UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA.FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

Y DE LA SALUD.ESCUELA DE ENFERMERÍA.

ESTRUCTURA INTERNA DEL COMPUTADORAlumna: Samantha Pineda.

Curso: 1er Semestre B

Unidad Central de Proceso (bus de datos, reloj, microprocesador, memoria principal).

Tarjeta madre (puertos, ranura o slot, tarjetas de expansión)

Bus de datos

Envía la información entre las partes del equipo.

Reloj

En electrónica digital, se refiere a un dispositivo o circuito que genera una señal a unadeterminada frecuencia para ser utilizada en la sincronización de los diferentes procesos oetapas que le siguen.En informática, no parece tener sentido.

El Microprocesador en las Computadoras

Un sistema de computadora cuenta con una unidad que ejecuta instrucciones de programas.Esta unidad se comunica con otros dispositivos dentro de la computadora, y a menudocontrola su operación. Debido al papel central de tal unidad se conoce como unidad centralde procesamiento (microprocesador), o CPU (Central processing unit).

Dentro de muchas computadoras, un dispositivo como una unidad de entrada, o uno dealmacenamiento masivo, puede incorporar una unidad de procesamiento propia, sin embargotal unidad de procesamiento, aunque es central para su propio subsistema, resulta claro queno es "central" para el sistema de computadora en su conjunto. Sin embargo, los principiosdel diseño y operación de una CPU son independientes de su posición en un sistema decomputadora. Este trabajo estará dedicado a la organización del hardware que permite a unaCPU realizar su función principal: traer instrucciones desde la memoria y ejecutarlas.

El microprocesador se lo conoce también con el nombre de "CPU" aunque algunosle llaman así a la caja con todos sus componentes internos.La CPU no reconoce los números que maneja ya que sólo se trata de una máquinamatemática, la razón por la cual nuestra computadora puede proveernos de unentorno cómodo para trabajar o jugar es que los programas y el hardware"entienden" esos números y pueden hacer que la CPU realice ciertas accionesllamadas instrucciones.Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

Encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir sudeterioro como por ejemplo por oxidación con el aire y permitir el enlace con los conectoresexternos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base directamente.

Memoria caché: una memoria ultrarrápida que almacena ciertos bloques de datos queposiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM,aumentando as í la velocidad y diminuyendo la el número de veces que la PC debe acceder a laRAM. Se la que se conoce como caché de primer nivel, L1 (level 1) ó caché interna, es decir, la queestá más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él, todos los micros tipo Intel desdeel 486 tienen esta memoria.

Coprocesador matemático: es la FPU (Floating Point Unit - Unidad de coma Flotante) parte delmicro especializada en esa clase de cálculos matemáticos; también puede estar en el exterior delmicro, en otro chip.

Unidad lógica aritmética (ALU): es el último componente de la CPU que entra en juego. La ALUes la parte inteligente del chip, y realiza las funciones de suma, resta, multiplicación o división.También sabe cómo leer comandos, tales como OR, AND o NOT. Los mensajes de la unidad decontrol le dicen a la ALU qué debe hacer .

Unidad de control: es una de las partes más importantes del procesador, ya que regula el procesoentero de cada operación que realiza. Basándose en las instrucciones de la unidad dedecodificación, crea señales que controlan a la ALU y los Registros. La unidad de control dice quéhacer con los datos y en qué lugar guardarlos. Una vez que finaliza, se prepara para recibir nuevasinstrucciones.

Prefetch Unit: esta unidad decide cuándo pedir los datos desde la memoriaprincipal o de la caché de instrucciones, basándose en los comandos o lastareas que se estén ejecutando. Las instrucciones llegan a esta unidad paraasegurarse de que son correctas y pueden enviarse a la unidad dedecodificación.

Unidad de decodificación: se encarga, justamente, de decodificar o traducirlos complejos códigos electrónicos en algo fácil de entender para la UnidadAritmética Lógica (ALU) y los Registros .

Registros: son pequeñas memorias en donde se almacenan los resultados delas operaciones realizadas por la ALU por un corto período de tiempo.

Velocidad del RelojEn la CPU, todas las partes internas trabajan sincronizadas, gracias a un reloj interno que actúa comometrónomo. Con cada ciclo de reloj, el micro puede ejecutar una instrucción del software.La velocidad de reloj es la cantidad de ciclos por segundo generados, cuanto más alto sea ese valor,más veloz será la PC típicamente, un micro cualquiera trabaja a una velocidad de unos 500 MHz y más,lo cual significa 500 millones de ciclos por segundo.Debido a la extrema dificultad de fabricar componentes electrónicos que funcionen a las inmensasvelocidades de MHz habituales hoy en día, todos los micros modernos tienen 2 velocidades:Velocidad interna: la velocidad a la que funciona el micro internamente 200, 333, 450, 500, 750,1000, etc. etc. MHz.Velocidad externa o de bus: o también FSB, la velocidad con la que se comunican el micro y la placabase, típicamente, 33, 60, 66, 100, 133, 200, 233, etc. etc. MHz.

Memoria Principal

La memoria principal o primaria (MP) es una unidad dividida en celdas que se identifican mediante una dirección.

Está formada por bloques de circuitos integrados o chips que son capaces de almacenar, retener y memorizar información digital, el microprocesador del ordenador tiene acceso a dichos bloques de circuitos.

La Memoria principal se comunica con el microprocesador de la CPU ,mas conocida como unidad central del proceso, la cual es considerada como el cerebro del ordenador ;mediante el bus de direcciones. El ancho de este bus determina la capacidad del microprocesador para el direccionamiento de direcciones en memoria.

La MP es el núcleo del sub-sistema de memoria de un ordenador y posee una velocidad millones de veces superior que la memoria secundaria pero dispone de una menor capacidad de almacenamiento que esta.

Los tipos de MP mas utilizados en los ordenadores son los siguientes:Memoria ROM o memoria de sólo lectura (Read Only Memory): es un circuito integrado(chip) programado con unos datos específicos cuando es fabricado. Los chips decaracterísticas ROM no solo se usan en ordenadores, sino en muchos otros componentes

electrónicos.

Hay 5 tipos básicos de ROM :

ROM: los chips ROM contienen una hilera de filas y columnas, aunque la manera en que interactúan esbastante diferente , usan un diodo para conectar las líneas si el valor es igual a 1, si el valor es 0, laslíneas no se conectan en absoluto. .Estos chips necesitan la perfecta programación y todos los datosnecesarios cuando son creados,ya que no se pueden variar una vez esten creados.

PROM: Los chips Prom solo pueden ser programados una vez. Son más frágiles que los chips ROMhasta el extremo que la electricidad estática lo puede quemar. Afortunadamente, los dispositivos PROMvírgenes son baratos e ideales para hacer pruebas para crear un chip ROM definitivo.

EPROM :Los chips EPROM pueden ser regrabados varias veces.Para b orrar una EEPROM requiere unaherramienta especial que emite una frecuencia determinada de luz ultravioleta. Son configuradasusando un programador EPROM que provee voltaje a un nivel determinado dependiendo del chipusado.

EEPROM : Los chips no tienen que ser retirados para sobre escribirse y a diferencia del EPROM no setiene que borrar el chip por completo para cambiar una porción del mismo, ni utilizar un equipamientoadicional para cambiar el contenido.

Memoria Flash :es un tipo de EEPROM que utiliza un cableado interno que puede aplicar un campoeléctrico para borrar todo el chip, o simplemente zonas predeterminadas llamadas .

Tarjeta Madre

Una tarjeta madre es la plataforma sobre la que se construye la computadora,sirve como medio de conexión entre el microprocesador y los circuitoselectrónicos de soporte de un sistema de cómputo en la que descansa laarquitectura abierta de la máquina también conocida como la tarjeta principal o"Placa Central" del computador. Existen variantes en el diseño de una placamadre, de acuerdo con el tipo de microprocesador que va a alojar y la posibilidadde recursos que podrá contener. Integra y coordina todos los elementos quepermiten el adecuado funcionamiento de una PC, de este modo, una tarjetamadre se comporta como aquel dispositivo que opera como plataforma o circuitoprincipal de una computadora.

Físicamente, se trata de una placa de material sintético, sobre la cual existe uncircuito electrónico que conecta diversos componentes que se encuentraninsertados o montados sobre la misma, los principales son:

Microprocesador o Procesador: (CPU – Unidad de Procesamiento Central) elcerebro del computador montado sobre una pieza llamada zócalo o slot

Memoria principal temporal: (RAM – Memoria de acceso aleatorio) montadossobre las ranuras de memoria llamados generalmente bancos de memoria.

Las ranuras de expansión: o slots donde se conectan las demás tarjetas queutilizará el computador como por ejemplo la tarjeta de video, sonido, modem,etc.

Chips: como puede ser el BIOS, los Chipset o controladores.

Ejemplo de una tarjeta Madre o Principal:

La unión de la CPU, tarjeta gráfica, conectores del procesador, tarjeta de sonido, controladores, disco duro,memoria (RAM), y otros dispositivos en un sistema de computo, así como de las puertas en serie y laspuertas en paralelo.

Es posible encontrar también los conectores que permiten la expansión de la memoria y los controles queadministran el buen funcionamiento de los denominados accesorios periféricos básicos, tales como lapantalla, el teclado, el mouse, disco duro, etc. Contiene un chipset el cual controla el funcionamiento delCPU, las ranuras de expansión y controladores.

De este modo, cuando en un computador comienza un proceso de datos, existen múltiples partes queoperan realizando diferentes tareas, cada uno llevando a cabo una parte del proceso. Sin embargo, lo másimportante será la conexión que se logra entre el procesador central (CPU) y otros procesadores a la tarjetamadre.

COMPONENTES DE UNA TARJETA MADRE

Ranuras de memoria

Chipset de control

BIOS

Slots de expansión (ISA, PCI, AGP...)

Memoria caché

Conectores internos

Conectores externos

Conector eléctrico

Pila

Ranuras de expansión para periféricos

Puertos de E/S.

FUNCIONES DE UNA TARJETA MADRE

Conexión física.

Administración, control y distribución de energía eléctrica.

Comunicación de datos.

Temporización

Sincronismo.

Control y monitoreo.

RANURAS DE EXPANSIÓN.

Al mantener el polvo fuera de estas ranuras se asegura una buena calidad de conexión, si se instalaposteriormente una tarjeta adaptadora en la ranura.

Una vez retirado el polvo excesivo se puede aplicar un producto que acabe de retirar la suciedad de latarjeta y que normalmente contiene una sustancia desengrasante; esto sirve para evitar que pequeñosresiduos de grasa provoquen la acumulación temprana de polvo.

PRECAUCIÓN. Se deberá resistir la tentación de invertir el flujo del aire de la aspiradora o emplear airecomprimido para soplar el polvo fuera de la computadora. En primer lugar, sólo se lograría soplar el polvo deregreso a la habitación, de manera que puede caer otra vez dentro de la computadora. Sin embargo es másimportante el hecho de que el polvo tiene la tendencia a abrirse paso dentro de las unidades lectoras dedisco flexible, ranuras de expansión y otros lugares difíciles de alcanzar. Además, cuide que la brocha y laboquilla de la aspiradora no golpeen ni dañen algo.

PUERTO IDEControla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI (AdvancedTechnology Attachment Packet Interface) y además añade dispositivos como las unidades CD-ROM.

Slots para tarjetas de expansión

Son unas ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión(tarjeta de vídeo, de sonido, de red...). Según la tecnología en que se basen presentan un aspecto externodiferente, con diferente tamaño y a veces incluso en distinto color.

Ranuras ISA: son las más veteranas, un legado de los primeros tiempos del PC. Funcionan a unos 8 MHz yofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido, pero muy pocopara una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser negro; existe una versión aún más antiguaque mide sólo 8,5 cm.

Ranuras Vesa Local Bus: un modelo de efímera vida: se empezó a usar en los 486 y se dejó de usar enlos primeros tiempos del Pentium. Son un desarrollo a partir de ISA, que puede ofrecer unos 160 MB/s a unmáximo de 40 MHz. Son larguísimas, unos 22 cm, y su color suele ser negro, a veces con el final delconector en marrón u otro color.

Ranuras PCI: el estándar actual. Pueden dar hasta 132 MB/s a 33 MHz, lo que es suficiente para casi todo,excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas.

Ranuras AGP: o más bien ranura, ya que se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D, por loque sólo suele haber una; además, su propia estructura impide que se utilice para todos los propósitos, porlo que se utiliza como una ayuda para el PCI. Según el modo de funcionamiento puede ofrecer 264 MB/s oincluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm y se encuentra bastante separada del borde de la placa.

Las placas actuales tienden a tener los más conectores PCI posibles, manteniendo uno o dos conectores ISApor motivos de compatibilidad con tarjetas antiguas y usando AGP para el vídeo.