estructura de un ordenador personal
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Estructura de un Ordenador 1
Estructura de un Ordenador
1. Unidad Central de Proceso (CPU)
2. Memoria Principal
3. El Bus: La comunicación entre las distintas unidades
4. La unión de todos los elementos: la placa Base
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Estructura de un Ordenador
MEMORIA MASIVA
ENTRADA SALIDA
MEMORIA PRINCIPALDatos e instrucciones
PROCESADOR CENTRAL (CPU)
UNIDAD DE CONTROL
ALUUnidad Aritmético
Lógica
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Unidad Central de Proceso
• Función: realiza las operaciones más importantes, además de sincronizar el funcionamiento del resto de unidades. Es el “cerebro del ordenador”.
• Componentes:– Unidad Aritmético-Lógica (A.L.U.)– Unidad de Control (U.C.)
• Denominación:– C.P.U.– Procesador– Microprocesador (todo integrado en la misma pastilla)
(ALU, UC, memoria caché, coprocesador matemático (FPU))
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Microprocesador
• Parámetros principales:– Frecuencia de reloj: es la velocidad a la que trabaja un
microprocesador (medida en MHz o GHz).– Longitud de palabra: especifica el tamaño o número
de bits de los datos con los que opera la ALU.– Memoria interna: registros, caché de prime nivel (L1) y la
caché de segundo nivel (L2).– Buses internos: capacidad línea de comunicación interna.– Repertorio de instrucciones: CISC o RISC.– Paralelismo a nivel de instrucción: posibilidad de
simultanear la ejecución de varias instrucciones a la vez– Tecnología de integración: indica la distancia mínima
entre los elementos que componen un transistor.
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Microprocesador
• Compatibilidad:– Dos microprocesadores son compatibles si el software
escrito para uno de ellos puede ser ejecutado en el otro.Ejemplo:
la familia de microprocesdores de Intel y AMD son compatibles, no con los de PowerPC (utilizados en Macintosh).
• Rendimiento: – Velocidad con la que el procesador manipula la información.
El rendimiento global viene determinado por la velocidad del reloj, la arquitectura del procesador, el tamaño de la palabra de CPU
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Microprocesador
• Overclocking:– La práctica de poner a trabajar a un micro por encima de su
velocidad estándar. Su éxito depende de la calidad del sistema de refrigeración que empleemos.
• Sistema multiprocesador:– Aquel que tiene más de un procesador y éstos pueden estar
trabajando en paralelo.
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Evolución de Microprocesadores
Athlon (Thunderbird, XP)Duron
K6 (2, III)K5
AMD
Pentium IVPentium III
Celeron (Mendocino)Pentium II
Pentium ProPentim
80486 (SX, DX, DX/2/4)80386 (DX, SL, SX)
8028680868088
Intel
ModeloFamilia
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Memoria Principal
• Función: unidad donde se almacenan los datos y los programas.
• Parámetros:– Tiempo de Acceso– Tiempo de Ciclo– Ancho de Banda
Celda de memoria (bit)
Palabra de memoria
Acceso a nivel de palabraDirección de memoria = posición asociada a cada palabra
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Memoria Principal
• Tipos– RAM (Random Access Memory):
• Memoria de acceso directo• Memoria de lectura/ Escritura• Volátil• Almacena programa y datos para ejecutarse• Tecnología: DRAM (DDR SDRAM o DDR)
– ROM (Read Only Memory)• Acceso Directo• Memoria de sólo lectura• Programas de encendido, carga S.O y BIOS (actualmente en
una memoria flash)– Caché
• Acelera la transferencia de datos con la CPU.• Tecnología: SRAM
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Memoria
• Jerarquía de Memoria
• Memoria Virtual: Técnica de Gestión de memoria
Registros CPUCaché Nivel 1
RAMCaché Nivel 2
M. Masiva
Precio
Ancho de Banda
Capacidad
Tiempo de acceso
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Buses
• Bus: camino para el flujo de información entre los distintos elementos que forman el ordenador.
• Transmisión:– Serie– Paralelo
• Tipos según el tipo de información:– Bus de Datos: datos e instrucciones– Bus de Direcciones: dirección de memoria o periférico
(n bits direccionan 2n)– Bus de Control: señales de estado y control
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Buses
• Tipos según el nivel de jerarquía– Buses internos– Buses de placa
• Buses dependientes del equipo: (bus local, FSB)
• Buses independientes del equipo:– Buses de expansión: (PCI)– Buses dedicados: (IDE o SCSI, AGP, ATA,
Serial ATA)– Buses externos: (interfaz paralelo, el serie, el bus
USB, Firewire/IEEE1394)
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Buses
Procesador Cache
Controlador local de E/SMemoria
principal
Interfaz con el bus de expansiónRed SCSI Modem Serie
Bus del sistema
Bus de expansión
Bus local
Jerarquía de buses antigua
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Buses
Jerarquía de buses actual
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La Placa Base
• Es el elemento al que se conectan todos los demás componentes. (ATX)
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La Placa Base
• Zócalo de microprocesador:PGA: son el modelo clásico, usado en el 386 y muchos 486
ZIF: Zero Insertion Force (socket),
Slot 1 y Slot A
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La Placa Base
• Zócalos de memoria: lugar donde se conectarán los módulos (conjunto de chips) de memoria RAMMódulos SIMM y DIMM (actuales)
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La Placa Base
• Chipset:– Conjunto de chips que se encargan de controlar las
funciones de los buses y los dispositivos conectados a ellos (CPU, memoria principal y caché, tarjetas, …).
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La Placa Base
• La BIOS:– Programa que se encarga de dar soporte
para manejar ciertos dispositivos denominados de entrada-salida (Input-Output). Físicamente se localiza en un chip como el de la imagen.
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La Placa Base
• SETUP de la BIOS: – Utilidad para configurar muchos parámetros del equipo
(tipo de disco duro, la fecha y hora del sistema, etc.) • CMOS:
– Memoria donde se guardan dichos parámetros– Es de muy bajo consumo y está mantenida con una pila
cuando el ordenador está desconectado.
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La Placa Base
• Slots para tarjetas de expansión (Bus de expansión): Donde se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de video,de sonido, de red,….)
• Ejemplos:– Ranuras ISA– Ranuras Vesa Local Bus (se deja de usar a partir de los Pentium)– Ranuras PCI– Ranura AGP (vídeo)
• Tendencia en la placas actuales a tener el mayor número posible de PCI, alguna ISA por compatibilidad con tarjetas antiguas y uso de AGP para el vídeo.
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La Placa Base
• Memoria Caché:– Memoria muy rápida que se utiliza de puente
entre el microprocesador y la memoria principal o RAM.
• Tipos:– Interna o de primer nivel (L1)– Externa o de segundo nivel (L2)
(Actualmente ambas integradas en la CPU)
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La Placa Base
• Conectores Externos (Puertos):– Conectores para periféricos externos como ratón, teclado,
impresora
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La Placa Base
• Conectores Internos:– Conectores para dispositivos internos, como
puedan ser la disquetera, el disco duro o el CD-ROM.
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La Placa Base
Firewire
USB
Puerto VGA
Puerto de juegos
Puerto para ratón PS/2
Puertos Serie (COM o RS232)
Puerto Paralelo (LPT1)
Teclado
Conectores externos (Puertos)(teclado, ratón, impresora,…)
AGP
PCISlots para tarjetas de expansión(Bus de expansión)
(tarjeta de vídeo, sonido, red,…)
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La Placa Base
BLUETOOTH
WI-FITecnología inalámbrica
SCSI
S-ATA
UDMA (Ultra ATA, Ultra EIDE)
EIDE(ATA-2/Fast ATA)
IDE/ATA original
IDEConectores internos (disquetera, disco duro, CR-ROM,…)
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La Placa Base
• En las placas base modernas es común la integración de componentes. Los más comunes son:– Controladoras de dispositivos. – Tarjeta de sonido.– Controladora de vídeo.
• Ventajas de un alto grado de integración: placasmás baratas y más cómodo
• Inconvenientes: no siempre son componentes de alta gama (sobre todo en tarjetas de sonido y vídeo), además de que cualquier fallo importante en la placa nos deja sin casi nada que poder aprovechar del ordenador.