Conceptos Básicos de micro-informatica

Descripción breve de algunos conceptos relacionados a la micro-informatica como lo son: procesador, RAM, Placa Base, estructura de un ordenador, microprocesador entre otros.

1. Presentado por:
Juan Sebastián Bejarano Ballén

2. •Sedivideendospartes:elHardwareyelSoftware.
•Elhardwareeslapartefísicadelcomputador,lapartetangible;esaquelloquepodemos
tocardelcomputador.
•Elsoftwareeslapartelógicadelcomputador,eselconjuntodeinstruccionesquele
ordenanalhardwarequetareadeberealizar.
•Loscomponenteselectrónicos,mecánicosydesoporte,quehacenquefuncionela
máquinaquepodemosverytocar.Conestoselementosunordenadorpuedemanejar
materialmentelainformación.

3. •Unapartedeesainformaciónconsisteeninstruccionesacercadeloqueelordenadortieneque
hacerconelrestodelainformaciónqueguarda.Eninformática,atodainformaciónque
contieneinstruccionessobreloquehayquehacerselellamaengeneralsoftware.
Dentrodelsoftwaresehaceunadistinción:
•Datosquecontieneninformaciónpura,porejemplonúmeros,documentos,imágenes.
•Instruccionesrelativasaloquehayquehacer,esdecir,losmétodos.
•DentrodelsoftwarepodemosdefinirunaparteotipomuyconcretodenominadoFirmware.

4. Generación
Características PRIMERA SEGUNDA TERCERA CUARTA
Años 1951-1959 1960-1964 1965-1969 1970-
Componentes Válvulas Transistores Chips LSI-VLSI
Niveldeintegración 1
uc/cm
3
100
uc/cm
3
10.000
uc/cm
3
1.000.000
uc/cm
3
Velocidad del
Proceso
0.01 Mips 0.1 Mips 10 Mips 1.000 Mips
Tiempoentrefallos Horas Decenas de HorasCentenas de
Horas
Miles de Horas
Periféricos -Vinculados a la
Unidad Central
-Escasa variedad
-Independientes
de la UC
-Cintas y discos
-Gran
variedad
-Gráficos
-Imágenes
-Terminales
inteligentes
Software -Inflexible
-Leng. Máquina
-Sin SO
-Leng. Simbólicos
-SO Batch
-Teleproceso
-Leng Alto
nivel
-Multiprog
-Tiempo
compartido
-Leng4ª
generac.
-IA. SE
-Redes

5. •Laarquitecturadeunacomputadoraexplicalasituacióndesuscomponentesypermite
determinarlasposibilidadesdeunsistemainformático,conunadeterminada
configuración,puedarealizarlasoperacionesparalasquesevaautilizar.Laarquitectura
básicadecualquierordenadorcompletoestáformadoporsolo5componentesbásicos:
procesador,memoriaRAM,discoduro,dispositivosdeentrada/salidaysoftware.

6. •LaprincipalaportacióndelprimerodelosPC'sdeIBMfuesuconstrucciónmodular;es
decir,elordenadorestabaformadoporunconjuntodecomponenteselectrónicos
conectadosentresídeformaquesefacilitabantantoelmantenimientocomolaposterior
ampliacióndelhardware

7. •LaestructuradeVonNeumann,esunaestructuraenlaquelosprogramasylosdatosse
almacenanenunamismamemoriadelecturayescritura.Ademásloscontenidosdeesta
memoriasedireccionanindicandosuposiciónsinimportareltipo.
•Lamemoriaestadivididaendoszonas.Unzonaespararetenerlosdatosyotrazonaes
paraalmacenarelprograma.
•Estaestructuradefineunordenadorcomocuatrosubsistemas:
LA MEMORIA
LA UNIDAD ALU
LA UNIDAD DE CONTROL
DISPOSITIVO DE ENTRADA / SALIDA

8. •Lamemoriaestabaformadapor1024palabras(ampliablea4K)de40bits(¡binario!).Cada
palabrapodíacontener2instruccionesounnumeroenterode39bits.
•Lasinstruccionestenían8bitsparaindicareltipodeinstrucción,y12bitsparaespecificar
unapalabradememoria.
•Launidadaritmético-lógicateniaunregistrointernode40bitsllamado“acumulador”.Una
instruccióntípicasumabaelcontenidodeunapalabradememoriaalacumulador,o
almacenabaelcontenidodelacumuladorenunapalabradememoria.
•Estamáquinanodisponíadearitméticadecomaflotante(vonNeumannpensabaque
cualquiermatemáticocompetentedeberíasercapazdellevarmentalmentelacuentadela
posicióndelacomadecimalo,mejordicho,binaria).

9. •Launidadcentraldeprocesoeselcorazóndelcomputador.Controlaelflujodedatos,los
procesa,ygobiernalasecuenciadelasaccionesentodoelsistema.Paraellonecesitaun
osciladorexternoorelojquesincronizalasoperacionesymarcalavelocidaddeproceso,
estevamarcandolaevolucióndelCPUymidesuvelocidaddefuncionamiento;enforma
noafortunadalafrecuenciadelrelojdelCPUvienelimitadaporlatecnologíadelCPUydel
computadorcompletoyadependiendodelosperiféricos,sustarjetasgráficas,memorias,
etc.
•DoscomponentestípicosdeunaCPUson:
•La unidad de lógica / aritmética (ALU), que realiza operaciones aritméticas y lógicas.
•La unidad de control (CU), que extrae instrucciones de la memoria, las descifra y ejecuta,
llamando a la ALU cuando es necesario.

10. •Esunaplacadecircuitoimpresosobrelaquehaymontadaunaseriadecomponentes
electrónicos.Tambiénllamadatarjetamadreeselcomponentequeseutilizaparaconectar
losdemáscomponentesesencialesdeunacomputadora.Apartedeloscomponentes
pasivos,existeunaseriedeelementosimportantes.Lasiguienteimagenmuestrala
distribucióndeloscomponentesqueconformanunaplacabase.

11. •LaplacabasedelPChasufridonumerosasvariacionesdesdesuaparición.Cadanuevo
formatohaidobuscandosiempremejorasencuantoalafacilidaddemontaje,ventilación,
proximidaddeelementosafines,seguridadyproteccioneseléctricas.Pororden
cronológico,laevolucióndeestosformatosvienemarcadaporlosmodelosAT,Baby-AT,
ATXymicro-ATX.Acontinuaciónsevanadescribirlostresúltimosformatos,

12. •El"chipset"eselconjunto(set)dechipsqueseencargandecontrolar
determinadasfuncionesdelordenador,comolaformaenqueinteracciona
elmicroprocesadorconlamemoriaolacaché,oelcontroldepuertosPCI,
AGP,USB.Lascaracterísticasdelchipsetysugradodecalidadmarcaránlos
siguientesfactoresatenerencuenta:
•Queobtengamosonoelmáximorendimientodelmicroprocesador.
•Posibilidadesdeactualizarelordenador.
•Poderutilizarciertastecnologíasmásavanzadasdememoriasyperiféricos.

13. •ElpuenteNorte(NorthBridge),esuncircuitointegrado,elcualeselenlace
entreelprocesadorycomponentesdelaplacamadrecomolamemoria.
Ademáscontrolalasfuncionesdeaccesoentreyhaciaelprocesador.

14. •El puente Sur (South Bridge), se comunica indirectamente con el procesador por medio del
puente Norte, es el componente que se encarga de comunicar el procesador al resto de de
los periféricos.
•Es el chip que implementa las capacidades “lentas” de la placa madre, en una arquitectura
chipset puente norte/puente sur.

15. •RandomAccessMemory,eslamemoriadeaccesoaleatorio,lacualesun
chipenelquesealmacenanlosprogramasydatosqueprovienenovana
enviarsealmicroprocesador.Suprincipalfunciónespermitirelacceso
rápidoacualquierbytedelamemoria.

16. •EsunaMemoriadeLecturayEscrituradedatosagranvelocidad
•Esvolátil,estoes,sisecortaelsuministroeléctricosepierdelainformación
•Esdeaccesoaleatorio:sepuedeaccederasusposicionessinrequerirunalectura
secuencialdelosdatosanteriores(mayorvelocidad)

17. •Cuando vamos a utilizar un programa
•a) Se copia en la Memoria RAM.
•b) El procesador lee paso a paso todas las instrucciones del programa.
•c) El procesador guarda en la RAM los resultados de los cálculos.
SOFTWARE
CANTIDAD DE
RAM
MS-DOS 640 KB
Windows95 16 MB
Windows98 32 MB
GráficosyMultimedia 64 MB
3D,animaciones,video 128 MB
Windows2000 256 MB

18. •Esunadelasúltimastecnologíasquesehaimplementadoenprocesadores
paramejorarelrendimiento,simulandodosprocesadoreslógicosdentrode
unúnicoprocesador,porloquelosprocesosdeejecucióndelosprogramas
esmayor,yaquemejoraeltiempoderespuesta.

19. •TantoAMDcomoIntelhanincorporadoensusCPU’stecnologíasquesimplificany
optimizannotablementelosesquemasdevirtualización.
•EnelcasodeIntelsedenominaVR,yestádisponibleenlaslíneasVpro,Xeone
Itanium.
•AMDprimerobautizóasutecnologíadevirtualizacióncomoPacificayluegopasó
allamarseAMD-V.Lamismaestádisponibleentodoslosprocesadoresconsocket
AM2(inclusiveenlosmodelosmáseconómicos).Estatecnologíapareceseraún
máspotentequeladeIntel.

20. •Setraduceaccesosamemoriarealizadoporlosdispositivosenlugardepor
elprocesador,comoelMMUyalohace.Estatraduccióndedireccionesse
implementaenunesquemabasadopaginación.

21. •Esunfactordeterminanteparaelfuncionamientoyrendimientodeun
ordenador,teniendoencuentaquelosdemáscomponentestambiénson
importantes.
•Elprocesadoresunelementocapazdeejecutardiferentesoperacionescon
losdatosqueleenvíanlasaplicaciones.

22. •Elrendimientodeunprocesadorsemideenlosciclosderelojinternoyes
medidoensegundos(Ciclosporsegundo),lasmedidasenlasquese
representaconHz,MHz–GHz.Estoindicalacantidaddeoperacionesque
puedeejecutarunordenador.

23. •UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA (ALU): Es donde se ejecutan cada una de las operaciones
(p.ej.: traspasar un dato de la memoria a un registro de la CPU, realizar la suma de las datos
almacenados en un registro, etc) sean aritméticas o lógicas.
•UNIDAD DE DECODIFICACIÓN DE INSTRUCCIONES: Es el lugar donde se decodifican las
instrucciones de los programas.
•UNIDAD DE CONTROL DEL BUS: Detecta señales de estado otras partes y genera
señales de control motorizando las operaciones.
•UNIDAD DE PUNTO FLOTANTE (FPU): Es la que se encarga de manejar los números
decimales

24. MARCA DENOMINACIÓN CARACTERÍSTICAS
INTEL
8086 Procesadorde8bitsa4,77Mhz
8088 Procesadorde16bits
80386 Año1985.De32bits.ApareceelSOWindows
80486 DX Año1989.Igualque386peroconcoprocesadormat.
Pentium 3millonesdepuertas.Problemasdecalentamientoyen
coprocesador.Fueronsubsanados
Pentium Pro 1995.paraSOdeservidoresWindowsNTyUNIX
Pentium MMX 1996.ParaMultimediaeInternet
Pentium II 1997.7,5millonesdepuertas.Desde233a450Mhz
Pentium III 1999.Multimediaygráficos3D.1000Mhz
Pentium IV 2000.Videoycalidaddeaudio.1,3a1,5Ghz
IA-64 2001entreIntelyHP
NEC V20 y V30 Similaresal8086y8088.Primerosclónicos
AMD K5, K6, K7 SimilaresalosPentium.Masbaratos,menoseficaces
CYRIX M1, M2, MII SimilaresaPentium.Coprocesadorbastantemalo

25. •DDR:DDR,DoubleDataRate,significamemoriadedobletasadetransferenciadedatosen
castellano.Sonmóduloscompuestospormemoriassíncronas(SDRAM),disponiblesen
encapsuladoDIMM,quepermitelatransferenciadedatospordoscanalesdistintos
simultáneamenteenunmismociclodereloj.LosmódulosDDRssoportanunacapacidad
máximade1GiB.
•DDR2:LasmemoriasDDR2tienenmayoreslatenciasquelasconseguidasconlasDDR
convencionales,cosaqueperjudicabasurendimiento.ReducirlalatenciaenlasDDR2noes
fácil.ElmismohechodequeelbufferdelamemoriaDDR2puedaalmacenar4bitspara
luegoenviarloseselcausantedelamayorlatencia,debidoaquesenecesitamayortiempo
de“escucha”porpartedelbufferymayortiempodetrabajoporpartedelosmódulosde
memoria,pararecopilaresos4bitsantesdepoderenviarlainformación.

26. •DDR3:Estosmódulospuedentransferirdatosaunatasaderelojefectivade800-1600
MHz,comparadoconelrangoactualdelDDR2de533-800MHzó200-400MHzdelDDR.
SeprevéquelatecnologíaDDR3seadosvecesmásrápidaquelaDDR2,lamemoriacon
mayorvelocidadhoyendía,yelaltobandaanchaqueprometióofrecerDDR3eslamejor
paralacombinacióndeunsistemadualyprocesadores“quadcore”.
•DDR4:DDR4quetendránmayorvelocidaddebúsquedaymayoreficienciaencuantoal
consumoenergético.Losprimerosmódulosquesecomercializaráncontaráncon
velocidadesde2.133y2.667Mhz,unañodespuésselanzaránotragamadaconvelocidades
cercanasalos3.200Mhz.

27. •Hyper-Threading: http://www.intel.la/content/www/xl/es/architecture-and-
technology/hyper-threading/hyper-threading-technology.html
•RAM: http://computadoras.about.com/od/conocer-mi-computadora/f/que-es-La-Memoria-
Ram.htm
•Estructura de Von Neumann: https://bart2603.wordpress.com/2009/08/02/el-modelo-de-
von-neumann-un-nuevo-concepto-para-un-mejor-desempeno/
•Arquitectura Von Neumann:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/50/Arquitecturaneumann.jpg/3
30px-Arquitecturaneumann.jpg
•Rendimiento de un procesador: http://www.desarrolloweb.com/articulos/medir-
rendimiento-computadora.html
•South Bridge; A Northbridge: https://impact.asu.edu/cse420sp07/.../Joshua.ppt