Bus de datos

Envía la información entre las partes del equipo.

Reloj

En electrónica digital, se refiere a un dispositivo o circuito que generauna señal a una determinada frecuencia para ser utilizada en lasincronización de los diferentes procesos o etapas 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 principios deldiseño 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 algunos lellaman 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 acciones llamadasinstrucciones.Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

Partes principales del microprocesador:

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

Memoria caché: una memoria ultrarrápida que almacena ciertos bloques de datos que posiblementeserán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, aumentando así la velocidad y diminuyendo la el número de veces que la PC debe acceder a la RAM. Se la que seconoce como caché de primer nivel, L1 (level 1) ó caché interna, es decir, la que está más cerca delmicro, tanto que está encapsulada junto a él, todos los micros tipo Intel desde el 486 tienen estamemoria.

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

Unidad lógica aritmética (ALU): es el último componente de la CPU que entra en juego. La ALU es laparte inteligente del chip, y realiza las funciones de suma, resta, multiplicación o división. Tambiénsabe cómo leer comandos, tales como OR, AND o NOT. Los mensajes de la unidad de control ledicen 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 memoria principal ode la caché de instrucciones, basándose en los comandos o las tareas que se esténejecutando. Las instrucciones llegan a esta unidad para asegurarse de que soncorrectas y pueden enviarse a la unidad de decodificación.

Unidad de decodificación: se encarga, justamente, de decodificar o traducir loscomplejos códigos electrónicos en algo fácil de entender para la Unidad AritméticaLógica (ALU) y los Registros .

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

Velocidad del Reloj

En la CPU, todas las partes internas trabajan sincronizadas, gracias a un reloj interno que actúa como

metrónomo. 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 inmensas

velocidades 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 placa base,

típicamente, 33, 60, 66, 100, 133, 200, 233, etc. etc. MHz.

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.

Hay 5 tipos básicos de ROM :

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

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

EPROM :Los chips EPROM pueden ser regrabados varias veces.Para b orrar unaEEPROM requiere una herramienta especial que emite una frecuencia determinada deluz ultravioleta. Son configuradas usando un programador EPROM que provee voltaje aun nivel determinado dependiendo del chip usado.

EEPROM : Los chips no tienen que ser retirados para sobre escribirse y a diferencia delEPROM no se tiene que borrar el chip por completo para cambiar una porción delmismo, ni utilizar un equipamiento adicional para cambiar el contenido.

Una tarjeta madre es la plataforma sobre la que se construye la computadora, sirvecomo medio de conexión entre el microprocesador y los circuitos electrónicos desoporte de un sistema de cómputo en la que descansa la arquitectura abierta de lamáquina también conocida como la tarjeta principal o "Placa Central" delcomputador. Existen variantes en el diseño de una placa madre, de acuerdo con eltipo de microprocesador que va a alojar y la posibilidad de recursos que podrácontener. Integra y coordina todos los elementos que permiten el adecuadofuncionamiento de una PC, de este modo, una tarjeta madre se comporta comoaquel dispositivo que opera como plataforma o circuito principal de unacomputadora.

Físicamente, se trata de una placa de material sintético, sobre la cual existe un circuitoelectrónico que conecta diversos componentes que se encuentran insertados omontados sobre la misma, los principales son:

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

Memoria principal temporal: (RAM – Memoria de acceso aleatorio) montados sobre lasranuras de memoria llamados generalmente bancos de memoria.

Las ranuras de expansión: o slots donde se conectan las demás tarjetas que utilizará elcomputador 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 decomputo, así como de las puertas en serie y las puertas en paralelo.

Es posible encontrar también los conectores que permiten la expansión de la memoriay los controles que administran el buen funcionamiento de los denominados accesoriosperiféricos básicos, tales como la pantalla, el teclado, el mouse, disco duro, etc.Contiene un chipset el cual controla el funcionamiento del CPU, las ranuras deexpansión y controladores.

De este modo, cuando en un computador comienza un proceso de datos, existenmúltiples partes que operan realizando diferentes tareas, cada uno llevando a cabouna parte del proceso. Sin embargo, lo más importante será la conexión que se lograentre el procesador central (CPU) y otros procesadores a la tarjeta madre.

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 deconexión, si se instala posteriormente una tarjeta adaptadora en la ranura.

Una vez retirado el polvo excesivo se puede aplicar un producto que acabe de retirarla suciedad de la tarjeta y que normalmente contiene una sustancia desengrasante;esto sirve para evitar que pequeños residuos de grasa provoquen la acumulacióntemprana de polvo.

PRECAUCIÓN. Se deberá resistir la tentación de invertir el flujo del aire de la aspiradorao emplear aire comprimido para soplar el polvo fuera de la computadora. En primerlugar, sólo se lograría soplar el polvo de regreso a la habitación, de manera que puedecaer otra vez dentro de la computadora. Sin embargo es más importante el hecho deque el polvo tiene la tendencia a abrirse paso dentro de las unidades lectoras de discoflexible, ranuras de expansión y otros lugares difíciles de alcanzar. Además, cuide quela brocha y la boquilla de la aspiradora no golpeen ni dañen algo.

PUERTO IDE

Controla los dispositivos de almacenamiento masivo de

datos, como los discos duros y ATAPI (Advanced

Technology 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 deexpansión (tarjeta de vídeo, de sonido, de red...). Según la tecnología en que se basen presentan unaspecto externo diferente, 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 8MHz y ofrecen un máximo de 16 MB/s, suficiente para conectar un módem o una tarjeta de sonido,pero muy poco para una tarjeta de vídeo. Miden unos 14 cm y su color suele ser negro; existe unaversión aún más antigua que 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 aun máximo 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 casitodo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D. Miden unos 8,5 cm y generalmente sonblancas.

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

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