DEFINICIÓN Y TIPOS DE COMPONENTES
LA CAJA
Es el lugar que alberga las piezas internas que tiene el ordenador. Incluye un pequeño altavoz y una fuente de alimentación normalmente de 230 a 300 W, que proporciona dos tensiones diferentes, una para mantener los componentes electrónicos (5V), y otra para los mecánicos (12V). Dicha fuente dispone de un ventilador que sirve para refrigerarla.
Los modelos antiguos presentaban en la zona delantera un display que indicaba
la velocidad y los botones de encendido, modo turbo y reinicio (reset). En las carcasas modernas, no están presentes el display ni el botón de modo turbo. También en la parte delantera, se sitúan los testigos de encendido y lectura de disco duro (antiguamente, además el indicador de turbo), y los huecos para las unidades de disco flexibles (3” ½ y 5”¼), las unidades de CD-ROM u otros dispositivos de almacenamiento 8grabadoras de CD, DVD, etc). En ciertos modelos, el botón de encendido sirve para activar o desactivar o desactivar el modo suspendido.
TIPOS:
Puede realizarse una distinción previa en función de sus dimensiones. Así, están
Disponibles, de menor a mayor tamaño: mini-torre, sobremesa (ambas de igual tamaño), semi-torre y torre. Las de sobremesa son las primeras que aparecieron y se disponen horizontalmente; los otros modelos se colocan en posición vertical.
No obstante, la distinción más útil quizás sea la que se refiere a la placa base que
es capaz de albergar. Según este criterio, pueden distinguirse las cajas para placa ATX y para placa AT. Esto es algo que se debe tener muy en cuenta a la hora de seleccionar la caja, pues podría ocurrir que se elija una caja cuya fuente de alimentación no sea válida para la placa (ya que los conectores son distintos).
LA PLACA MADRE
Es el componente principal del ordenador. En ella al margen de los componentes
pasivos (resistencias, condensadores, etc), pueden distinguirse unos componentes básicos:
Microchips: Son distintos componentes electrónicos construidos a base de
transistores y circuitos integrados que cumplen distintas funciones, como
son: Regular la frecuencia del reloj de la placa, controlar dispositivos, etc.
-.Ranuras o Slots de expansión, donde se conectan distintas tarjetas
-.Zócalo o Slot para la conexión del Microprocesador
-.Memoria cache de acceso rápido, que agiliza las transferencias de datos entre
el Microprocesador y la memoria principal.
-. BIOS, que contiene los programas de control inter no del ordenador, en una
sola memoria no volátil (ROM). Antiguamente no era posible modificarla,
tan solo podían adaptarse sus características a un equipo concreto mediante
su Setup, quedando las configuraciones, que si son volátiles, almacenadas
permanentemente gracias a una pila. Actualmente, la mayoría de las BIOS se
encuentran implementadas en memorias EEPROM, también llamadas Flash
ROM, mas baratas y con mayor capacidad que otros tipos de ROM y que,
además, tienen la ventaja de que pueden ser reprogramadas si es necesario.
Cuando la placa base en la que van insertadas admite la posibilidad de
reprogramarlas sin necesidad de separarlas de ella, entonces se denominan
Flash BIOS.
• Bancos para la conexión de memoria RAM (dimms o simms, etc)
• Conector para el teclado y el ratón
• Conectores de los puertos (serie, paralelo, USB, IrDA, etc)
• Un grupo de conexiones, llamadas DIP, que según se cierren o abran
configuran de uno u otro modo las características de ciertos componentes del
PC, que no son posibles establecer en el setup de la BIOS. Los puentes que
se usan para cerrar los DIP se denominan jumpers. En las placas modernas,
no es necesario configurar los DIP, ya que estos vienen ya definidos de
fabrica y, en cualquier caso, regulan aspectos internos que el usuario no debe
modificar.
FORMATO FISICO DE LAS PLACAS BASE
Partiendo de la funcionalidad común de los diferentes tipos de placas base, la
evolución y aparición de nuevos componentes ha hecho que el diseño de las placas haya variado. Así, el soporte para nuevas tecnologías como memoria DIMM, DDR, puertos USB, AGP, etc. Ha obligado a una mayor sofisticación de las placas base, pero también el mayor tamaño de los microprocesadores, necesidad de disipadores y aparición de nuevas ranuras ha exigido un cambio de disposición de componentes y variaciones en el tamaño.
FORMATO AT
El formato AT es el mas antiguo y probablemente, el mas popular ya que ha
llegado a soportar hasta el Pentium MMX. Su principal problema es su gran tamaño que la excluye de formatos de caja pequeños llegando incluso a sobreponerse sobre bahías de disqueteras, discos, etc. Con la consecuente incomodidad de trabajo. Otro problema añadido del formato AT es la ubicación del microprocesador. Situado a continuación delas ranuras, si se inserta una tarjeta larga puede llegar a entorpecer la inserción de la misma ( una simple Sound Blaster ISA no entra). Para entender este “error” de diseño, debemos tener en cuenta que este formato ha aguantado mas de diez años y en su día no se pensaba en tarjetas “largas”, ya que las ranuras primarias solían ser ISA de 8 bits y, por supuesto, tampoco se pensó en la necesidad de los disipadores de calor del micro.
El formato AT sólo dispone del conector de teclado soldado en la placa base.
Tanto el puerto serie como el paralelo precisan de un cable para su conexión hacia el exterior de la placa. Esto hace incomodo el montaje y su reparación. Para solucionar el problema del tamaño se diseño el formato “baby AT2 que si bien es mas pequeño, no es estandart en la ubicación de los taladros para la sujeción a la caja. No obstante se puede fijar aunque sin utilizar todos los tornillos, de todas formas seguía con el problema de la ubicación del microprocesador.
FORMATO ATX
Ha sido el primer cambio notable en cuanto a la tecnología de las placas base. El
formato ATX cubre una amplia gama de microprocesadores, desde los Pentium MMX hasta los actuales PentiumIV. Era de esperar ya en 1995 que se asentase como un estándar dado que se trata de un desarrollo de INTEL. Sus dimensiones son de 305 x 244 mm, aunque existe una versión conocida como mini ATX de 280 x 204 mm. El formato de esta placa permite un montaje mas limpio del ordenador, ya que, por ejemplo, no es preciso disponer de cable para conectar puertos serie, paralelo, PS/2, USB... sino que directamente que vienen integrados en la propia placa. Incluso las ampliaciones son mas sencillas al encontrarse los componentes mejor distribuidos.
Por ejemplo, la ubicación del microprocesador ha cambiado desde el encuadre inferior derecho al superior izquierdo. Las ventajas del cambio son dos: por un lado, el microprocesador no molesta para el montaje de las diferentes tarjetas, por otro lado su ubicación cercana a la fuente consigue una mayor refrigeración del microprocesador.
En cuanto a la alimentación también se dan mejoras significativas. Entre otras la
placa ya recibe directamente 3v de tensión continua, usado por la mayoría de los
microprocesadores (que suelen ser 3v o ligeramente inferiores) y lejana a los 5v usados por los 80486. Esto evita la integración de reguladores de tensión para alimentar al micro con una elevada potencia de transformación de 5v a 3v que se reflejaba como disipación de calor. Además el conector de alimentación de la placa es único y de 20 pines, evitando riesgos de montajes erróneos como podía ocurrir con las placas AT al disponer de dos conectores idénticos de alimentación.
ZOCALOS: EVOLUCION DEL SOCKET
En la primera época de los PC era normal encontrar los microprocesadores
soldados a la placa base. Esto no llamaba la atención a nadie y, por supuesto, un cambio de microprocesador implicaba necesariamente un cambio de placa base. Las novedades informáticas no aparecían con la misma frecuencia que hoy, por lo que los cambios eran mas lentos.
Esta libertad de diseño que daba la relación placa-micro, permitía a los fabricantes no seguir estándares en cuanto a formato se refiere, ya que, además de la no necesidad de estandarización, las placas jamás podrían ser intercambiadas. Poco a poco se fue comprobando que este no era un buen sistema y que si bien favorecía la economía de los fabricantes, no ocurría lo mismo con la de los usuarios finales.
Con la necesidad pues de estandarización de un sistema para albergar el
microprocesador en la placa base, fue necesaria una compatibilidad entre fabricantes, teniendo que responder todos a un diseño de “patas hacia fuera” aunque internamente fuesen diferentes.
Tras los primeros intentos en formato DIP (Dual Inline Package), por fin
apareció lo que durante muchos años definiría el formato físico de los micros: el socket. Bajo este nombre se conoce al zócalo donde Irán insertados los microprocesadores desde los 486. Obviamente ha sido preciso ir adaptando el formato del zócalo a los requerimientos impuestos por los nuevos microprocesadores (numero de pines, tensión...).
Formato LIF y ZIP
Con el socket como elemento estándar de comunicación micro-placa, los
fabricantes deben diseñar sus placas base para que admitan diferentes rangos de
frecuencia de un micro en lugar de diseñarlas para una frecuencia única. Incluso las placas aceptan distintos microprocesadores de diferentes fabricantes. Esta libertad de cambio conlleva también sus problemas. Así, una operación de cambio de microprocesador implica la extracción del micro e inserción del nuevo por presión, mediante mas de una centena de delgados pines. Si dicha operación no se realiza con cuidado, se corre el riesgo de dañar el zócalo o, lo que es peor, los pines del microprocesador, inutilizando el sistema. Es preciso simplificar la operación. Con esta finalidad aparecen los zócalos ZIF (Zero Insertion Force) y LIF (Low Insertion Force).
Media nte un sencillo sistema mecánico, se consigue liberar los pines del micro para su extracción o inserción y aprisionarlos una vez se encuentra en su correcta ubicación. El mas popular fue el ZIP y se acopló inmediatamente a los diferentes sockets que aparecieron en el mercado.
La facilidad de cambio obliga a garantizar la correcta orientación del micro. Con
esta finalidad los sockets presentaban pines de inserción asimétricos, omitiendo
generalmente uno en una de las esquinas que el procesador presenta roma.
EL CHIPSET
El chipset es una integración de diferentes circuitos periféricos de la placa base.
Su función es, en otras, la de gestionar el acceso a los datos así como el proceso de calculo, la gestión de memoria y la coherencia con la memoria caché de segundo nivel.
El Chipset, como circuito encargado de mantener toda la lógica del PC que no
esta integrada en el microprocesador, se encarga, en todos los casos, de gestionar las siguientes funciones:
- Direccionamiento, decodificación y mapeado de memoria.
- Canales de DMA.
- Control de la interfaz de teclado (incluyendo el reset por software).
- Control de las interrupciones.
- Control de los cristales de sincronización (reloj).
- Circuito de alimentación del reloj en tiempo real
- Control de la memoria principal del sistema
En algunos casos, puede encargarse también (dependiendo del modelo) de:
- Control de la memoria caché externa
- Gestión de las funciones de “turbo”, al nivel lógico
- lógica de los estados de esperas programables.
- Velocidad del bus.
Los Chipset van asociados por generaciones a los microprocesadores que dan
soporte. De esta forma es fácil asociar prestaciones concretas a los chipset,
relacionándolas con los micros. Todo esto es valido para INTEL pero en caso de
fabricantes de microprocesadores como AMD o CYRIX hay variaciones. Estos dos
productores han ido reali zando micros compatibles con INTEL en cuanto al chipset se refiere hasta llegar a la ultima generación, donde sus microprocesadores trabajan con los chipsets diseñados para la penúltima generación de INTEL.
BIOS
Esta claro que el PC ejecuta los comandos que habitualmente se encuentran en la
memoria. Ahora bien, nada mas arrancar el ordenador, la memoria no contiene aun ningún tipo de software y es la BIOS quien asume las funciones “de dirección” del PC. De esta forma, el microprocesador acudirá a una dirección estándar entre los fabricantes de BIOS para encontrar el “inicio” de dicha BIOS. Normalmente se entiende que hay una única BIOS para controlar el sistema pero es habitual que determinados componentes (tarjeta de video, discos duros, etc.) también tengan su propia BIOS.
Secuencia de actuación de la Bios.
Es la BIOS quien controla la secuencia de arranque del ordenador. Cada vez que
se enciende la maquina se realizan una serie de operaciones. Esto es lo que se llama un “arranque en frío”. Si el reinicio se hace mediante la pulsación de Ctrl+Alt+Supr se realiza un “arranque en caliente”, produciéndose el mismo proceso descrito a continuación pero comenzando desde el tercer punto:
1. Tras conectar el PC, se produce la estabilización de la tensión. Finalizando el
proceso cuando la señal de power good aparece. Durante este tiempo el
microprocesador está e estado de espera gracias a una señal de reseteo
generada por el Chipset (igual a la producida por el botón de reset). Una vez
habilitado el micro, accede a la dirección FFFF0h donde se encuentra el
inicio del programa de ejecución de la ROM BIOS.
2. Tomado el control por la BIOS, ejecuta el POST o Test de autochequeo
(“power on self test”), evaluando la BIOS de la tarjeta de video y arrancando
el sistema de video, si todo es correcto. Si se produce algún error en el POST
detendrá el proceso y generará mensajes acústicos. Si el proceso continua, se
evaluaran el resto de los dispositivos.
3. Pasadas estas comprobaciones se habilitara el monitor, mostrando el conteo
de memoria del sistema y se realizara un “inventario” de los componentes
del PC para habilitar un chequeo por cada uno de los dispositivos instalados.
Es ahora también cuando se inicia el proceso de “plug and play” mostrando
en pantalla todos los elementos encontrados.
4. Lega el momento de encontrar una unidad de arranque de sistema operativo,
según la secuencia definida en la propia BIOS. Por defecto esta búsqueda
comenzara en la unidad A:, pasara por el disco duro y posteriormente al resto
de unidades de sistema, aunque este orden se puede cambiar en el Setup de la
BIOS.
5. Cuando encuentra una unidad se accede a una ubicación física concreta
donde se encuentra el sector de arranque: cilindro 0, cabeza 0 y sector 1. Si
este sector está preparado con las rutinas del sistema operativo oportunas, el
sistema arrancará, en caso contrario se continuara la búsqueda con el resto de
las unidades.
SLOTS
Los slots o ranuras de expansión son aquellas donde se insertarán las distintas
tarjetas que conforman el PC. Aunque no existe una normativa, las ranuras ISA suelen ser blancas o negras (casi siempre negras), las VESA marrones y las PCI blancas. El numero de ranuras depende del tipo de placa base y arquitectura que soporte. Lo habitual es disponer de buses ISA, ISA -VESA, o ISA-PCI. Existen algunas placas que recibían el nombre de VIP (VESA-ISA -PCI) que proporcionaban los tres tipos de arquitectura para microprocesadores 486. Desde PENTIUM en cualquiera de sus variaciones, la constitución de los buses se realiza ISA y PCI.
BUSES
Se entiende por bus el camino o canal por donde se enviaran o recibirán señales
mas de dos dispositivos internos del ordenador. Estas señales pueden corresponder a datos, instrucciones o direcciones y, de forma habitual, se usan los tres tipos para completar una operación. Por ejemplo, para escribir una información en memoria será preciso direccional a que celda se desea enviar la información (bus de direcciones), dar la orden de escritura (bus de control) y enviar los datos (bus de datos).
La diferencia ortodoxa entre un bus y un puerto es que el bus comunica varios
dispositivos mientras que un puerto solo dos.
Tipos de Bus
• BUS XT
• BUS ISA
• BUS EISA
• BUS MCA
• BUS VESA
• BUS PCI
• BUS AGP
CONTROLADORAS MULTI I/O
Se trata de la tarjeta encargada de gestionar las comunicaciones entre el PC,
dispositivos como discos duros o CD-ROM, disqueteras y puertos. Antiguamente se trataba de una tarjeta individual, y aunque se pueden encontrar todavía en el mercado lo habitual es que vengan integradas en la placa.
Control de discos duros y unidades CD-ROM
Controladora MFM.
“Modified Frequency Modulation”. Es la mas antigua y muy fácil de reconocer
debido a que usa dos conectores (aparte de la alimentación): uno de control de 34 hilos y otro de datos de 20.
Controladora RLL
“Run Lenght Limited”. Son prácticamente iguales a las MFM pero permitían
manejar discos más grandes
Contorladora ESDI
“Enhaced Small Device Interface”. Su baja difusión fue debida a su elevado
precio. Básicamente se diferencia de otras en que no codifica los datos sino que los trasporta directamente. Esto consigue un aumento de velocidad considerable llegando a aumentar el rendimiento hasta un 300%.
Controladora SCSI.
“Small Computer System Interface”. Consigue una transmisión paralela de 8 bits
optimizando el funcionamiento del disco, consiguiendo velocidades similares ala ESDI(en su variable SCSI” “2fast & Wide”, la tasa máxima es de 20Mb/seg de pico). Los discos admiten hasta 36 sectores. Admite un control de hasta 14 discos duros. Una de las características mas llamativas es que no necesitan que se declare el disco en el setup de la BIOS, ya que llevan un microcontrolador que se encarga de la gestión. Disponen de memoria caché en la que guardan la información para evitar realizar muchas lecturas. Usan un único cable de 50 hilos.
Controladora IDE.
Sin duda, las controladoras IDE “Integrated Drive Electronics” son las mas
difundidas y económicas. Llevan un único cable de 40 hilos y funcionan con 16 bits
como mínimo. Trabajan según la filosofía “AT Attachment” (ATA), derivando en
montar ciertos dispositivos de control en el disco duro y eliminándolos de la
controladora. De esta forma se abaratan costes de la controladora y se crean discos duros más “inteligentes”.
Controladora de disquetera.
Las controladoras también se encargan de la gestión de las disqueteras del PC.
El numero de disqueteras se limita a dos como máximo y la identificación de la mismas
(A: o B:) depende de la conexión física de la disquetera con respecto al cable.
CONTROL DE PUERTOS.
Otra de las misiones de las controladoras es gestionar la comunicación de los
puertos. En primer lugar habría que distinguir los diferentes tipos de puertos. De forma casi invariable, un PC dispondrá siempre de dos puertos serie y un puerto paralelo. Además se podrá completar son puertos mas potentes como el USB o el FireWire. Cada tipo de puerto justifica una ampliación y da respuesta a una serie de necesidades. Así los puertos serie son los mas lentos, ya que manejan periféricos con pocas necesidades de transferencia de información, por ejemplo los ratones. Los puertos paralelos, con mas capacidad de transferencia, se usan fundamenta lmente para impresoras. Por ultimo los USB y los FireWire responden a requisitos concretos. Todos estos puertos siguen dependiendo de la controladora y la configuración de la misma se realiza sobre la propia tarjeta o desde la BIOS si se encuentra integrada en la placa base.
Puertos Serie.
Vienen implementados en el PC con conectores “sub-19” de 9 pines macho y,
ocasionalmente, como 25 pines macho, aunque la funcionalidad es la misma. Su nombre proviene de la forma en que se envía la información, transmitiendo bit a bit los datos de forma asíncrona. Esto le limita en cuanto a potencia de transmisión relegándole a tareas con pocas necesidades de transferencia. De forma habitual, se suele usar casi de formaúnica para manejar el ratón.
El sistema operativo lo identifica como COMx donde x corresponde al numero
de puerto serie al que corresponde.
Puertos paralelos
También reciben su nombre a partir del modo en que envían y reciben la
información. En este caso, la información se envía mediante 8 bits en paralelo, es decir un byte entero. Esto agiliza la transferencia de datos con respecto al serie y permite la conexión de periféricos con mas demanda de infor mación. Habitualmente se usa para impresoras, aunque también se pueden encontrar otros dispositivos como escáneres, plotters, unidades ZIP, CD -ROM externos y alguno mas. En el caso de las impresoras, el otro extremo del cable es un conector Amphenol de 36 contactos.
Su implementación física se realiza a través de un conector “sub-D” de 25 pines
hembra y el sistema operativo lo reconoce como LPTx donde n corresponde al numero de puerto. El puerto paralelo tuvo un “antes y un después” a partir de la aparición de la norma IEEE 1284 o “Standard Signaling Method for a Bi-directional Parallel Peripherical for Personal Computer” en 1994 que estandariza los modos de trabajo. Hasta entonces solo se trabajaba con el estándar CENTRONICS. La IEEE 1284 habilita cinco protocolos diferentes que incrementan la velocidad en las transmisiones además de incluir la posibilidad de la comunicación bidireccional manteniendo la compatibilidad con todos los periféricos de conexión paralelo.
DIRECCIONAMIENTO DE PUERTOS SERIE Y PARALELO.
Al igual que otros componentes del PC, los puertos tienen dos requerimientos
con respecto al microprocesador: interrupciones y direcciones de memoria. Cada puerto precisa de una interrupción para poder indicar al microprocesador los eventos que pudieran ocurrir. Se podría entender como la necesidad de “llamar la atención” del microprocesador para atender a una tarea. Una vez obtenida la “atención” el trasiego de información se debe realizar a través de la memoria, habilitando una dirección que hará las veces de almacén temporal de datos.
Puertos USB
El Universal Serial Bus es un tipo de puerto diseñado para facilitar la conexión
de dispositivos y puede considerarse, prácticamente, como un bus externo. De pequeño tamaño y forma rectangular el USB dispone de 4 pines: el primero suministra la alimentación de 5 v, los dos siguientes transportan y manejan los datos y el ultimo es la masa. Admite topología organizada en estrella, permitiendo conectar mas dispositivos enlazados entre si. Su conexión se puede realizar en “caliente” sin necesidad de apagar el PC y por supuesto es “plug and play”.
Su aparición fue con los PENTIUM II en cuyas placas se incluían de forma
habitual, aunque ya existía en algunas placas de MMX.
Los buses USB permiten la conexión de hasta 127 dispositivos en cada puerto (aunque no se recomienda mas de 8) con una velocidad de 12 Mbps para dispositivos de velocidad alta y 1,5 Mbps para dispositivos de baja velocidad bajo una estructuración en estrella donde se pueden establecer interconexiones a través de diferentes HUBs ya integrados en los propios periféricos (recomendado no superar mas de 5 niveles). La conexión se realiza con cables de hasta 5 m de longitud.
Puerto FIREWIRE
El FIREWIRE es uno de los estándares de comunicación mas rápidos. Es capaz
de soportar hasta 63 dispositivos con transferencias de hasta 400 Mb/seg.
Aun no existen demasiados periféricos que trabajen con FireWire, soporta “plug
and play” y conexión en caliente.
La Pila
Es la encargada de alimentar la CMOS donde se guarda el SETUP. Suele
aparecer junto al conector del teclado en la placa base y pueden ser pilas recargables de níquel-cadmio o las famosas “de botón”. Nor malmente se espera de estas pilas una vida media de unos 10 años. Las pilas actuales de litio no precisan que se las recargue, lo que simplifica el diseño de la placa base.
MICROPROCESADORES
Los microprocesadores son, sin duda, el “cerebro” del ordenador.
Internamente – y sin entrar en grandes detalles- se divide en dos apartados: la
UC (unidad de control) que gobierna todos los procesos y la ALU (Unidad Aritmético- Lógica) que se encarga de todas las operac iones y cálculos. También cuenta con una serie de registros así como, a partir de un determinado nivel de micro, con memoria caché propia.
8086
Fue el primer microprocesador de 16 bits desarrollado por INTEL en el año
1978. Se trata de un integrado de 20 pines con una estructura de direcciones de memoria de 20 bits, lo que permitía direccional hasta 1 Mb. Alcanzaba una velocidad de 4,7 Mhz y llego a 10 Mhz. Tuvo problemas de comercialización debido a su elevado precio. Este micro sentó las bases de lo que seria el desarrollo de los microprocesadores, guardando todos sus “descendientes” compatibilidad con el.
8088
Aparece en el año 1981 como sucesor del 8086. Internamente trabajaba con un
bus de datos de 16 bits, aunque externamente, lo hace a 8 bits (lo que abarató
considerablemente el resto de componentes). Su bus de direcciones, al igual que el 8086 era de 20 bits, lo que conseguía un área direccionable de memoria de 220= 1.048.576 = 1 MB. Con una velocidad de trabajo de 8 Mhz, en versiones posteriores se llegaron a alcanzar los 12 Mhz.
80386
Primero apareció el 386DX con una arquitectura tanto interna como externa de
32 bits. Fue el primero en incluir posibilidades de gráficos en color de alta resolución así como sonido. Este micro dependiendo del fabricante, trabajaba entre los 16 y 40 Mhz. Su formato también variaba según el fabricante, los de INTEL tenían 100 pines y los de AMD 132. El 386DX era capaz de direccionar hasta 4 Gb de memoria, pero tenia el serio inconveniente del precio. El 386SX aparece como respuesta al alto precio del 386DX.
i486
En 1989 aparecen los i486DX. El motivo del cambio de nomenclatura
(históricamente después de 286 y 386 debería ser el 486) se debe a la oficina de patentes de EE.UU.. Dicha oficina no reconoce dígitos como marca registrada, lo que favorece a La competencia de empresas como CYRIX o AMD que pueden llamar a sus productos con el mismo nombre que INTEL.
PENTIUM
El PENTIUM (o 586), presentó graves problemas en sus inicios debido a un
error de fabricación en su modelo a 60 Mhz. Este error era provocado, bajo
determinadas circunstancias, al realizar una operación de coma flotante. Posteriormente aparecieron distintos modelos que duplicaban la velocidad del bus, trabajando a 75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, y 200 Mhz que funcionaban perfectamente. Una de las novedades que incorpora es el trabajar (a partir del P/66) a 3,3 v de alimentación en lugar de con 5 v. Esta novedad ya fue implementada por su competidor AMD en el modelo 486 DX2. La caché usada es de 16 Kb. En AMD, el PENTUM recibe el nombre de K5.
PENTIUM PRO
El PENTIUM PRO es un microprocesador que INTEL ha orientado a
aplicaciones y sistemas operativos de 32 bits (como Windows NT). Al iguala que el
PENTIUM convencional, dispone de 8 Kb de memoria caché interna para datos y otros 8 para instrucciones, pero en el caso del PRO la memoria caché es de nivel 2 (L2) en lugar del nivel 1 (L1) usado por el PENTIUM convencional. Se pueden encontrar versiones de PENTIUM PRO con 256 Kb y 512 Kb de memoria L2.
PENTIUM MMX (MultiMedia eXtensions)
O P55C es un microprocesador que maneja 257 instrucciones (57 mas que el
PENTIUM convencional). Estas nuevas instrucciones están orientadas a los multimedia y se define como el cambio mas radical desde el 386. Otra novedad de este tipo de micros es lo referente al consumo de corriente. No todo el micro trabaja a la misma tensión de alimentación, sino que usa un voltaje dual. Dispone de la doble de caché es decir 16 Kb para datos y 16 para instrucciones.
PENTIUM II
Este micro consigue aunar la potencia del PENTIUM PRO con las ventajas
multimedia del MMX. Diseñado para 233, 266 y 300 Mhz dispone de una memoria
caché interna de 512 Kb. Otra novedad incluida es el tipo de zócalo que INTEL lanza como nuevo estándar para su microprocesador: el SEC (“single Edge Connect”) que ira “pinchado” en el slot 1. La memoria caché integrada ya no va integrada en el propio micro. Este tipo de montaje facilitaba la velocidad de transferencia. En el caso del PENTIUM II, la memoria caché de segundo nivel va en un circuito impreso que sirve de soporte para el micro. Esto baja la transferencia a pesar de que INTEL aseguraba que se aumenta.
PENTIUM CELERON
Aunque no sea la idea con la que INTEL pretende vender este producto, el
Celeron se puede entender como un PENTIUM II SX. Se trata de un microprocesador inferior al PENTIUM II pero con mejor precio.
Este micro apareció bajo dos encapsulados diferentes: el SEPP y el PPGA. El
primero fue el mas común, recordando el típico de PENTIUM II pero con la carencia de uno de los laterales plásticos (mas adelante también aparecieron algunos PENTIUM II con este encapsulado).
PENTIUM II XEON
El PENTIUM II XEON ha sido la respuesta de INTEL a la carencia de
microprocesadores especializados en redes. De cara a trabajar en maquinas que hagan la función de servidor, el PENTIUM XEON ha sido adoptado por los principales fabricantes de hardware para sus servidores.
Sus altas prestaciones justifican su elevado precio. Así hay tres versiones: con
512 Kb, 1 y 2 Mb de memoria caché L2 síncrona con el micro. El L1 sigue
manteniendo el estándar de 32 Kb repartidos en dos módulos de 16 Kb destinados a instrucciones y datos.
PENTIUM III
Funciona con un bus externo de 100 Mhz o 133 Mhz, por supuesto “hereda” la
tecnología MMX además de 70 nuevas instrucciones (llamadas Streaming Single
Instruction Multiple Data) orientadas al manejo de gráficos 3D, video y audio. Incluye, además, 512 Kb de memoria caché de segundo nivel. Incluye 8 nuevos registros de 128 bits, además de los 8 registros FP ya existentes de 64 bits. Vino cargado de una polémica, cada micro era numerado de forma única, con lo que desaparecía el “anonimato” del usuario. Aunque esta identificación es “camuflable” desde BIOS, esta novedad no fue del agrado de los usuarios, sobre todo los internautas.
PENTIUM 4
Lo mas llamativo de este micro es que se trata de un desarrollo completamente
nuevo, es decir, no se ha apoyado en diseños anteriores como ocurría, por ejemplo, con el PENTIUM III (que era PENTIUM II avanzado).
El formato en el que se suministra es para socket 423 y socket 478, el primero lo
utilizan los micros fabricados con tecnología de 0,18 micras, con la llegada de la
tecnología 0,13 micras obligó a adoptar un método de fijación mas adecuado: el socket 478. Aunque con un mayor numero de pines, su tamaño es muy inferior gracias a la reducción del tamaño del micro.
MICROPROCESADORES AMD:
AM386 y AMD486, fueron los primeros procesadores que rompieron el
monopolio de INTEL, eran equivalentes a los 386 y 486 de este fabricante.
•K5. se diseñó para enfrentarse a los PENTIUM II. Funciona con aplicaciones
de 16 y 32 bits e incorpora me moria caché L1. en los modelos de mas alto
nivel el bus funciona a 66 Mhz, su gama va del PR75 al PR166.
•K6. Sus prestaciones superan a las de PENTIUM MMX, aunque están por
debajo de las del PENTIUM II, incorpora mas memoria caché L1 que su
predecesor y el modelo de mas alto nivel, el de 300 Mhz, admite velocidades
de bus de 100 Mhz.
•K6-II. Todos sus modelos soportan el bus de 100 Mhz y ya soporta AGP. Se
ha aumentado la memoria L1 e incorpora un juego de instrucciones,
denominadas 3DNow!, que aceleran en gran medida las aplicaciones 3D. Se
presenta en modelos que van desde 300 Mhz a 500.
•K6-III. Se presenta con velocidades desde 400 Mhz. Incorpora las
instrucciones 3DNow!, y un sistema innovador llamado TriLevel, que
cuadriplica el rendimiento de la memoria caché
•DURON. A partir de 750 Mhz, se trata de una versión mas económica del
Athlon, aunque su aparición es posterior. La caché L2 alcanza los 192 Kb y
la velocidad del bus es de 200 Mhz
•K7 Athlon. Es el mas reciente microprocesador de AMD. Esta disponible a
partir de velocidades a partir de 500 Mhz y por encima de 1,5 Ghz, con una
velocidad de bus interno de hasta 266 Mhz. Incluye 128 Kb de caché L1 y
también L2.
MEMORIA
La memoria es uno de los componentes principales del PC. Su función es la de
almacenar datos e instrucciones de forma temporal, y de ahí la razón de su nombre con la analogía biológica.
Un PC dispone principalmente de dos tipos de memoria : ROM y RAM. La
diferencia evidente entre ellas es que la primera es de solo lectura, es decir, no se puede borrar ni escribir (inicialmente) y la segunda permite su uso completo al usuario, con el matiz de la volatilidad o lo que es lo mismo, la perdida de datos ante una falta de suministro eléctrico.
ROM
Read Only Memory. Se trata de una memoria de solo lectura implementada por
el fabricante para uso del PC. Entre otras cosas, contiene rutinas del sistema BIOS. Existen tres variaciones básicas sobre esta memoria: PROM, EPROM y EEPROM
PROM
Programmable ROM. Se trata de un chip ROM “en blanco” sin ningún
contenido que permitía su escritura. Solo se puede escribir una vez.
EPROM
Erasable Programmable ROM. Es similar a la anterior, pero puede ser reescrita.
El proceso de borrado consiste en la aplicación de luz ultravioleta en una ventana que el chip tiene en su zona superior. Una vez aplicada dicha luz durante un determinado intervalo de tiempo, la EPROM está dispuesta para ser reescrita nuevamente.
EEPROM
Electrically Erasable Programable ROM. Es la popularmente conocida “FLASH
BIOS”. De prestaciones identicas a la EPROM, elimina el molesto proceso de borrado y lo substituye por un control software. Esto permite, en el caso de la BIOS, que el usuario pueda actualizar la misma con las mejoras que se implementen por software
RAM
Random Access Memory. Es la memoria de acceso aleatorio. Se trata de una
memoria que esta a disposición del usuario. Tiene la característica de ser de lectura y escritura además de volátil. En función de cómo son capaces de mantener los datos el usuario podrá encontrar memorias estáticas SRAM (Static RAM) o dinámicas DRAM (Dinamic RAM). Las denominadas estáticas mantienen sus datos sin ninguna otra aportación que la carga de datos inicial y el fluido eléctrico. Las memorias dinámicas precisan que se les “recuerde” el va lor que se desea almacenar. Según el tipo de memoria estos refrescos se realizan con mayor o menor frecuencia.
LA MEMORIA CACHÉ
Existe un tipo de memoria denominado caché que se incorpora en la placa base
pagilizar los procesos entre la memoria del sistema y el microprocesador.
Habitualmente en los 486 se incorporaba este tipo de memoria en un zócalo DIL (Dual In Line), aunque en las placas base PENTIUM se tiende a un zócalo donde se pueda insertar la memoria que el usuario desee. Habitualmente estas memorias han sido asíncronas y ultimadamente se tiende al tipo sincrono que llega a aumentar hasta un 13% el rendimiento. Estos tipos de memoria aceleran considerablemente todo el proceso, ya que son capaces de enviar más instrucciones al microprocesador en menos tiempo (SRAM con tiempos de acceso inferiores a 2 nseg). Por lo general, las placas llevan soldada la memoria aunque algunas incorporan zócalos para ampliación llamados COAST (“Cache On A STick”) en módulos similares a los SIMM. Esta memoria se sitúa entre el microprocesador y la RAM del sistema de forma que el controlador de la caché se ira anticipando a la CPU y suministrara información a la memoria caché desde la RAM en previsión de lo que el microprocesador necesite.
La memoria caché de primer nivel L1 Es aquella que esta implementada en el
propio microprocesador. La de segundo nivel L2 es la que se encuentra en la placa base (salvo el caso del PENTIUM II que la llevaba en la placa-circuito impreso del encapsulado.
CARACTERISITICAS DE UNA UNIDAD DE DISCO
SENSIBILIDAD
Se trata del ancho de pista que es capaz de leer la cabeza de la disquetera. La
información se lee sobre pistas concéntricas alrededor del eje. Un mayor numero de pistas aumenta la sensibilidad peor también hace que el ancho de las pistas sea menor. Aunque se guarda una distancia de seguridad entre pistas, cabe la posibilidad de error si la cabeza no está lo suficientemente ajustada para leer o escribir donde debe.
VELOCIDAD DE ROTACION
Dentro de una disquetera se producen varios tipos de movimientos. Uno de ellos
es el de rotación alrededor del eje. Esta velocidad, en todos los casos, es de 300 r.p.m., excepto en el caso de las unidades de 5¼ de alta densidad donde dicha velocidad aumenta hasta 360 r.p.m.
CENTRADO
Hace referencia a la posición física del disco duro introducido, con respecto al
eje de giro de la disquetera. Ya que la lectura/escritura sobre disco se realiza de manera tangencial, es necesario una correcta alineación. Esto se consigue mediante anclajes mecánicos y no es un error habitual.
TANGENCIA
Se trata de al posición que la cabeza de lectura/escritura debe adoptar para
trabajar con el disco. Ya que los datos están escritos “de forma circular”, se debe
acceder a ellos de forma tangencial. Una mala colocación de la cabeza repercutirá en problemas con los discos.
IDENTIFICACION LOGICA DE UNA DISQUETERA
La conexión a la controladora se realiza mediante un cable plano de 34 líneas.
Para indicar si se desea trabajar con una unidad de disco de forma que se denomine A: o B: se realiza mediante el cruce del bus. Consiste en un pequeño cruce de hilos en el bus de las disqueteras. En dicho bus circulan, entre otras, dos señales independientes de activación de motor y dos señales independientes de selección de unidad (“drive select” en las líneas 14 para A: y 12 para B:). la recepción de datos en las disqueteras se produce en el pin 16 para la activación de motor y en el 12 la selección de unidad. Dándose el cruce precisamente en estos hilos, se produce el efecto deseado.
DISCOS DUROS
Al igual que las disqueteras, son dispositivos mecánicos de lectura/escritura. El
principio es el mismo: consiste en varios discos que giran juntos y unas cabezas que acceden a ellos. Las cabezas de lectura, a diferencia de las disqueteras, no están en contacto con el disco sino que “flotan” en el colchón de aire que se produce en el giro. La distancia entre las cabezas y la superficie del disco es tan pequeña que una simple partícula de humo entre ambas bastaría para dañar la cabeza. Pro este motivo, los discos están encapsulados hermétic amente. Todos los cabezales se mueven a la vez mediante un motor sincrono auxiliar. Es una controladora la que decide que cabeza lee o escribe en cada momento. En los discos duros, la parte superior del primer plato es la cara 0, la inferior, la 1, en el s egundo plato, la parte superior será la 2, la inferior la 3 y así sucesivamente. La pista 0 es la mas exterior.
EL DISCO DURO A ESCALA FISICA
Un disco duro es un dispositivo hermético en cuyo interior se encuentran los
platos donde se guarda la informa ción y unas cabezas para leer o escribir sobre ellos. Además, existen dos motores, uno encargado de hacer girar el disco y otro para el movimiento de las cabezas. El conjunto se complementa con una electrónica capaz de sincronizar los dos motores, acciones de las cabezas, procesos de lectura/escritura y codificación/descodificación de información y memoria. El funcionamiento en el ámbito conceptual es sencillo. Los diferentes platos que conforman el disco y de forma solidaria un mismo eje giran a una velocidad determinada. Cuando la información llega al disco duro en formato paralelo es preciso codificarla para obtener buenos resultados información/unidad de superficie y se transforma en datos serie. Estos datos son los que, por inducción, excitaran una bobina que, en definitiva, no es más que la cabeza de escritura. Esta, cuando esta situada en el sector donde se desea escribir, magnetizará la superficie del disco quedando así la información almacenada. La lectura es similar, pero es el propio disco el que por inducción sobre la cabeza consigue que le magnetismo se convertirá en corriente que podría ser interpretada digitalmente. Por supuesto el proceso de decodificación y conversión serie -paralelo se realiza antes de “entregar” la lectura al bus.
PLATOS
Suelen ser de una aleación de aluminio sobre la que se ha depositado una
sustancia magnética que puede ser oxido de hierro. En algunos casos existe un
recubrimiento adicional por encima de la superficie magnética, un derivado de carbono para proteger la superficie de posibles colisiones.
MATERIAL DEL SOPORTE OPTICO
Se debe aplicar una sustancia susceptible de ser magnetizada sobre la superficie
del disco. Interesa que dicha sustancia tenga un coeficiente de rozamiento muy bajo y esté pulida por posibles “aterrizajes” inesperados de las cabezas. Debe tener también una buena estabilidad a la temperatura, ya que las dilataciones y contracciones pueden alterar el fino posicionamiento de los datos dando lugar a errores de direccionamiento.
CABEZALES DE LOS DISCOS
Son los encargados de leer y escribir en los platos. Aunque los primeros
cabezales usados fueron de ferrita y, básicamente, electroimanes, se han substituido por los magneto resistivos (MR), diseñados por IBM. Este tipo de cabezal incluye dos cabezas independientes: una para lectura y otra para escritura. Aunque el proceso de escritura no varia demasiado con respecto al de una disquetera, el de lectura emplea una resistencia que varia en función del campo magnético al que es sometida. Este sistema permite la miniaturización de los cabezales y un aumento de densidad de grabación muy importante. El hecho de utilizar cabezales cada vez mas pequeños y acercarlos mas a la superficie del disco, favorece poder trabajar dominios magnéticos menores en superficie, aumentando así la densidad de datos. Ahora bien, esto exige una mayor
fiabilidad de componentes y se incrementa el riesgo de “aterrizajes” sobre la superficie del disco. De cara a evitar estos problemas, se protegen las superficies de los discos con materiales deslizantes.
MOTOR DE POSICIONAMIENTO
Es el encargado de desplazar las cabezas hasta la posición física del disco a la
que se desea acceder. De el dependen todas las cabezas montadas como si de un peine se tratase, donde cada púa tiene un cabezal en su extremo. Aunque las cabezas se mueven de forma conjunta, solo es una la que trabaja en un momento determinado.
MOTOR DE ROTACION
Es el encargado de hacer girar los discos sobre un mismo eje. Debe ser de gran
precisión, ya que las variaciones máximas permitidas están en torno al 5% sobre
velocidades que oscilan entre las 3600 y 12000 r.p.m. asociado a dicho motor se
encuentra un circuito que se encarga de estabilizar la velocidad.
Los dos motores implicados en la dinámica del disco funcionan a 12 v, mientras
que los 5 v suministrados por la fuente de alimentación se usan para la electrónica del disco.
LECTOR DE CD-ROM
En poco difiere un CD-ROM de un disco duro convencional o cualquier otro
dispositivo de almacenamiento basado en un disco físico que gira. En este caso la parte mecánica es muy similar a cualquier otro dispositivo, matizando, como no, el proceso exclusivo de lectura que, en este caso y a diferencia de lo que suele ser común en le PC, no es magnético sino óptico. El concepto es muy sencillo:
Un diodo láser de infrarrojos emite un rayo de luz contra un pequeño espejo
móvil. Dicho espejo forma parte de la cabeza y es el encargado de moverse y
direccional toda la superficie del disco.
De este modo se consigue la “estabilidad” del diodo. El rayo reflejado se hace incidir sobre la superficie de la unidad CD -ROM, accediendo a un punto concreto del mismo que, en función de la información grabada, devolverá un flujo de luz concreto. A través de diferentes lentes, espejos y colectores, se recogerá la luz y se ara llegar a un fotodetector, cuya misión será la de convertir los impulsos luminosos en impulsos eléctricos para su posterior tratamiento como información digital.
UNIDADES CD-R
Las unidades CD-R o simplemente grabadoras de CD, están en pleno auge tras
alcanzar precio s muy competitivos. En le proceso de lectura, funcionan igual que
cualquier unidad lectora. Los CD-R reemplazan los puntos físicos moldeados en la
superficie del disco que usan los discos compactos convencionales por unas marcas, similares a una fina capa de tinte sensible, lo que les permite realizar grabaciones pero no “regrabaciones” sobre un mismo medio.
UNIDADES CD-RW
Los discos CD-RW reemplazan el tinte usado por los CD-R con una capa
especial que admite el cambio de fase en el proceso de grabación, formada por
compuestos químicos y que le confiere la propiedad de poder cambiar su estado cuando se le aplica energía.
LA CABEZA LECTORA Y SU MOVIMIENTO
El concepto de cabeza en los discos compactos difiere respecto a los discos
duros aunque, en algunos aspectos mecánicos, se mantiene una cierta similitud. El movimiento de la lente se realiza a través de un carril que recorre el CD de manera radial, como si se tratase de una disquetera. Este movimiento es gobernado por un servomotor que, a su vez, se gestiona desde un microcontrolador.
TARJETAS GRAFICAS O DE VIDEO
Se trata de uno de los componentes principales del PC. Dado que el monitor es
el medio por excelencia de comunicación maquina -usuario. En cuanto a su conexión física, la tarjeta de video puede ir en una ranura mas como cualquier otra; aunque existen ranuras dedicadas tal fin: AGP.
CLASES DE TARJETAS DE VIDEO
MDA
Monochrome Display Adapter. Fue lanzada por IBM con una memoria de 4Kb
de forma exclusiva para los monitores TTL. No disponía de gráficos y su única
resolución era la presentada en modo texto (80 x 25) en caracteres de 14 x 9 puntos, sin ninguna posibilidad de configuración
CGA
Color Graphics Array. Aparece en el año 1981 también de la mano de IBM y fue
muy extendida. Permitía matrices de caracteres de 8 x 8 puntos en pantallas de 25 filas y 80 columnas. En modo grafico admitía resoluciones de hasta 640 x 200
HGC
Hercules Graphics Card. Aparece en el año 1982, con gran éxito convirtiéndose
en un estándar de video a pesar de no disponer del soporte de las rutinas BIOS por parte de IBM. Su resolución era 720 x 384 puntos en monocromo con 64 Kb de memoria.
EGA
Enhaced Graphics Adapter. Fue diseñada por IBM en 1984 e implementada es
sus primeros AT. Acepta memoria de 256 Kb con la que obtiene resoluciones de 640 x 350 y 640 x 200. el color se formaba con cuatro bits dando lugar a 16 combinaciones diferentes. Como novedad esta tarjeta incluye una BIOS propia independiente de la del sistema donde se incluyen todas las rutinas de video precisas.
MCGA
Memory Controller Gate Array. Se comportan en modo texto con 25 filas y 80
columnas con una paleta de 16 colores, seleccionables de un total de 262144. en modo grafico admiten 640 x 480 /1 color, 0 320 x 200 / colores. Fue la primera tarjeta que envió al monitor una señal ana lógica en lugar del formato digital. Esto abre el abanico de posibilidades de representación de color, al no existir un limite como ocurría con el resto, hasta ese momento los colores conseguidos consistían en la aplicación del popular RGB (Red, Green y Blue) además de un nivel de intensidad en cada caso. La ausencia o
presencia de cada color con su intensidad da lugar a la paleta de colores máxima y finita de este tipo de tarjetas. Al usar señales de tipo analógico, se disparan las posibilidades de colores y brillos.
VGA
Video Graphics Adapter. Aparece en 1987 con una resolución de 640 x 480 en
modo grafico representando 256 colores con una paleta de 262.144 y de 720 x 400 puntos en modo texto. Dispone de 256 Kb de memoria mínima aunque con esa memoria solo alcanza resoluciones de 320 x 200 por lo que se ampliaban a 512 Kb, 1 o 2 M.
SVGA
Súper VGA. Permite resoluciones de hasta 1280 x 1024 y hasta 16,7 millones
de colores, aunque estos se pueden superar según la memoria instalada.
ACELERADORES
Consisten en un chip incluido en las tarjetas de video. Consiguen aliviar al
microprocesador de trabajo gracias a la implementación de diferentes rutinas de video en el propio chip. Dicho de otra forma: “saben” realizar determinadas funciones graficas, por lo que no precisan de la presencia del micro ni consumir, por tanto, ningún ciclo de maquina. Las funciones que realizan son las de transferencias de bits, desplazamiento de determinadas áreas a través de la pantalla, coloreado de rectángulos y trazados de líneas. usan transferencias por bloque de bits para realizar sus operaciones. El resto de las tareas graficas son las que la CPU debe realizar. Son de alto rendimiento en Windows.
