4 2 hardware y software apuntes.pdf

marzo de 2013Universidad del Papaloapan, UNPA Jos Antonio Rosales Barrales

HARDWARE Y SOFTWARE

Computacin

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Contenido....................................................................................................................................................................... 0 2. HARDWARE Y SOFTWARE ................................................................................................................. 1 2.1 Clasificacin del hardware.................................................................................................................. 1 Hardware bsico:................................................................................................................................... 2 Hardware complementario:................................................................................................................... 2 2.2 Componentes internos......................................................................................................................... 2 La tarjeta madre o placa Madre .......................................................................................................... 3 Bus ........................................................................................................................................................ 4 Ranuras y puertos.................................................................................................................................. 5 2.2.1 Unidad Central de Procesamiento (CPU) .................................................................................... 9

2. HARDWARE Y SOFTWARE El hardware es la parte tangible de la computadora, la cual permite que el sistema de cmputo funcione, estos son todos aquellos elementos fsicos. El software es todo el conjunto intangible de datos y programas de la computadora. Es la parte lgica de un sistema informtico. Es el conjunto de componentes lgicos necesarios que hacen posible la realizacin de tareas especficas, en contraposicin a los componentes fsicos.

La interaccin entre el software y el hardware hace operativa la mquina, es decir, el software enva instrucciones al hardware haciendo posible su funcionamiento.

2.1 Clasificacin del hardwareNo hay una clasificacin definitiva, lo bsico es permitir al usuario que introduzca datos, que la computadora procese esos datos, y proporcione una salida al usuario.

Sin embargo se pueden clasificar en primera instancia en dos tipos bsicos de hardware:

Lic. en Enfermera MC Jos Antonio Rosales Barrales

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Hardware bsico:

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Incluye todos aquellos elementos que son imprescindibles para el correcto funcionamiento delequipo:

microprocesador, memoria RAM, memoria ROM, tarjeta principal (motherboard), dispositivos

de entrada (teclado, ratn) y dispositivos de salida (monitor). Hardware complementario: Incluye todos aquellos elementos de los que se puede prescindir para que el equipo funcione: bocinas, escner, impresora, webcam, disco duro (puede trabajarse el S.O. desde el disquete), unidad lectora de disco ptico, tarjeta aceleradora de vdeo AGP (para los videojuegos)

Otra clasificacin puede ser de acuerdo a su funcin bsica en el sistema: Hardware de almacenamiento: dispositivos capaces de almacenar informacin de manera temporal o permanente, como: discos duros, disquetes, CD, DVD, memorias USB, unidades SSD, memorias ROM, memorias RAM, memorias cach. Hardware de proceso: todos los encargados de la interpretacin de instrucciones, proceso de clculos y de datos. Entre ellos: microprocesadores (Unidad central de procesamiento - CPU), Chipset (Circuito Integrador Auxiliar) y los coprocesadores matemticos. Hardware de salida: son dispositivos que se conectan a la computadora por medio de cables y permiten que los datos salgan al exterior. Entre ellos: impresoras, plotters, pantallas de plasma, bocinas Hardware de entrada: son dispositivos que se conectan a la computadora por medio de cables y se utilizan para introducir los datos la computadora. Entre ellos: escner, ratn, teclado, bocinas, lector de DVD, lector de CD Hardware bidireccional: son aquellos que tienen la capacidad de introducir datos a la computadora, as como permitir la salida, ejemplos son las tarjetas de red, tarjetas de audio, mdems, faxes.

2.2 Componentes internosBsicamente se encuentran dentro del gabinete o carcaza de la computadora. Entre ellos tenemos principalmente a la tarjeta madre, en la cual se insertan los diferentes chips (microprocesador, memorias RAM y ROM) y se conectan mediante cables las dems tarjetas, as como la fuente de poder, puertos de comunicacin, y drives de almacenamiento.


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La tarjeta madre o placa Madre

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Es en s misma la pieza fundamental de una computadora. Es la tarjeta o placa que soporta la infraestructura de comunicacin interna, es decir, los circuitos electrnicos (buses) por donde viajan los datos y donde residen algunos componentes internos de la computadora. Todos los componentes de la computadora se comunican a travs de ella, ya que intercomunica todas las dems placas, perifricos y otros componentes entre s.NOTA: Para complementar la informacin IntroduccinAlaPlacaMadre.pdf ENLACE AL ARCHIVO leer anexo 4_1

Imagen 1 Tarjeta madre

A continuacin se describen las partes importantes incrustadas en la tarjeta madre. El Chipset o Circuito Integrado Auxiliar es la mdula espinal de la computadora, integrado en la placa base, es el "nexo" que conecta el microprocesador con el resto de la tarjeta madre, es decir, permite el trfico de informacin entre el microprocesador (CPU) y el resto de componentes de la tarjeta madre. Interconectndolos a travs de buses. Consiste en dos partes bsicas: el puente norte (Northbridge) y el puente sur (Southbridge) .


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El Northbridge o Puente Norte es un circuito integrado que hace de puente de enlace entre el microprocesador y la memoria va bus frontal (FBS), es ms rpido; Tambin conecta con los buses que

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van a las tarjetas grficas o de vdeo AGP o PCI-Express, as como las comunicaciones con el Puente Sur. El Southbridge o Puente Sur (tambin conocido como Concentrador de Controladores de Entrada/Salida), es ms lento que el puente norte, el Puente Sur se comunica con la CPU a travs del Puente Norte. Es un circuito integrado que coordina dentro de la placa base los dispositivos de entrada y salida, adems de algunas otras funcionalidades de baja velocidad (el bus del PCI, los puertos del USB y las conexiones del disco duro del IDE o de SATA). Bus Es simplemente un circuito que conecta una parte de la tarjeta madre con otra. Cuanto ms datos un bus pueda dirigir al mismo tiempo, ms rpidamente permite que la informacin viaje, y por lo tanto una computadora operar ms rpido, sin embargo, una velocidad rpida del bus no puede compensar un procesador o un chipset lento. Algunos buses encontrados en la tarjeta madre: Bus Frontal (FBS front side bus), es el ms importante ya que conecta el CPU con el puente norte. La velocidad del FSB afecta dramticamente el funcionamiento de una computadora. Bus posterior, conecta el CPU con el cache nivel 2 (L2), tambin conocido como cache secundario o externo. El procesador determina la velocidad del bus posterior.. Bus de la memoria, conecta el puente norte con la memoria. Bus IDE o ATA, conecta el puente sur con las unidades de disco. CPU. Bus AGP, conecta la tarjeta video con la memoria y el

Bus PCI, conecta ranuras del PCI con el puente sur. Tambin el PCI es compatible con el PCI Express, que es mucho ms rpido que el PCI pero sigue siendo compatible con software actual y los sistemas operativos. El PCI Express es idneo para substituir los buses del PCI y AGP

Imagen 2 Tipos de buses


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Ranuras y puertos.

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Ranura de expansin o sockets, son los conectores disponibles para instalar tarjetas para comunicar la tarjeta madre con el perifrico. En ellos se insertan o conectan a presin las correspondientes tarjetas de interfaz de los distintos dispositivos perifricos o de hardware que se instala en la computadora, (ejemplo: tarjetas de vdeo o grficas, tarjetas de sonido, tarjeta Ethernet, modem interno, tarjeta de captura de imgenes) El puerto de expansin permite ampliar la memoria, insertar controladoras de discos flexibles y duros, nuevos procesadores, puerto Centronics, reloj en tiempo real, entre otros. Las ranuras encontradas en una placa base incluyen:

Imagen 3 Tipos de ranuras

PCI (Peripheral Component Interconnect interconexin de componentes perifricos), permite las conexiones para el vdeo, el sonido y las tarjetas de capturar videos, as como tarjetas de red.. PCI-Express, es un nuevo desarrollo (2004) del bus PCI , se basa en un sistema de comunicacin serie mucho ms rpido que PCI y AGP. Se utiliza en tarjetas grficas, permitiendo instalar dos tarjetas grficas en paralelo o la de poder utilizar memoria compartida, adems de un mayor ancho de banda, mayor suministro de energa. AGP (Accelerated Graphics Port - Puertos Acelerados Grficos), puertos dedicados exclusivamente para conectar las tarjetas de video.3D, por lo que solo suele haber una, ofrece 264 MB/s o incluso 528 MB/s Mide unos 8 cm, se encuentra bastante separada del borde de la placa. Ranuras de la memoria SIMM, Son largos, de unos 10,5 cm, generalmente de color blanco, permiten conectar las tarjetas de memoria RAM.

Imagen 4 Ranuras en la tarjeta madre


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Un puerto se constituye como el medio por el cual el microprocesador de una computadora se comunica con su entorno. A travs de ellos entra y sale informacin, por lo que permiten la conectividad, son conocidos generalmente como puertos de E/S. Existen puertos para cada interaccin de la unidad de procesamiento principal con sus dispositivos auxiliares (permiten operar y comunicarse con dispositivos perifricos intercambiables). As se tienen aquellos que permiten conectar fsicamente monitores, impresoras, escneres, discos duros externos, cmaras digitales, memorias, el teclado, el ratn, entre otros. Tipos de puertos:

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Puerto paralelo, (protocolo Centronics) La principal caracterstica es que los bits de datos viajan juntos, enviando un byte (8 bits) completo o ms a la vez.. Se utiliza generalmente para manejar impresoras, aunque tambin se puede emplear para hacer prcticas experimentales de lectura de datos y control de dispositivos. Se advierte que la mxima longitud debe ser de 5 metros para el cable. Puerto Serial, llamados tambin puertos de comunicacin (COM), son bidireccionales, lo que permite a cada dispositivo recibir datos, as como transmitirlos. La ventaja es que necesita nicamente 1 solo cable para transmitir los 8 bits (comparado con el paralelo que requiere 8 cables), la desventaja es que demora 8 veces ms para transmitir el dato. Son usados en algunas computadoras para conectar el mouse o el teclado, o para conectar un cable de consola a un router para conectar un Modem 56 Kb, u otro tipo de perifrico que requiera transmisin de datos. Puerto VGA, es el utilizado para conectar el monitor a la computadora. Su conector es un HD 15 de 15 pines organizados en 3 hileras horizontales, de forma rectangular con un recubrimiento de plstico que asla las partes metlicas. Puerto PS/2, toma su nombre de la computadora IBM personal System/2, en que fue creado y empleado para conectar teclados y ratones. La comunicacin en ambos casos es serial (bidireccional en el caso del teclado), y controlada por microcontroladores situados en la tarjeta madre. Puerto de red (RJ-45), es la interfaz fsica usada para conectar redes de cableado estructurado (LAN), posee ocho pines o conexiones elctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado. Puerto Dial-Up (RJ-11), es un conector usado mayormente para enlazar redes de telefona. Tiene seis contactos.

Imagen 5 Puertos bsicos

Puertos de memoria, se conectan las tarjetas de memoria RAM, su finalidad es extender la capacidad de la misma.


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USB (Universal Serial Bus - Bus universal en serie), permite conectar hasta 127 dispositivos perifricos externos y memorias, actualmente es el estndar en las computadoras de la ltima generacin, las cuales incluyen al menos cuatro puertos USB 2.0. Fue creado bsicamente para eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadas para poner los puertos bus ISA, PCI, PCI Express, la ventaja es que es totalmente Plug & Play, es decir, con slo conectar el dispositivo, este es reconocido e instalado de manera inmediata, sin necesidad de reiniciar. Puerto infrarrojo (IrDA), para comunicacin inalmbrica, las cuales estn basadas en el principio de luz infrarroja, que es una radiacin electromagntica cuya frecuencia la hace invisible al ojo humano. Los datos son transmitidos en un formato de 8 bits (conforme al estndar 8 bits de datos, un bit de paridad, y un bit de paro, para un total de 10 bits por carcter). Bluetooth, este dispotitivo puede crear redes al vuelo entre dos computadoras con Bluetooth activado. La distancia mxima es de 100 metros.

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Imagen 6 Puertos Infra rojo y Blue tooth

Puerto Firewire, ILINK o IEEE 1394, tecnologa desarrollada originalmente por Apple, es un puerto Serial Bus de alta velocidad. Est conformado por 6 cables y maneja dos tipos de estndares en conexiones (la de 4 pines y la de 6, Sony utiliza solo 4 cables en sus conexiones para transferir audio y video). Est diseado para transferir 400 Megabits por segundo a una distancia ptima de 4.5 metros, por lo que es la interfaz ms utilizada para audio y vdeo digital. Tiene la capacidad de conectar un mximo de 63 dispositivos. Se emplea para conectar una amplia gama de dispositivos, como videocmaras digitales, discos duros, cmaras fotogrficas digitales, audio profesional, impresoras, escners y electrodomsticos para el ocio.

Imagen 7 Puerto Firewire


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Sockets o zcalos para el CPU: En los primeros das en que fueron creadas las computadoras PC, todos los procesadores tenan el mismo sistema de pins que conectaran el CPU con la tarjeta madre, llamado Pin Grid Array (PGA). Estos pins caban en un determinado socket llamado Socket7. Esto significaba que cualquier procesador cabra en cualquier tarjeta madre. Hoy da, sin embargo, los fabricantes de los CPU Intel y AMD utilizan una variedad de PGAs, ninguna de las cuales cabe en el Zcalo 7. Como la tecnologa de los microprocesadores va en progreso, estos necesitan ms y ms pins, para manejar nuevas caractersticas y proporcionar ms energa a los chip. Actualmente los zcalos a menudo se nombran de acuerdo al nmero de pins en el PGA. Los zcalos ms comnmente usados son: * Socket 478 - para procesadores ms viejos de Pentium y Celeron * Socket 754 - para AMD Sempron y algunos procesadores Athlon AMD * Socket 939 - para procesadores ms nuevos y ms rpidos de AMD Athlon * Socket A - para procesadores ms viejos de AMD Athlon

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Imagen 8 Socket 754

Imagen 9 Socket 939

Los ms nuevos CPU de Intel no tienen un PGA. Tienen un LGA conocido como Zcalo T. LGA significa Land Grid Array. Un LGA es diferente de un PGA en que los pins son realmente piezas del zcalo, no del CPU. Cualquier persona que tiene un CPU especfico en su mente debe seleccionar una tarjeta madre basada en ese CPU. Por ejemplo, si usted desea utilizar una de los nuevos chips multi-core hechos por Intel o AMD, usted necesitar seleccionar una tarjeta madre con el zcalo correcto para esos chips. Los CPU simplemente no cabrn en los zcalos que no coincidan con su PGA. Otros elementos importantes dentro del gabinete pero externos a la placa base son los siguientes: Dispositivos de enfriamiento: los ms comunes son los coolers (ventiladores) y los disipadores de calor. Cables de comunicacin: normalmente comunican diferentes componentes entre s. Fuente elctrica: es el componente electrnico encargado de transformar la corriente de la red elctrica con una tensin de 200 V 125 V, a una corriente con una tensin de 5 a 12 voltios (que es la necesaria para la computadora y sus componentes).

Imagen 10 Ventilador (enfriamiento)

Imagen 11 Cables de comunicacin Imagen 12 Fuente elctrica


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2.2.1 Unidad Central de Procesamiento (CPU) La CPU (Central Processing Unit -

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Procesamiento), o tambin llamado microprocesador, o procesador simplemente, es el circuito integrado ms importante de la computadora. Es un chip que en su arquitectura tiene millones de componentes electrnicos internos, por esa razn se dice que es un circuito de alta escala de integracin. Generalmente tiene una apariencia cuadrada, delgado, y fabricado de silicio, depende de la marca y tecnologa.

La tendencia a integrar el mayor nmero de elementos dentro del propio procesador, ha aumentado as su eficiencia energtica y la miniaturizacin. En el pasado se hablaba de que las computadoras con procesador tipos XEON que tenan la particularidad de disponer de dos procesadores en la misma tarjeta madre; con los avances tecnolgicos se lleg a implementar la tecnologa HiperTrading (se trataba la simulacin de dos procesadores en uno), se us en computadoras Pentium IV.

Hoy da se tienes procesadores con ncleos separados en un solo microchip, los llamados CORE 2 DUO, CORE 2 QUAD, que inclusive tienen en su estructura interna 4 ncleos para un trabajo mucho ms eficiente.

Existen sistema informticos de alto rendimiento que pueden estar equipado con varios microprocesadores trabajando en paralelo, estos son equipos eran muy caros y necesitan una placa base especial para conectarlos. Sin embargo, las mejoras tecnolgicas que se han ido dando en la fabricacin de procesadores, han permitido reducir el tamao de los elementos que componen a un procesador y acomodar ms elementos en la misma rea, por lo que se han llegado a tener microprocesadores que puede estar constituidos por varios ncleos1 fsicos o lgicos., lo que permite que sea capaz de realizar varias tareas a la vez. Un ncleo fsico se refiere a una porcin interna del microprocesador cuasi-independiente que realiza todas las actividades de una CPU solitaria. Un ncleo lgico es la simulacin de un ncleo fsico a fin de repartir de manera ms eficiente el procesamiento.

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Un ncleo es la parte principal de la CPU que se encarga en concreto de ejecutar las instrucciones.


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En cuanto a la forma de operar, la mayora de los CPU son de naturaleza sncrona, es decir, estn diseados y operan en funcin de una seal de sincronizacin, generalmente conocida como seal de reloj. La cual sirve para ir calculando el tiempo mximo en que las seales elctricas pueden moverse en las variadas bifurcaciones de los muchos circuitos de un CPU.

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La velocidad de la computadora depende de la velocidad de la CPU, la cual se media en MHz (MegaHertz2) y actualmente se mide en GHz (GigaHertz), es por eso que es en lo primero que piensan la mayora de las personas cuando piensan sobre la velocidad y el funcionamiento de una computadora. Cuanto ms rpido es el procesador, ms rpidamente la computadora puede trabajar. Debido a la alta tasa de operaciones que realiza, este circuito llega a calentarse, por lo que generalmente se le aade un sistema de refrigeracin, que consta de un disipador de calor fabricado de algn material de alta conductividad trmica como cobre o aluminio y de uno o ms ventiladores que fuerzan la expulsin del calor absorbido por el disipador. En trminos generales la tarea fundamental de la CPU es interpretar y ejecutar instrucciones, adems de administrar, coordinar y procesar datos, es en definitiva el cerebro de la computadora. Es la arquitectura del procesador lo que hace la diferencia entre el rendimiento de una CPU y otra. Se le llama ISA (Instruction Set Architecture Arquitectura del Conjunto de Instrucciones) a una especificacin que detalla las instrucciones que una CPU de una computadora puede entender y ejecutar, o el conjunto de todos los comandos implementados por un diseo particular de una CPU. Existen tres tipos de arquitecturas principales:

CISC - Complex Instruction Set Computer - Computadora con un conjunto de instrucciones complejo, (tiene amplio dominio en las computadoras personales) RISC - Reduced Instruction Set Computer - Computadora con un conjunto de instrucciones reducido. Computadora con un conjunto de instrucciones reducido. SISC - Simple Instruction Set Computing - Computo con un conjunto de instrucciones simple. (arquitectura orientada al procesamiento de tareas en paralelo) Dependiendo de cmo el procesador almacene los operandos de las instrucciones de la CPU, existen tres tipos de juegos de instrucciones: juego de instrucciones para arquitecturas basadas en pilas, juegos de instrucciones para arquitecturas basadas en acumulador, juego de instrucciones para arquitecturas basadas en registros. Las arquitecturas RISC y CISC son ejemplos de CPU con un conjunto de instrucciones para arquitecturas basadas en registros.2

Unidad de medida de la frecuencia de trabajo de un dispositivo de hardware. Ejemplo un rpocesador de 3,800 MHz viene realizando tres mil ochocientos millones de operaciones por segundo.


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Se tienen que procesadores con diferentes diseos internos pueden compartir un conjunto de instrucciones; por ejemplo el Intel Pentium y AMD Athlon implementan versiones casi idnticas del conjunto de instrucciones x86, aunque tienen diseos internos completamente opuestos. Las diferentes maneras de implementar un conjunto de instrucciones dan diversas compensaciones entre el coste, el funcionamiento, el consumo de energa, el tamao.

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Los procesadores se emplean principalmente en las computadoras, sin embargo, tambin son empleados en dispositivos electrnicos modernos como electrodomsticos inteligentes, juegos electrnicos, instrumentos de medida, equipos de control para procesos industriales, equipos mdicos, calculadoras, controles de aviones, sistemas de automviles, naves espaciales, robots, solo por mencionar algunos. 2.2.1.1 Elementos internos de un procesador El microprocesador se divide en varios registros, una unidad de control, una unidad aritmtica lgica (ALU) y una unidad de clculo en coma flotante (antes llamada coprocesador matemtico).

Imagen 13 Arquitectura de Von Neuman lo que implica al procesador.

Los registros

Son un espacio de memoria de alta velocidad, pero de poca capacidad, necesario para cualquier microprocesador, ya que de ellos se toman los datos para varias operaciones que debe realizar el resto de los circuitos del procesador. Sirven para almacenar transitoriamente los resultados de la ejecucin de instrucciones, cargar datos desde la memoria externa o almacenarlos temporalmente en ella. Los registros se miden generalmente por el nmero de bits que almacenan, por eso cuando se escuche hablar de un procesador de 4, 8, 16, 32 o 64 bits, debe entenderse que se hace referencia a procesadores que realizan sus operaciones con registros de datos de ese tamao, y por supuesto, esto determina muchas de las potencialidades de la mquina, ya que mientras mayor sea el nmero de bits de los registros de datos del procesador, mayores sern sus prestaciones, en cuanto a poder de cmputo y velocidad de ejecucin. En general los tipos de registros son: registros de datos, registros de memoria, registros de propsito general, registros de coma flotante, registros constantes, registros de propsito especfico (como el contador de programa, e puntero de pila, el registro de estado), registros bandera y registros de base.


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La Unidad de Control

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Es de las ms importantes en el procesador, se encarga de controlar que las instrucciones se ejecuten, as que puede verse como el cerebro dentro del cerebro. Su funcin es buscar las instrucciones en la memoria principal, decodificarlas y ejecutarlas, empleando para ello la unidad de proceso. En ella recae la lgica necesaria para la decodificacin y ejecucin de las instrucciones, el control de los registros, la ALU, los buses y todo lo que contenga el procesador. Determina las prestaciones del procesador, ya que el tipo y estructura de la unidad de control determina parmetros tales como el tipo de conjunto de instrucciones, la velocidad de ejecucin, tiempo de ciclo de mquina, tipo de buses que puede tener el sistema, entre muchos ms. Es el elemento ms complejo de un procesador y se encuentra dividida en ms unidades pequeas: registro de instrucciones, registro contador de programas, unidad de decodificacin, unidad de ejecucin, secuenciador, reloj, controladores de memoria cache, controladores de buses, entre otros elementos, dependiendo siempre del tipo de procesador. El corazn de la unidad de control lo constituye el generador de ciclos de maquina (GCM), el cual se encarga de producir las seales de control, derivndolas de un reloj u oscilador maestro como referencia.

La Unidad Aritmtico-Lgica (ALU - Arithmetic Logic Unit)

Es la unidad de proceso donde se lleva a cabo la ejecucin de las instrucciones con operaciones aritmticas y lgicas entre dos nmeros. Su impacto en las prestaciones del procesador es tambin importante porque, dependiendo de su potencia, tareas ms o menos complejas, pueden hacerse en tiempos muy cortos, como por ejemplo, los clculos en coma flotante. Las entradas a la ALU son los datos, tomados de los registros del procesador, en los que se harn las operaciones (llamados operandos) y un cdigo desde la unidad de control indicando qu operacin realizar, su salida es el resultado del cmputo de la operacin (los resultados se almacenan en los registros de salida de la ALU). La ALU se compone bsicamente de: Circuito Operacional, Registros de Entradas, Registro Acumulador y un Registro de Estados, conjunto de registros que hacen posible la realizacin de cada una de las operaciones.

La Unidad de Coma Flotante (Floating Point Unit -FPU) Tambin conocido como coprocesador matemtico. Al igual que la ALU realiza operaciones aritmticas entre dos valores, pero se especializa en clculo de operaciones de coma flotante, que es mucho ms complicada que la representacin de complemento a dos usada comnmente en una ALU. Para hacer estos clculos, una FPU tiene incorporados varios circuitos complejos, no incluyendo algunas ALU internas. No todas las CPU tienen una FPU dedicada, por lo que en ausencia de FPU, la CPU puede utilizar programas en microcdigo para emular una funcin en coma flotante a travs de la ALU, la cual reduce el coste del hardware a cambio de una sensible prdida de velocidad.


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2.2.1.2 Microprocesadores Los procesadores pueden clasificarse desde el punto de vista de sus caractersticas fsicas en micropocesadores de slot o microprocesadores de pastilla. Sin embargo, existen otros dos criterios principales para la clasificacin, uno se basa en la longitud de palabra y el otro en la tecnologa de fabricacin. La longitud de palabra se refiere al nmero de bits que puede procesar simultneamente un microprocesador y est determinada por su arquitectura. La longitud de palabra de los microprocesadores ha ido creciendo a travs de los aos, desde los 4 bits del primer microprocesador hasta los 32 bits de los microprocesadores ms recientes. En la generalidad de los casos se utilizan microprocesadores de 8 bits y de 16 bits, los de 32 bits se consideran para aplicaciones muy complejas, hoy da existen tambin de 64 bits. En lo que toca a las tecnologas de fabricacin, los primeros microprocesadores se implantaron con tecnologa PMOS (Positive-channel MOS3); sin embargo, la tecnologa de fabricacin de microprocesadores ms difundida es la NMOS (Negative-channel metal-oxide-semiconductor). El NMOS es ms veloz que el PMOS, pero tambin es ms costosa su fabricacin. En la actualidad, la mayora de los circuitos integrados que se fabrican utilizan la tecnologa CMOS (Complementary metal-oxidesemiconductor), para dispositivos de bajo consumo de energa (esto incluye microprocesadores, memorias, procesadores digitales de seales y muchos otros tipos de circuitos integrados digitales cuyo consumo es considerablemente bajo). Otra clasificacin se da segn su propsito y se distinguen dos: microprocesador de propsito general y microprocesador de propsito especfico. Los de propsito general son vlidos para mltiples tareas, diferentes de tratamiento de la informacin; son los que se emplean fundamentalmente para construir computadores o mquinas de propsito general (editar, realizar clculos, disear, etc.). Los de propsito especfico, son los que se programan para llevar a cabo una tarea o aplicacin especfica, es decir, se programan una sola vez y despus siempre ejecutan el mismo programa, que se guarda en ROM.

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Ahora bien igual, segn el nmero de instrucciones que incorporan en su repertorio, se pueden clasificar en CISC y RISC. En cuanto a fabricantes, la clasificacin que se tiene es: INTEL, AMD, Motorola, CYRIX (fabrica procesadores para Texas, IBM y Thompson), TEXAS INSTRUMENTS (son procesadores Cyrix con la marca Texas Instruments), IBM (son procesadores Cyrix con la marca IBM), THOMPSON (son procesadores Cyrix con la marca Thompson), NEXGEN.3

MOS significa metal-xido-semiconductor. es un dispositivo electrnico formado por un sustrato de silicio dopado, sobre el cual se hace crecer una capa de xido


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El sector industrial de los microprocesadores y especficamente de los microcontroladores, es bastante dinmico por lo que sus productos mejoran constantemente en caractersticas, lanzando nuevas versiones

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al mercado. Ya una lista ms general de las principales empresas fabricantes de microcontroladores en el mundo son: Dallas Semiconductor, National Semiconductor, Zilog, Analog Devices, Atmel Corporation, Cygnal Integrated Products, Hitachi Semiconductor, Infineon technologies, Axis, Intel, Texas Instruments. Este amplio mercado garantiza la posibilidad de encontrar el microcontrolador adecuado casi para cualquier tipo de aplicacin y a un precio asequible.

Imagen 14 Lista de procesadores de diferentes fabricantes

Tabla 1 Lista de los procesadores

Intel Itanium/Itanium 2 Intel Xeon (Socket 771) Intel Xeon (Socket 603/604) Intel Core 2 Duo (Socket 775) Intel Pentium D (Socket 775) Intel Pentium 4 (Socket 775/478/423) Intel Pentium M (Socket 479) Intel Celeron/Celeron D (Socket 478/775) Intel Pentium II/III Xeon (Slot 2) Intel Pentium III (Tualatin, Socket 370) Intel Pentium III (Coppermine, Slot 1, Socket 370) Intel Pentium III (Katmai, Slot 1) Intel Pentium II (Slot 1) Intel Celeron (Slot 1) Intel Pentium II Overdrive para Pentium Pro Intel Pentium Pro/P6 (Socket 8) Intel Pentium MMX (P55C) Intel Pentium Clsico (P55C) Intel Pentium (P5) Intel 486

AMD Opteron (DDR2, Socket AM2/F) AMD Opteron (DDR, Socket 939/940) AMD Athlon 64 FX AMD Athlon 64 Quad (Socket AM2) AMD Athlon 64 X2 (Socket 939/AM2) AMD Athlon 64 (Socket AM2/939/754) AMD Sempron 64 (Socket AM2/939/754) AMD Sempron (Socket A) AMD Athlon MP (Socket A) AMD Athlon XP (Socket A) AMD Athlon (Socket A) AMD Duron (Socket A) AMD Athlon (Slot A) AMD K6-3/K6-3+ AMD K6-2/K6-2+ AMD K6 AMD K5 AMD Am486 / 5x86


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Cyrix CIII / C3

IBX 6x86MX IBM 486 / 5x86

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Cyrix Cx5gx86 MMX/6x86MX MMX/MII MMX Cyrix 6x86/6x86L/Cx5gx86 Cyrix Cx486 / Cx5x86 IDT Winchip

A continuacin se hace mencin solo de algunos de los procesadores que sobresalen, sin embargo la lista es enorme; El Intel 80486, surge en 1989, fue el primero en ofrecer un coprocesador matemtico o FPU integrado; con l que se aceleraron notablemente las operaciones de clculo. Realmente signific contar con una computadora personal de prestaciones avanzadas, entre ellas, un conjunto de instrucciones optimizado, una unidad de coma flotante o FPU, una unidad de interfaz de bus mejorada y una memoria cach unificada, todo ello integrado en el propio chip del microprocesador. Usando una unidad FPU las operaciones matemticas ms complejas son realizadas por el coprocesador de manera prcticamente independiente a la funcin del procesador principal. Los procesadores AMD AMx86, fabricados por AMD a partir de 1991, son 100% compatible con los cdigos de Intel de ese momento, llamados clones de Intel, llegaron incluso a superar la frecuencia de reloj de los procesadores de Intel y a precios significativamente menores. Aqu se incluyen las series Am286, Am386, Am486 y Am586. El Intel Pentium surgi en 1993, hubo una versin de 200 MHz y la ms bsica trabajaba a alrededor de 166 MHz de frecuencia de reloj. Posea una arquitectura capaz de ejecutar dos operaciones a la vez, gracias a sus dos pipeline de datos de 32bits cada uno, uno equivalente al 486DX(u) y el otro equivalente a 486SX(u). Adems, estaba dotado de un bus de datos de 64 bits, y permita un acceso a memoria de 64 bits (aunque el procesador segua manteniendo compatibilidad de 32 bits para las operaciones internas, y los registros tambin eran de 32 bits). El AMD K5, rival del Pentium, salio al menrcado para 1996. Este es el primer procesador propio que AMD sac al mercado. La arquitectura RISC86 del AMD K5 era ms semejante a la arquitectura del Intel Pentium Pro que a la del Pentium. El K5 es internamente un procesador RISC con una Unidad x86- decodificadora, transforma todos los comandos x86 (de la aplicacin en curso) en comandos RISC. El Intel Pentium II sale en 1997, gracias al nuevo diseo de este procesador, los usuarios de PC pueden capturar, revisar y compartir fotografas digitales con amigos y familia va Internet; revisar y agregar texto, msica y otros; con una lnea telefnica; el enviar vdeo a travs de las lneas normales del telfono mediante Internet se convierte en algo cotidiano. El procesador Alpha, de tecnologa RISC y arquitectura de 64 bits, marc un hito, declarndose como el ms rpido del mundo, en su poca, ya que lleg a 1 Ghz de frecuencia hacia el ao 2001. Irnicamente, a mediados del 2003, cuando se pensaba quitarlo de circulacin, el Alpha aun encabezaba la lista de los microprocesadores ms rpidos de Estados Unidos.


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Computacin entre ellos:

Aunque ya no se mencionan, siguieron saliendo al mercado ms procesadores, hasta llegar a los actuales,

marzo de 2013

El Intel Core Sandy Bridge, sale en 2011, el cual llega para remplazar los chips Nehalem, con Intel Core i3, Intel Core i5 e Intel Core i7 serie 2000 y Pentium G. Es la segunda generacin de los Intel Core con nuevas instrucciones de 256 bits, duplicando el rendimiento, mejorando el desempeo en 3D y todo lo que se relacione con operacin en multimedia. Incluye nuevo conjunto de instrucciones denominado AVX y una GPU integrada de hasta 12 unidades de ejecucin AMD Fusion, que por su parte AMD saca en el 2011. El cual es el nombre clave para un diseo futuro de microprocesadores Turion, producto de la fusin entre AMD y ATI, combinando con la ejecucin general del procesador, el proceso de la geometra 3D y otras funciones de GPUs actuales.

Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores, trabajan en arquitecturas de 64 bits, integran ms de 700 millones de transistores, como es en el caso de las serie Core i7, y pueden operar a frecuencias normales algo superiores a los 3 GHz (3000MHz).

Imagen 15 Procesador AMD 64 bits

Imagen 16 Procesador Core I7 de Intel


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