
fases:
PreFetch, pre lectura de la instruccin desde la memoria
principal.Fetch, envo de la instruccin al
decodificadorDecodificacin de la instruccin, es decir, determinar
qu instruccin es y por tanto qu se debe hacer.Lectura de operandos
(si los hay).Ejecucin, lanzamiento de las mquinas de estado que
llevan a cabo el procesamiento.Escritura de los resultados en la
memoria principal o en los registros.
Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de
CPU, dependiendo de la estructura delprocesador, y concretamente de
su grado de segmentacin. La duracin de estos ciclos viene
determinada por lafrecuencia de reloj, y nunca podr ser inferior al
tiempo requerido para realizar la tarea individual (realizada en
unsolo ciclo) de mayor coste temporal. El microprocesador se
conecta a un circuito PLL, normalmente basado en uncristal de
cuarzo capaz de generar pulsos a un ritmo constante, de modo que
genera varios ciclos (o pulsos) enun segundo. Este reloj, en la
actualidad, genera miles de MHz.
5.2.3. Memorias.
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Cuisinier2. Copyleft. Procedencia.
J-P Krn. cc by-sa. Procedencia.
Caso prcticoCASO PRCTICO: Al equipo servidor se le instalarn 8
Gb de memoria RAM.
Para los ordenadores multimedia y diseo: 8 Gb. de RAM. Y la
grfica 4 Gb. de RAM.
Para contabilidad: 4 Gb. de RAM.
Para comercial: 4 Gb. de RAM.
El resto de memoria grfica sern de 2Gb.
En la imagen mostramos memorias RAM de tipo SIMM de 30 y
72contactos.
La memoria de acceso aleatorio (en ingls: random-access
memorycuyo acrnimo es RAM) es la memoria desde donde el procesador
recibelas instrucciones y guarda los resultados (MEMORIA
PRINCIPAL). Es elrea de trabajo para la mayor parte del software de
un computador. Existeuna memoria intermedia entre el procesador y
la RAM, llamada cach,pero sta slo es una copia (de acceso rpido) de
la memoria principalalmacenada en los mdulos de RAM.
Se trata de una memoria de estado slido tipo DRAM en la que
sepuede tanto leer como escribir informacin. Se utiliza como
memoria detrabajo para el sistema operativo, los programas y la
mayora del software.Es all donde se cargan todas las instrucciones
que ejecutan el procesadory otras unidades de cmputo. Se dicen "de
acceso aleatorio" porque se
puede leer o escribir en una posicin de memoria con un tiempo de
espera igual para cualquier posicin, nosiendo necesario seguir un
orden para acceder a la informacin de la manera ms rpida
posible.
En el sentido estricto, los mdulos de memoria contienen un tipo,
entre varios de memoria de accesoaleatorio, ya que las ROM,
memorias Flash , cach (SRAM) , los registros en procesadores y
otras unidades deprocesamiento tambin poseen la cualidad de
presentar retardos de acceso iguales para cualquier posicin.
NOMBRE DESCRIPCINSRAM (static randomAccess memory):
RAM esttica. Esta memoria, al ser esttica, mantiene informacin
siempre que no seinterrumpa la alimentacin. Este tipo de RAM ocupa
ms tamao fsico, tienen menoscapacidad y son ms caras y rpidas que
las DRAM. No se suelen utilizar comomemoria principal, suelen
utilizarse para las memorias cachs del microprocesador y dela placa
base.
DRAM: Dinamic-RAM, o RAM DINMICA: Usada hastala poca del 386, su
velocidad tpica es de 80 70 nanosegundos (ns), tiempo ste que tarda
envaciarse para poder dar entrada a la siguienteserie de datos. Por
ello, es ms rpida la de 70ns que la de 80 ns. Se llama dinmica
porque sucontenido se reescribe continuamente.
SDRAM: Sychronous DRAM. Funciona de manera sincronizada con el
reloj del sistema (de 50 a66 MHz), para lo que debe ser rapidsima,
de unos 25 a 10 ns. Slo se presenta enforma de DIMMs de 168
contactos; es usada en los Pentium II de menos de 350 MHz yen los
Celeron.
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ISFTIC. cc by-nc-sa. Procedencia.
Appaloosa. cc by-sa. Procedencia.
Desconocido. cc by-sa. Procedencia.
Fuatse_tdkr. Dominio pblico. Procedencia.
PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de funcionar a
esos100 MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II a 350 MHz y
computadoresms modernos; tericamente se trata de unas
especificaciones mnimas que sedeben cumplir para funcionar
correctamente a dicha velocidad, aunque no todaslas memorias
vendidas como "de 100 MHz" las cumplen.
Transferencia: 8 bytes/Hz x 100 MHz= 800 Mb/s.
PC133: o SDRAM de 133 MHz.
Transferencia: 8 bytes/Hz x 133 MHz= 1066 Mb/s.Son suministradas
en mdulos DIMM con 168 pines con dos ranuras.
DDR SDRAM (coubledata rate SDRAM oSDRAM II):
SDRAM de doble velocidad de datos. Es unamemoria de doble tasa
de transferencia de datosque permite la transferencia de datos por
doscanales distintos simultneamente en un mismociclo de reloj.
Permite realizar operaciones hastalos 200 Mhz o 266 MHz. Suelen ser
suministradas en mdulos DIMM con184 pines y una sola ranura.
DDR2 SDRAM: Funciona a ms velocidad que DDR SDRAM ynecesita
menos voltaje, con lo que se reduce elconsumo de energa y la
generacin de calor. Latasa de transferencia de datos va de 400
hasta1024 Mb/s y permite capacidades de hasta 2 GB(por mdulo).
Tiene el inconveniente de laslatencias, que son ms altas que en las
DDR.
Tanto las memorias DDR como las memorias DDR2 se suelen
denominar de dosformas diferentes, o bien en base a su velocidad de
bus de memoria efectiva (DDR-266,DDR-333, DDR-400, DDR2-533,
DDR2-667, DDR2-800) o bien por su ancho de bandaterico, es decir,
por su mxima capacidad de transferencia (PC-2100, PC-2700 y PC-3200
en el caso de los mdulos DDR y PC-4200, PC-5300 y PC-6400 en el
caso de losmdulos DDR2).Suelen ser suministradas en mdulos DIMM con
240 pines y una sola ranura.
DDR3 SDRAM: Tiene una mayor tasa de transferencia de datos
ymenor consumo. Esto es debido a su tecnologade fabricacin con lo
que permite obtenermdulos de mayor capacidad, hasta 8 GB. Entresus
inconvenientes, las latencias son ms altasque su predecesor DDR2.
Son suministradas en mdulos DIMM con 240
pines.VRAM (video randomAccess memory):
Es un tipo de RAM utilizada por la tarjeta grfica.Permite
manejar informacin visual que le envala CPU. Con este tipo de
memoria, la CPUpuede almacenar informacin en ella mientras seleen
los datos que sern visualizados en elmonitor. Este tipo de memoria
va insertada en lapropia tarjeta grfica.
NOTA: Una cuestin a considerar es que estos tipos de mdulos no
son compatibles entre s, paraempezar porque es fsicamente imposible
colocar un mdulo en un banco de memoria que no sea desu tipo,
debido a la posicin de la muesca de posicionamiento. Hay en el
mercado un tipo de placas
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base llamadas normalmente duales (no confundir esto con la
tecnologa Dual Channel) que tienenbancos para dos tipos de mdulos
(ya sean SDR y DDR o DDR y DDR2), pero en estos casos tan slose
puede utilizar uno de los tipos. Esto quiere decir que en una placa
base dual DDR - DDR2, quenormalmente tiene cuatro bancos (dos para
DDR y otros dos para DDR2), podemos poner dosmdulos DDR o dos
mdulos DDR2, pero NO un mdulo DDR y otro DDR2 o ninguna de sus
posiblescombinaciones. Es decir, que realmente slo podemos utilizar
uno de los pares de bancos, ya sea elDDR o el DDR2.
5.3. Dispositivos de almacenamiento.Controladoras.
Debes conocerSe denominan dispositivos de almacenamiento todos
aquellos dispositivos que pueden
simultanear operaciones de Entrada y de Salida.
Estos dispositivos deben ir conectados, aparte de a una fuente
de energa elctrica, a un controlador deperifrico que puede estar
integrado en la propia placa base o bien "pinchados" en uno de los
slots de expansinque disponga la propia placa.
5.3.1. Almacenamiento.
ReflexionaYa sabemos que la memoria interna de un ordenador es
voltil. Es decir, una vez que
"desenchufamos" el ordenador desaparecen todos los datos de esa
memoria. Necesitamos unaalternativa. Necesitamos un soporte dnde
volcar datos y de dnde poder extraerlos. Necesitamossoporte de
almacenamiento masivo.
Caso prcticoAl equipo servidor se le instalarn 4 discos duros, 2
en RAID de 2 TB cada uno
Para los ordenadores multimedia y diseo: 1TB.
Para contabilidad: 500 Gb.
Para comercial. 500 GB.
NOTA: Se debe tener en cuenta, que gran parte del almacenamiento
se realizar en el equiposervidor.
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Andrew Fitzsimon. Dominio pblico. Procedencia.
Andrew Fitzsimon. cc by-sa. Procedencia.
Existe una gran variedad de elementos de almacenamiento
masivo.
Cuando hablamos de almacenamiento masivo nos referimos asoportes
capaces de almacenar informacin. Informacin que seraccesible en
todo momento.
Almacenamiento, en cuanto a soporte, que podr ser reutilizado
oser susceptible de reutilizacin o modificacin o borrado.
5.3.1.1. Disco duro.
En la imagen podemos ver un disco duro una vez abierto
el"caparazn". El disco duro almacena casi toda la informacin
quemanejamos al trabajar con una computadora. En l se aloja, por
ejemplo,el sistema operativo que permite arrancar la mquina, los
programas,archivos de texto, imagen, video, etc. Dicha unidad puede
ser interna (fija)o externa (porttil), dependiendo del lugar que
ocupe en el gabinete o cajade computadora.
Un disco duro est formado por varios discos apilados sobre los
que semueve una pequea cabeza magntica que graba y lee la
informacin.
Este componente, al contrario que el micro o los mdulos de
memoria,no se pincha directamente en la placa, sino que se conecta
a ellamediante un cable a la controladora de dispositivos de
almacenamiento(IDE, SCSI, SATA). Tambin va conectado a la fuente de
alimentacin,pues necesita energa para funcionar.
Las caractersticas principales de un disco duro son:
Capacidad: Se mide en gigabytes (GB). Es el espacio disponible
paraalmacenar secuencias de 1 byte. La capacidad aumenta
constantemente
desde cientos de MB, decenas de GB, cientos de GB y hasta
TB.Velocidad de giro: Se mide en revoluciones por minuto (RPM).
Cuanto ms rpido gire el disco, ms
rpido podr acceder a la informacin la cabeza lectora. Los discos
actuales giran desde las 4.200 a15.000 RPM, dependiendo del tipo de
ordenador al que estn destinadas.
Capacidad de transmisin de datos: De poco servir un disco duro
de gran capacidad si transmite losdatos lentamente. Los discos
actuales pueden alcanzar transferencias de datos de ms de 400 MB
porsegundo.
DIRECCIONAMIENTOHay varios conceptos para referirse a zonas del
disco:
Plato: cada uno de los discos que hay dentro del discoduro.Cara:
cada uno de los dos lados de un plato.Cabeza: nmero de
cabezales.Pista: una circunferencia dentro de una cara; la pista
0est en el borde exterior.Cilindro: conjunto de varias pistas; son
todas lascircunferencias que estn alineadas verticalmente (unade
cada cara).Sector : cada una de las divisiones de una pista.
Eltamao del sector no es fijo, siendo el estndar actual
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Carlos Emilio Joaqui.. Procedencia.
MistWiz. Dominio pblico. Procedencia.
Diegoescuela. cc by. Procedencia.
512 bytes. Antiguamente el nmero de sectores porpista era fijo,
lo cual desaprovechaba el espaciosignificativamente, ya que en las
pistas exteriorespueden almacenarse ms sectores que en
lasinteriores. As, apareci la tecnologa ZBR (grabacinde bits por
zonas) que aumenta el nmero de sectoresen las pistas exteriores, y
usa ms eficientemente eldisco duro.
El primer sistema de direccionamiento que se us fue el
CHS(cilindro-cabeza-sector), ya que con estos tres valores sepuede
situar un dato cualquiera del disco. Ms adelante secre otro sistema
ms sencillo: LBA (direccionamiento lgicode bloques), que consiste
en dividir el disco entero ensectores y asignar a cada uno un nico
nmero. ste es elque actualmente se usa.
A.-Pista.B.-Sector.C.-Sector de una pista.D.-Cluster.
Tambin existen discos duros externos que permiten
almacenargrandes cantidades de informacin. Son muy tiles para
intercambiarinformacin entre dos equipos. Normalmente se conectan
al PC medianteun conector USB.
Cuando el cabezal del disco duro est realizando tareas, se
enciendeen la carcasa un LED (de color rojo, verde u otro). Esto es
til para saber,por ejemplo, si la mquina ha acabado de realizar una
tarea o si an estprocesando datos.
5.3.1.2. Diskette.
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Afrank99. cc by-sa. Procedencia.
Evil Saltine. cc by-sa. Procedencia.
YO Pictureve. cc by-sa. Procedencia.
La unidad de 3,5 pulgadas permite intercambiar informacin
utilizandodisquetes magnticos de 1,44 MB de capacidad. Aunque la
capacidad desoporte es muy limitada si tenemos en cuenta las
necesidades de lasaplicaciones actuales, se siguen utilizando para
intercambiar archivospequeos, pues pueden borrarse y reescribirse
cuantas veces se desee deuna manera muy cmoda, aunque la
transferencia de informacin esbastante lenta si la comparamos con
otros soportes, como el disco duro oun CD-ROM.
Para usar el disquete basta con introducirlo en la ranura de
ladisquetera. Para expulsarlo se pulsa el botn situado junto a la
ranura, obien se ejecuta alguna accin en el entorno grfico con el
que trabajamos(por ejemplo, se arrastra el smbolo del disquete
hasta un iconorepresentado por una papelera).
La unidad de disco se alimenta mediante cables a partir de la
fuente de alimentacin del sistema. Y tambinva conectada mediante un
cable a la controladora (normalmente integrada en la placa base).
Un diodo LED seilumina junto a la ranura cuando la unidad est
leyendo el disco, como ocurre en el caso del disco duro.
En los disquetes solo se puede escribir cuando la pestaa est
cerrada.
Cabe destacar que el uso de este soporte en la actualidad es
escaso onulo, puesto que se ha vuelto obsoleto teniendo en cuenta
los avances queen materia de tecnologa se han producido.
5.3.1.3. Cd-rom, dvd-rom, blu-ray.
La unidad de CD-ROM permite utilizar discos pticos de una
mayorcapacidad que los disquetes de 3,5 pulgadas: hasta 700 MB. sta
es suprincipal ventaja, pues los CD-ROM se han convertido en el
estndar paradistribuir sistemas operativos, aplicaciones, etc. Este
uso lo estsustituyendo el DVD-ROM o ms reciente, los blu-ray, que
tiene mayoresprestaciones. Puede almacenar 4GB el dvd dependiendo
de la densidadde la capa y 400Gb el blu-ray.
El uso de estas unidades est muy extendido, ya que tambin
permitenleer los discos compactos de audio.
Para introducir un disco, en la mayora de las unidades hay que
pulsarun botn para que salga una especie de bandeja donde se
deposita el CD-
ROM. Pulsando nuevamente el botn, la bandeja se introduce.
En estas unidades, adems, existe una toma para auriculares, y
tambin pueden estar presentes los controlesde navegacin y de
volumen tpicos de los equipos de audio para saltar de una pista a
otra.
Una caracterstica bsica de las unidades de CD-ROM es la
velocidad de lectura que normalmente se expresacomo un nmero
seguido de una x (40x, 52x,..). Este nmero indica la velocidad de
lectura en mltiplos de128 kB/s. As, una unidad de 52x lee
informacin de 128 kB/s 52 = 6,656 kB/s, es decir, a 6,5 MB/s.
Las unidades de CD-ROM son de slo lectura. Es decir, pueden leer
la informacin en un disco, pero nopueden escribir datos en l.
Una regrabadora puede grabar y regrabar discos compactos.
Las
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Floch. cc by-sa. Procedencia.
Lainf. cc by. Procedencia.
caractersticas bsicas de estas unidades son la velocidad de
lectura, degrabacin y de regrabacin. En los discos regrabables es
normalmentemenor que en los discos que slo pueden ser grabados una
vez. Lasregrabadoras que trabajan a 8X, 16X, 20X, 24X, etc.,
permiten grabar los650, 700 o ms megabytes (hasta 900 MB) de un
disco compacto en unospocos minutos. Es habitual observar tres
datos de velocidad, segn laexpresin ax bx cx (a:velocidad de
lectura; b: velocidad de grabacin; c:velocidad de regrabacin).
Las unidades de DVD-ROM son aparentemente iguales que las de
CD-ROM, pueden leer tanto discos DVD-ROM como CD-ROM. Se
diferenciande las unidades lectoras de CD-ROM en que el soporte
empleado tienehasta 17 GB de capacidad, y en la velocidad de
lectura de los datos. Lavelocidad se expresa con otro nmero de la
x: 12x, 16x... Pero ahora la x hace referencia a 1,32 MB/s. As:16x
= 21,12 MB/s.
Las conexiones de una unidad de DVD-ROM son similares a las de
la unidad de CD-ROM: controladora(normalmente est integradas en la
propia placa base), fuente de alimentacin y tarjeta de sonido. La
diferenciams destacable es que las unidades lectoras de discos
DVD-ROM tambin pueden disponer de una salida deaudio digital.
Gracias a esta conexin es posible leer pelculas en formato DVD y
escuchar seis canales de audioseparados si disponemos de una buena
tarjeta de sonido y un juego de altavoces apropiado (subwoofer
mscinco satlites).
Las grabadoras/lectoras de dvd pueden leer y grabar y regrabar
imgenes, sonido y datos en discos de variosgigabytes de capacidad,
de una capacidad de 650 MB a 9 GB.
Las unidades de cd-rom y dvd-rom son similares. Habitualmente
viene impreso qu es y la capacidad mximade almacenamiento en la
cara no grabable.
5.3.1.4. Disco magneto-ptico.
Aunque visualmente es muy similar a un diskette, su capacidad
dememoria difiere con ste.
La unidad de discos magneto-pticos permiten el proceso de
lectura yescritura de dichos discos con tecnologa hbrida de los
disquetes y losdiscos pticos, aunque en entornos domsticos fueron
menos usadas quelas disqueteras y las unidades de CD-ROM, pero
tienen algunas ventajasen cuanto a los disquetes:
Por una parte, admiten discos de gran capacidad: 230 MB, 640 MB
o1,3 GB.
Adems, son discos reescribibles, por lo que es interesante
emplearlos,por ejemplo, para realizar copias de seguridad.
No es posible alterar el contenido de los discos magneto-pticos
pormedios nicamente magnticos, lo que los hace resistentes a este
tipo decampos.
Las unidades de grabacin de discos magneto-pticos verifican
lainformacin despus de escribirla, del mismo modo que las
disqueteras, reintentando la operacin en casode falla o informando
al sistema operativo si no puede efectuarse. Esto provoca una
demora en laescritura tres veces superior a la lectura, pero hace
que los discos sean sumamente seguros.
Los discos de almacenamiento magneto-ptico suelen ser
reconocidos por el sistema operativo comodiscos duros, ya que no
requieren de un sistema de ficheros especial y pueden ser
formateados en FAT,HPFS, NTFS.
Actualmente su uso principal es como sistema de copia de
seguridad de rpida disponibilidad y como unidadNAS para almacenar
datos que suelen cambiar poco y donde mayoritariamente se aaden
nuevos ficheros, comouna base de datos documental o las
digitalizaciones de catlogos, libros, peridicos y documentos.
5.3.1.5. Tarjetas de memoria.
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Xell. cc by-sa. Procedencia.
Rox77. cc by-nc. Procedencia.
El lector de tarjetas de memoria es un perifrico que lee o
escribe ensoportes de memoria flash. Actualmente, los instalados en
computadores(incluidos en una placa o mediante puerto USB), marcos
digitales, lectoresde DVD y otros dispositivos, suelen leer varios
tipos de tarjetas.
Una tarjeta de memoria es un pequeo soporte de almacenamientoque
utiliza memoria flash para guardar la informacin. Estas memorias
sonresistentes a los rasguos externos y al polvo que han afectado a
lasformas previas de almacenamiento porttil, como los CD y los
disquetes.
Es habitual que exista un lector de tarjetas en los
porttiles.
Este tipo de almacenamiento es muy comn que se utilice no slo
enlos ordenadores, sino en otros tipos de dispositivos genricos:
pdas,cmaras fotogrficas, mviles, etc.
Los tipos de memoria actualmente son:
Tarjeta Dimensiones mm Mx capacidad(2004)
CF (compactFlash) 43 x 36 x (3,3 o5,5)
3 GB
Microdrive 43 x 36 x 5,5 4 GBMMC (Multimedia Card) 24 x 32 x 1,4
512 MBSD (Secure Digital) 24 x 32 x 2,1 512 MBxD (Picture Card) 25
x 20 x 1,8 256 MBMS (Memory Stick) 50 x 21,5 x 2,8 128 MBMG-MS
(MagicGateMemory Stick)
50 x 21,5 x 2,8 128 MB
MS-DUO (Memory StickDuo)
31 x 20 x 1,6 128 MB
MS-PRO (Memory StickPro)
50 x 21,5 x 2,8 1 GB
SM (SmartMedia) 45 x 37 x 0,76 128 MB
5.3.1.6. Memoria USB.
Una memoria USB (de Universal Serial Bus; en ingls pendrive,
USBflash drive) es un dispositivo de almacenamiento que utiliza
memoria flashpara guardar la informacin que puede requerir y no
necesita bateras. Labatera era necesaria en los primeros modelos,
pero los ms actuales yano la necesitan. Estas memorias son
resistentes a los rasguos (externos),al polvo, y algunos al agua,
como los disquetes, discos compactos y losDVD. En Espaa son
conocidas popularmente como pinchos o lpices.
Estas memorias se han convertido en el sistema de almacenamiento
y transporte personal de datos msutilizado, desplazando en este uso
a los tradicionales disquetes, y a los CD. Se pueden encontrar en
el mercadofcilmente memorias de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 y hasta
256 GB; siendo imprctico a partir de los 64GB por suelevado costo.
Esto supone, como mnimo, el equivalente a 180 CD de 700MB o 91.000
disquetes de 1.44 MBaproximadamente. Su gran popularidad le ha
supuesto infinidad de denominaciones populares relacionadas consu
pequeo tamao y las diversas formas de presentacin, sin que ninguna
haya podido destacar entre todasellas. El calificativo USB o el
propio contexto permite identificar fcilmente el dispositivo
informtico al que serefieren.
Los sistemas operativos actuales pueden leer y escribir en las
memorias sin ms que conectarlas a un puerto
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22/12/2014 eXe
https://avanza.educarex.es/cursos/blocks/recopila/view.php?id=129356
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Journey234. Dominio pblico. Procedencia.
USB del equipo encendido, recibiendo la energa de alimentacin a
travs del propio conector que cuenta con 5voltios y 2,5 Watios como
mximo. Linux tambin tiene soporte para dispositivos de
almacenamiento USB desdeel kernel 2.4.
Saber ms....
5.3.1.7. Otros dispositivos.
Discos y cintas magnticas de gran capacidad: Son
unidadesespeciales que se utilizan para realizar copias de
seguridad o respaldo enempresas y centros de investigacin. Su
capacidad de almacenamientopuede ser de cientos de gigabytes.
Almacenamiento en lnea: Hoy en da tambin debe hablarse de esta
forma de almacenar informacin. Estamodalidad permite liberar
espacio de los equipos de escritorio y trasladar los archivos a
discos rgidos remotos,bien en red local (LAN) o fuera de sta (WAN),
que garantizan, normalmente, la disponibilidad de la informacin.En
este caso podemos hablar de dos tipos de almacenamiento en lnea: un
almacenamiento de corto plazonormalmente destinado a la
transferencia de grandes archivos va web; otro almacenamiento de
largo plazo,destinado a conservar informacin que normalmente se
dara en el disco rgido del ordenador personal.
5.3.2. Controladoras.
Debes conocerActualmente las controladoras fsicas estn
integradas en la placa base. No implica que se
puedan instalar ms controladoras si