Estructura de un Ordenador Personal

1. 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

2. Estructura de un Ordenador
2
Estructura de un Ordenador
MEMORIA MASIVA
ENTRADA
SALIDA
MEMORIA PRINCIPAL
Datos e instrucciones
PROCESADOR CENTRAL (CPU)
UNIDAD DE
CONTROL
ALU
Unidad Aritmético
Lógica

3. Estructura de un Ordenador
3
Unidad Central de Proceso
•
F
unción:
realiz
a las operaciones más importantes, además de
sincroniz
a
r el funcionamiento
del resto de unidades. Es el
“cerebro del ordenador”.
•
C
omponentes:
–
U
nidad Aritmético-Lógica (A.L.U.)
–
U
nidad de Control (U.C.)
•
D
enominación:
–C
.
P
.
U
.
–
P
rocesador
–
M
icroprocesador (todo integrado en la misma pastilla) (ALU, UC, memoria caché, coprocesador matemático (FPU))

4. Estructura de un Ordenador
4
Microprocesador
•
P
arámetros 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.

5. Estructura de un Ordenador
5
Microprocesador
•
Compatibilidad
:
–
D
os 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
:
–
V
elocidad con la que el procesa
dor manipula la información.
El rendimiento global viene determinado por la velocidad del reloj, la arquitectura del proc
esador, el tamaño de la palabra
de CPU

6. Estructura de un Ordenador
6
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:
–
A
quel que tiene más de un procesador y éstos pueden estar
trabajando en paralelo.

7. Estructura de un Ordenador
7
Evolución de Microprocesadores
Athlon (
T
hunderbird, XP) Duron
K6 (2, III)
K5
AMD
Pentium IV Pentium III
Celeron (
M
endocino)
Pentium II
Pentium Pro
Pentim
80486 (
S
X, DX, DX/2/4)
80386 (
D
X, SL, SX)
80286
80868088
Intel
Modelo
Familia

8. Estructura de un Ordenador
8
Memoria Principal
•
F
unción:
unidad donde se almacenan los datos y los programas.
•
P
arámetros:
–
T
iempo de Acceso
–
T
iempo de Cic
lo
–
A
ncho de Banda
Celda de memoria (bit) Palabra de memoria
Acceso
a nivel de palabra
Dirección
de memoria = posic
ión asociada a cada palabra

9. Estructura de un Ordenador
9
Memoria Principal
•
T
ipos –R
A
M

(Random
A
ccess Memory):
•
M
emoria de acceso directo
•
M
emoria de lectura/ Escritura
•
V
olátil
•
A
lmacena programa y datos para ejecutarse
•
T
ecnología: DRAM
(DDR SDRAM o DDR)
–R
O
M
(Read
O
nly
M
emory)
•
A
cceso Directo
•
M
emoria de sólo lectura
•
P
rogramas de encendido, carga S.O
y
BIOS
(actualmente en
una memoria flash)
–C
a
c
h
é
•
A
celera la transferencia de datos con la CPU.
•
T
ecnología: SRAM

10. Estructura de un Ordenador
10
Memoria
•
J
erarquía de Memoria
•M
e
m
o
r
ia

Virtual
: Técnica de Gestión de memoria
Registros CPU Caché Nivel 1
RAM
Caché Nivel 2
M. Masiva
Precio
Ancho de Banda
Capacidad
Tiempo de acceso

11. Estructura de un Ordenador
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Buses
•
Bus:
camino para el flujo de información entre los
distintos elementos que forman el ordenador.
•
Transmisión:
–S
e
r
ie
–
P
aralelo
•
Tipos según el tipo de información:
–B
u
s
d
e

Datos
:
d
atos
e instrucciones
–B
u
s
d
e

Direcciones
: dirección de memoria o periférico
(n bits direccionan
2
n
)
–B
u
s
d
e

Control
: señales de estado y control

12. Estructura de un Ordenador
12
Buses
•
T
ipos según el nivel de jerarquía –
B
uses internos
–
B
uses de placa •
B
uses dependientes del equipo:
(bus local,
FSB)
•
B
uses independientes del equipo: –
B
uses de expansión:
(PCI)
–
B
uses dedicados:
(IDE o SCSI, AGP, ATA,
Serial ATA)
–
B
uses externos:
(interfaz paralelo, el serie, el bus
USB, Firewire/IEEE1394)

13. Estructura de un Ordenador
13
Buses
Procesador
Cache
C
ontrolador
local de E/S
Memor
i
a
principal
Interfaz con
el bus de expansión
Red
SCSI
Modem
Serie
Bus del sistema
Bus de expansión
B
u
s local
Jerarquía de buses antigua

14. Estructura de un Ordenador
14
Buses
Jerarquía de buses actual

15. Estructura de un Ordenador
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La Placa Base
•
E
s el elemento al que se conectan todos los demás
componentes.
(ATX)

16. Estructura de un Ordenador
16
La Placa Base
•
Z
ócalo de microprocesador:
PGA
:
son el modelo clásico, usado en el 386 y muchos 486
ZIF
:
Zero
Insertion
F
orce
(socket),
Slot 1
y
Slot A

17. Estructura de un Ordenador
17
La Placa Base
•
Z
ócalos
de memoria:
lugar donde se conectarán los
módulos (conjunto de chips) de memoria RAM
Módulos
SIMM
y
DIMM
(actuales)

18. Estructura de un Ordenador
18
La Placa Base
•
C
hipset:
–
C
onjunto de chips que se encargan de controlar las
funciones de los buses y los
dispos
itivos conectados a
ellos (CPU, memoria principal y caché, tarjetas, …).

19. Estructura de un Ordenador
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La Placa Base
•L
a

BIOS
:
–
P
rograma 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.

20. Estructura de un Ordenador
20
La Placa Base
•
SETUP de la BIOS:
–
U
tilidad para configurar
m
u
chos parámetros d
e
l equipo
(tipo de disco duro, la fecha y hora del sistema, etc.)
•C
M
O
S
:
–
M
emoria donde se guardan dic
hos parámetros
–
E
s de muy bajo consumo y está mantenida con una
pila
cuando el ordenador está desconectado.

21. Estructura de un Ordenador
21
La Placa Base
•
S
lots
para tarjetas de expansión (Bus de expansión):
Donde se introducen las tarjetas
de expans
ión (tarjeta de video,
de sonido, de red,….)
•E
je
m
p
lo
s
:
–
R
anuras ISA
–
R
anuras Vesa
Local Bus (se deja de usar a partir de los Pentium)
–
R
anuras PCI
–
R
anura AGP (vídeo)
•
T
endencia en la placas actual
es a tener el mayor número
posible de PCI, alguna ISA por compatibilidad con tarjetas antiguas y uso de AGP para el vídeo.

22. Estructura de un Ordenador
22
La Placa Base
•
M
emoria
Caché:
–
M
emoria muy rápida que se utiliza de puente
entre el microprocesador y la memoria principal o RAM.
•T
ip
o
s
:
–
I
nterna o de primer nivel (L1)
–
E
xterna o de segundo nivel (L2)
(Actualmente ambas integradas en la CPU)

23. Estructura de un Ordenador
23
La Placa Base
•
C
onectores Externos (Puertos):
–
C
onec
tores para periféricos externos como ratón, teclado,
impresora

24. Estructura de un Ordenador
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La Placa Base
•
C
onectores Internos:
–
C
onectores para dispositivos internos, como
puedan ser la disquetera, el disco duro o el CD- ROM.

25. Estructura de un Ordenador
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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
Conec
tores externos (Puertos)
(teclado, ratón, impresora,…)
AGPPCI
Slots para tarjetas de expansión
(Bus de expansión)
(tarjeta de vídeo, sonido, red,…)

26. Estructura de un Ordenador
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La Placa Base
BLUE
TOOTH
WI-FI
Tecnología inalámbrica
SCSI
S-ATA
UDMA (Ultra
ATA, Ultra
EIDE)
EIDE(ATA-2/Fast ATA)
IDE/ATA original
IDE
Conec
tores internos (disquetera,
disco duro, CR-ROM,…)

27. Estructura de un Ordenador
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La Placa Base
•
E
n las placas base modernas es común la
integración
de componentes. Los más comunes son:
–
C
ontroladoras de dispositivos.
–
T
arjeta de sonido.
–
C
ontroladora de vídeo.
•
Ventajas
de un alto grado de
integración: placas
más 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.