Manual para arquitectura de pc

ORGANIZADO POR: FERNANDO PERALTA PERALTA
FUENTE:https://sites.google.com/site/computadorasarquitectura/home
MANUAL PARA LA CLASE DE:
INTRODUCCIÓN A LA ARQUITECTURA DE PC

PRIMER TEMA:
INTRODUCCION A LA ARQUITECTURA

1. Introducción a la Arquitectura de Computadores
La arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura
operacional fundamental de un sistema que conforma una computadora. Es decir, es un
modelo y una descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de
diseño para varias partes de una computadora, con especial interés en la forma en que
la unidad central de proceso (CPU) trabaja internamente y accede a las direcciones de
memoria.
La arquitectura de una computadora explica la situación de sus componentes y
permite determinar las posibilidades de un sistema informático, con una determinada
configuración, pueda realizar las operaciones para las que se va a utilizar. La arquitectura
básica de cualquier ordenador completo está formado por solo 5 componentes básicos:
procesador, memoria RAM, disco duro, dispositivos de entrada/salida y software.
1.1 Conceptos Iniciales de la Arquitectura de
Computadores
Un computador es un sistema secuencial síncrono complejo que procesa
información, esta se trata de información binaria, utilizando solamente los dígitos de
valores lógicos ‘1’ y ‘0’. Estos valores lógicos binarios se corresponden con valores de
tensión eléctrica, de manera que un ‘1’ lógico corresponde a un nivel alto a 5 voltios y un
‘0’ lógico corresponde a un nivel bajo de tensión cercano a 0 voltios; estos voltajes
dependen de la tecnología que utilicen los dispositivos del computador.
1.1.1 Procesador
Es el cerebro del sistema, encargado de procesar todos los datos e informaciones.
A pesar de que es un dispositivo muy sofisticado no puede llegar a hacer nada por sí solo.
Para hacer funcionar a este necesitamos algunos componentes más como lo son
memorias, unidades de disco, dispositivos de entrada/salida y los programas. El
procesador o núcleo central está formado por millones de transistores y componentes
electrónicos de un tamaño microscópico. El procesamiento de las tareas o eventos que
este realiza va en función de los nanosegundos, haciendo que los miles de transistores que
contiene este trabajen en el orden de los MHz. La información binaria se introduce
mediante dispositivos periféricos que sirven de interfaz entre el mundo exterior con el
usuario. Estos periféricos lo que van a hacer será traducir la información que el usuario
introduce en señales eléctricas, que serán interpretadas como unos y ceros, los cuales son
interpretados de una manera más rápida por la computadora, ya que el lenguaje
maquina utiliza el código binario para ser interpretado por el computador.

Un sistema jerárquico es un conjunto de sistemas interrelacionados, cada uno de los
cuales se organiza de manera jerárquica, uno tras otro, hasta que alcanza el nivel más
bajo de subsistema elemental. Una posible clasificación seria:
1. Nivel de Componente. Los elementos de este nivel son difusiones de
impurezas tipo P y de tipo N en silicio, polisilicio cristalino y difusiones de
metal que sirven para construir los transistores.
2. Nivel Electrónico. Los componentes son transistores, resistencias,
condensadores y diodos construidos con las difusiones del nivel anterior. Esta
tecnología de muy alta escala de integración o VLSI es la que se utiliza en la
fabricación de circuitos integrados. En este nivel se construyen las puertas
lógicas a partir de transistores.
3. Nivel Digital. Se describe mediante unos y ceros son las puertas lógicas,
biestables y otros módulos tanto combinacionales como secuenciales. Este
nivel es la aplicación del algebra booleana y las propiedades de la lógica
digital.
4. Nivel RTL. El nivel de transferencia de registros RTL será el preferido para
la descripción de los computadores. Elementos típicos en este nivel de
abstracción son los registros y módulos combinacionales aritméticos.
5. Nivel PMS. Este nivel es el más alto de la jerarquía. Las siglas PMS
provienen del ingles Processor Memory Switch. Con elementos de jerarquía
los buses, memorias, procesadores y otros módulos de alto nivel.
1.2 Arquitectura Clásica de un Computador
Modelo Von Neumann
La arquitectura Von Neumann tiene sus orígenes en el trabajo del matemático
John Von Neumann desarrollado con John Mauchly y John P. Eckert y divulgado en 1945
en la Moore School de la Universidad de Pensilvania, Estados Unidos, en el que se
presentaba e EDVAC ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer). De aquí surgió
la arquitectura del programa almacena en memoria y búsqueda/ejecución secuencial
de instrucciones. En términos generales una computadora tiene que realizar 3 funciones:
 Procesamiento de Datos
 Almacenamiento de Datos
 Transferencia de Datos
Tal que un PC (Personal Computer) debe procesar datos, transformando la
información recibida, de igual forma tiene que almacenar datos, como resultado final de
estas. También debe de realizar transferencia de datos entre su entorno y el mismo. La
arquitectura de un computador hace referencia a la organización de sus elementos en

módulos con una funcionabilidad definida y a la iteración entre ellos. En el esquema de la
Figura 1.1 se muestra la estructura básica de Von Neumann que debe llevar una
computadora para su correcta operación.
FIGURA 1.1: ESTRUCTURA BÁSICA DE UNA COMPUTADORA.
 CPU (por el acrónimo en inglés de central processing unit) : La unidad central de
proceso es el corazón del computador. Controla el flujo de datos, los procesa, y gobierna
el secuenciamiento de las acciones en todo el sistema. Para ello necesita un oscilador
externo o reloj que sincroniza las operaciones y marca la velocidad de proceso, este
va marcando la evolución del CPU y mide su velocidad de funcionamiento; en forma no
afortunada la frecuencia del reloj del CPU viene limitada por la tecnología del CPU y del
computador completo ya dependiendo de los periféricos, sus tarjetas graficas, memorias,
etc. Por lo tanto, el uso excesivo de los recursos que tenga la computadora puede resultar
un sobrecalentamiento que deteriore parcial o totalmente la CPU.
 Memoria: es la responsable del almacenamiento de datos.
 Entrada/Salida: transfiere datos entre el entorno exterior y el computador. En él se
encuentran los controladores de periféricos que forman la interfaz entre los periféricos, la
memoria y el procesador.
 Sistema de interconexión: Buses; es el mecanismo que permite el flujo de datos entre
la CPU, la memoria y los módulos de entrada/salida. Aquí se propagan las señales
eléctricas que son interpretadas como unos y ceros lógicos.
 Periféricos: estos dispositivos son los que permiten la entrada de datos al computador,
y la salida de información una vez procesada. Un grupo de periféricos puede entenderse
como un conjunto de transductores entre la información física externa y la información
binaria interpretable por el computador. Ejemplos de estos dispositivos son el teclado, el
monitor, el ratón, el disco duro y las tarjetas de red.

1.2.1 Unidad Central de Procesamiento
Controla el funcionamiento de los elementos de un computador. Desde que el sistema
es alimentado por una corriente, este no deja de procesar información hasta que se corta
dicha alimentación. La CPU es la parte más importante del procesador, debido a que es
utilizado para realizar todas las operaciones y cálculos del computador. La CPU tiene a su
vez otra estructura interna que se muestra en la Figura 1.2.
FIGURA 1.2: ESTRUCTURA DE LA CPU Y SU CONEXIÓN CON LA MEMORIA.
 Unidad de Control (UC): La unidad de control se encarga de leer de la memoria las
instrucciones que debe de ejecutar y de secuenciar el acceso a los datos y operaciones
a realizar por la unidad de proceso. La UC genera las señales de control que establecen el
flujo de datos en todo el computador e interno en la CPU. Una instrucción no es más que
una combinación de unos y ceros. Consta de un código de operaciones binarias para
ejecutar la instrucción, la UC la almacena en un registro especial, interpreta su código de
operación y ejecuta la secuencia de acciones adecuada, en pocas palabras decodifica
la instrucción.
 Unidad Aritmética Lógica o ALU (por su acrónimo en ingles Arithmetic Logic Unit): Es la
parte de la CPU encargada de realizar las transformaciones de los datos. Gobernada por
la UC, la ALU consta de una serie de módulos que realizan operaciones aritméticas y
lógicas. La UC se encarga de seleccionar la operación a realizar habilitando los caminos
de datos entre los diversos operadores de la ALU y entre los registros internos.
 Registros Internos: el almacenamiento de los resultados a la ejecución de las
instrucciones en la memoria principal podría ser lento y excesivamente tendría muchos
datos en el sistema de interconexión con la memoria, con lo que el rendimiento bajaría.

De la misma manera también se almacenan en registros internos la configuración interna
del CPU o la información durante la última operación de la ALU. Los principales registros
de un CPU son:
1. Contador de programa.- se encarga de almacenar la dirección de la
siguiente instrucción a ejecutar.
2. Registro de Instrucción.- se almacena la instrucción capturado en
memoria y la que se está ejecutando.
3. Registro de Estado.- compuesto por una serie de bits que informan el
resultado obtenido en la última operación de la ALU.
4. Registro Acumulador.- algunos CPU’s realizan operaciones aritméticas
en un registro llamado acumulador, su función es la de almacenar los
resultados de las operaciones aritméticas y lógicas.
El ciclo para ejecutar cualquier instrucción se divide en ciclo de búsqueda y ciclo
de instrucción como es ilustrado en el esquema de la Figura 1.3 . El primero hace que el
CPU genere señales adecuadas para acceder a la memoria y leer la instrucción; el
segundo es similar; la diferencia entre los dos es el código de operación de cada
instrucción.
FIGURA 1.3: CICLOS DE LA MAQUINA VON NEUMANN
1.2.2 Memoria
En la memoria se almacena el programa y los datos que va a ejecutar el CPU. Las
instrucciones son códigos binarios interpretados por la unidad de control, los datos de
igual manera se almacenan de forma binaria.
Las diversas tecnologías de almacenamiento, dependen del tiempo de acceso a
los datos; por lo tanto se realiza un diseño jerárquico de la memoria del sistema para que
esta pueda acceder rápidamente a los datos. El principio de que sea más rápida la

memoria haciendo que tenga velocidades similares al CPU, sirve para diseñar el sistema
de memoria. La memoria principal de los computadores tiene una estructura similar a la
mostrada en el esquema de la Figura 1.4. Se considera como una matriz de celdas en la
que la memoria puede acceder a los datos aleatoriamente.
FIGURA 1.4: ESQUEMA DE UNA MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO.
Dicha matriz está organizada en palabras, cada una de las cuales tiene asignada
una dirección que indica su posición. Cada palabra está formada por una serie de celdas
a las que se accede en paralelo; en cada una se almacena un bit y estos son los que
definen las instrucciones.
1.2.3 Entrada/Salida
Como sabemos una computadora tiene dispositivos de entrada y salida como son
los que contiene el gabinete, disco duro, placa madre, unidades de CD o DVD, etc. El
problema principal que existe entre ellos es su tecnología y que tienen características
diferentes a los del CPU, estos también necesitan una interfaz de cómo se van a entender
con el CPU, al igual que el procesador y el controlador periférico para intercambiar datos
entre la computadora.

En la Figura 1.5 se muestra como cada control de periférico tiene una dirección
única en el sistema. La interfaz de E/S decodifica el bus de direcciones para detectar que
el CPU se dirige a él. El direccionamiento es muy similar a la de las memorias. El bus de
datos se utiliza para el paso de datos entre el periférico y la memoria. Las líneas especiales
de control sirven para coordinar y sincronizar la transferencia.
FIGURA 1.5: ESQUEMA DE UNA INTERFAZ DE ENTRADA/SALIDA.
1.2.4 Sistema de Interconexión: Buses.
La conexión de los diversos componentes de una computadora, tales como
discos duros, tarjetas madres, unidades de CD, teclados, ratones, etc. se efectúan a través
de los buses. Un bus se define como un enlace de comunicación compartido que usa
múltiples cables para conectar subsistemas. Cada línea es capaz de transmitir una tensión
eléctrica que representa un ‘1’ o un ‘0’. Cuando hay varios dispositivos en el mismo bus,
habrá uno que podrá enviar una señal que será procesada por los demás módulos. Si se
mandan los datos al mismo tiempo marcara un error o una contención del bus, por lo que
el acceso estará denegado. Según si criterio de funcionabilidad los buses se dividen en:
 Buses de datos: es el que se utiliza para transmitir datos entre los diferentes dispositivos
del computador.
 Buses de Direcciones: sirve para indicar la posición del dato que se requiere acceder.
 Bus de Control: sirven para seleccionar al emisor y al receptor en una transacción del
bus.

 Bus de alimentación: sirve para proporcionar a los dispositivos voltajes distintos.
1.2.5 Periféricos.
Se entenderán todos aquellos dispositivos que son necesarios para suministrar
datos a la computadora o visualizar los resultados. Los periféricos se conectan mediante
un bus especial a su controlador o al modulo de E/S.
Entre los periféricos de entrada tenemos al teclado, ratones, pantallas,
digitalizadoras y más. Otros dispositivos periféricos fundamentales para la interacción del
hombre con la computadora son las terminales de video y las tarjetas graficas.
1.3 Tecnología de los computadores.
Las tendencias tecnológicas van avanzando con el paso del tiempo, así mismo
en términos informáticos y de electrónica van saliendo circuitos integrados digitales más
veloces, lo cual también va ligado en términos monetarios altos, las actualizaciones de un
sistema de computo sale relativamente costoso dependiendo de las características de la
tecnología que se le este implementando. Los circuitos integrados como sabemos hoy en
día estos se van haciendo aun más pequeños ya que existen muchos avances en la
tecnología en las ciencias de la miniaturización como son la micro y nanotecnología que
estos ocupan, ya que los dispositivos que antes eran enormes y ocupaban el tamaño de
una habitación ahora son tan pequeños que pueden caber en la palma de nuestras
manos. Lo que implica que los sistemas avancen son los siguientes términos:
 Tecnología: los transistores utilizados por los dispositivos de un computador son los
llamados transistores de unión bipolar o BJT que estos a su vez generaron familias
tecnológicas como lo son los TTL. Esta tecnología ha tenido como ventajas su facilidad
para suministrar corriente y su rapidez, apareciendo como desventaja su alto consumo de
energía en comparación con los CMOS; esta segunda tecnología se basa en la utilización
de transistores de efecto de campo, es elegida actualmente para fabricar la mayoría de
los CPU’s. otra tecnología como la BiCMOS combina en un solo proceso tecnológico de
transistores BJT y CMOS tratando de combinar las ventajas de ambos.
 Velocidad: hace referencia al tiempo de respuesta y los retrasos inevitables que
aparecen en su funcionamiento. Esto hace que los CI más sencillos dependan de la
tecnología utilizada. El problema de la velocidad estribara en que la ejecución paralela
requerirá más circuitería y el circuito seria mayor.
 Escala de Integración: los CIs (Circuitos Integrados) CMOS se construyen a partir de la
litografía que se aplican mascaras que proyectan las siluetas de los polígonos que forman
a los transistores. Se trata la oblea químicamente y en las diferentes fusiones se hacen los

transistores; estos se dividen en segmentos que pueden alcanzar a las micras de tamaño.
Cuanto mejor y preciso sea el proceso de la creación de las difusiones, los tamaños serán
menores, y por tanto en una misma superficie de silicio se podría incluir más lógica.
 Tamaño: depende de la fabricación del CI ya sea sencillo o que tan complejo pueda
ser este para las operaciones para la cual fue programado.
1.3.1 Circuitos de Memoria.
El almacenamiento de la información se hace a través de dispositivos de
memoria que almacenan la información de forma binaria para después tener la
posibilidad de recuperar dichos datos. Estos contribuyen una jerarquía en la que están
más cerca de la CPU los dispositivos más rápidos y en niveles más alejados los dispositivos
más lentos. Los parámetros más importantes para medir los circuitos de memoria son:
 Tiempo de Acceso: es el tiempo necesario para poder recuperar la
información de los dispositivos de memoria.
 Densidad de información: depende de la tecnología utilizada ya que ocupan
un espacio distinto por cada bit de información.
 Volatilidad: se refiere a la pérdida de información si no se mantiene en
alimentación al circuito, esta información debe de recuperarse de forma
automática cuando se conecte de nuevo la alimentación y comience el
funcionamiento de la computadora.
a) RAM estática asíncrona.
Es una memoria volátil, de acceso rápido que puede almacenar y leer
información su característica es que la hace ideal para ser memoria principal en los
ordenadores, la celda de almacenamiento de la SRAM contiene 4 transistores MOS que
almacenan 1 y 0 mientras se mantenga la alimentación del circuito.
b) RAM estática síncrona
Utiliza la misma tecnología que las SRAM, con lo que son volátiles y de rápido
acceso. La diferencia es que existe una señal de reloj que sincroniza el proceso de lectura
y escritura. Las memorias cache externas de algunos microprocesadores son de este tipo
para facilitar el acceso de datos en modo ráfaga y acelerar el proceso de acceso a
bloques de memoria.
c) RAM Dinámica.
La DRAM tiene capacidades que accede con un solo transistor, en vez de celdas
con varios transistores. El problema es que las capacidades se descargan mediante la

corriente de pérdidas de transistores y aparte son lentas comparadas con la SRAM; tienen
una estructura de forma de matriz, estando multiplexadas las direcciones en forma de filas
y columnas, tienen modos de acceso más rápido en lo que suministra la parte alta de
dirección; este modo de acceso se denomina modo pagina y acelera el acceso al no
tener que suministrar para cada acceso la dirección de página completa.
d) Memorias ROM
Las memorias de solo lectura una vez que han sido escritas o programadas solo
se puede leer el contenido de las celdas, se suelen utilizar para almacenar el código que
permite arrancar a los sistemas; estas se fabrican para aplicaciones masivas con mascaras
de silicio. Hay 3 tips de memorias ROM que pueden ser programadas en el laboratorio,
algunas pueden ser borradas.
 Memoria PROM: son memorias ROM programables eléctricamente mediante un
programador especial que genera picos de alta tensión, que funden físicamente unos
fusibles grabando en el dispositivo de forma permanente. Tienen el inconveniente que no
pueden ser borradas y para su lectura requieren una tarjeta especial.
 Memoria EPROM: se programan también con un dispositivo de programación
conectado al ordenador la diferencia con la PROM es que estas si se pueden borrar; se
realiza mediante rayos UV, para que suceda esto las EPROM tienen una ventana de
cuarzo pequeña transparente en la cual se hace la exposición de la matriz de celdas
como se muestra en la figura 1.6. Una vez programadas se tiene que etiquetar esta
ventana para evitar que sea borrada accidentalmente.
FIGURA 1.6 MEMORIA EPROM
 Memoria EEPROM: son memorias programables y borrables mediante un dispositivo
especial que se conectara al ordenador.
e) Memoria FLASH

Son memorias que tienen un comportamiento igual a una SRAM, pero en su
escritura es diferente, deben ser primero borradas y después escritas; este tipo de
memorias tienen internamente un registro de instrucción y una maquina de estados que
genera las señales necesarias para borrar/escribir en un bloque o en toda la memoria.
La memoria se divide en varias capas o niveles con una estructura cuya forma
puede recordarnos a una estructura piramidal. La tabla 1.1 que se muestra a
continuación nos muestra el tamaño máximo y mínimo que pueden presentarnos las
memorias flash, así como el tiempo que tardan al accesar a la información.
Nombre Tamaño Máximo Tiempo de Acceso
Registros Hasta 200 Bytes Menos de 10 Nanosegundos
Memoria Caché Hasta 512 Bytes Entre 10 y 30 Nanosegundos
Memoria Principal Más de 1 Gigabyte Entre 30 y 100
Nanosegundos
Tabla 1.1. Capas en la que se divide la memoria.
1.4 La Mejor Configuración.
Lo primero que debemos de tomar en cuenta para la configuración de nuestro
equipo es para que va a ser destinado, es decir, que programas serán utilizados en el. Por
ejemplo un PC utilizado en una oficina ocupa Word, Excel e Internet, no necesita tener un
procesador poderoso, pero es indispensable proporcionarlo de una buena memoria RAM
y un disco duro rápido en cuanto a lectura y escritura de datos. En cambio cuando una
computadora es destinada para aplicaciones pesadas o para juegos con gráficos
tridimensionales, lo principal es tener un procesador rápido combinado con una buena y
rápida tarjeta de gráficos.
1.4.1 La Placa Base
Es el componente principal, por lo tanto este se tiene que escoger con el más
sumo cuidado para que el ordenador tenga una calidad excelente al igual que su
rendimiento en la ejecución de tareas. Al comprar la placa base debemos ver qué tipo
de procesador soporta, si posee slots de expansión suficientes para los periféricos que
deseemos instalar. Una placa se confecciona usando una técnica llamada
MPCB( Multiple Layer Contact Board), que consiste en varias placas apiladas como si
fueran una; este tipo de placas deben ser fabricadas de forma minuciosa, pues un mínimo
error en la posición de las pistas, haría que sufriese interferencias y convertirán a la placa

en inestable. La calidad de las placas no depende precisamente de la marca pero si nos
debemos cerciorar de la marca que estamos adquiriendo, ya que, para encontrar
controladores de los dispositivos de dicha placa será más fácil entrando a la página del
fabricante.
1.4.2 Memoria RAM
Si la computadora tiene poca memoria RAM, nuestro sistema deberá utilizar
nuestro disco duro para almacenar aquellos programas que no caben en RAM esta es la
llamada Memoria Virtual; la cual por sobrecarga puede llegar a volver muy lento nuestro
sistema. Por otro lado, al instalar mas memoria RAM será un desperdicio pues no hará al
sistema más rápido se notara que se debe instalar más cuando el sistema se encuentre
lento. Por ejemplo si se trabaja con aplicaciones sencillas de oficina la mínima de RAM a
ocupar seria de 64MB, pero lo ideal sería 128MB; si se mantienen programas al mismo
tiempo con 256MB es suficiente ya que en si el uso de memoria RAM en la actualidad
también depende de nuestro Sistema Operativo ya que al pasar los años estos van
evolucionando de forma creciente ocupando aplicaciones más complejas por lo cual se
necesita más RAM. Cuanta más memoria RAM el PC se mantendrá más rápido por más
tiempo ya que con el paso del tiempo hay aplicaciones más complejas y estas hacen
que el sistema sea más sofisticado.
1.4.3 Procesador
Depende para que se va a utilizar la computadora por ejemplo si esta será
utilizada para juegos valdría la pena invertir en un procesador como un Athlon o Pentium
4. Si es para aplicaciones pequeñas con que tenga suficiente RAM es más que suficiente
un procesador Duron.
1.4.4 Disco Duro
Es importante saber el tiempo de acceso, la velocidad de rotación y la densidad
del disco duro. El tiempo de acceso determina cuanto tiempo tarda el cabezal de lectura
en encontrar el dato que debe leerse. La velocidad de rotación se mide en rpm,
revoluciones por minuto. La densidad o cantidad de datos que caben en cada disco
duro, también determina su rendimiento, pues los datos estarán más expuestos entre sí,
serán localizados más rápidamente.
1.4.5 Tarjeta Grafica
Existen tarjetas de 2D y 3D. También existen tarjetas aceleradoras de 3D que
deben usarse con una tarjeta de 2D común. También existen las tarjetas graficas
“combo”, que realizan funciones de 2D y 3D. Al día de hoy, incluso las tarjetas graficas on
board (se refiere a dispositivos que vienen integrados en la placa madre) vienen con

recursos 3D, aunque su rendimiento no se compara en lo absoluto con el de una tarjeta
grafica de calidad.
1.4.6 Tarjeta de Sonido
No tiene ninguna influencia con el rendimiento del equipo, solamente determina
la calidad de audio. Para uso normal, se utilizan las Sound Blaster generalmente con
chipsets Yamaha. Las tarjetas de sonido más caras marcan la diferencia si pretendemos
trabajar en la edición musical, o queremos oír música MIDI en máxima calidad. También
existen las tarjetas de sonido 3D, como la Sound Blaster Live, que generan sonidos que
parecen venir de todas direcciones. Este efecto es muy utilizado en teatros en casa, para
escuchar el sonido de forma más real.
1.5 Ampliaciones y Actualizaciones.
Realizar una ampliación significa cambiar algunos componentes de un equipo
ya viejo a fin de mejorar su rendimiento. Sin embargo, muchas veces, el equipo es tan
viejo que sería necesario cambiar casi todos los componentes para conseguir un
rendimiento aceptable; en este caso sería mejor comprar un equipo nuevo con las
actualizaciones más recientes para un rendimiento óptimo. El secreto de realizar una
buena actualización es detectar los “puntos débiles” de la configuración, los
componentes para conseguir alcanzar un rendimiento aceptable con el conjunto de los
demás. Aparte hay que saber escoger los componentes en relación a la calidad. Cabe
mencionar que no es necesario comprar un equipo anticuado para hacer una
actualización que bien valga la pena porque si el equipo está muy anticuado lo mejor es
comprar uno nuevo con las actualizaciones que satisfagan las necesidades que requiere
en ese momento el usuario y así poder tener un equipo de vanguardia y bien actualizado.

SEGUNDO TEMA:
LA PLACA BASE Y SUS COMPONENTES

La Placa Base y Componentes
2. La Placa Base y Componentes
Es una placa de circuito impreso sobre la que hay montada una seria
de componentes electrónicos. También llamada tarjeta madre es el
componente que se utiliza para conectar los demás componentes
esenciales de una computadora. Aparte de los componentes pasivos,
existe una serie de elementos importantes:
 Un zócalo para la instalación del microprocesador. En algunos casos,
existe otro zócalo para instalar el coprocesador si el microprocesador no lo
lleva integrado.
 Slots de expansión, una ‘especie’ de conectores sobre los cuales se
conectan las tarjetas.
 Un controlador de teclado, que traduce las teclas pulsadas a códigos
adecuados para que el microprocesador pueda interpretarlos.
 Una serie de conectores llamados bancos, sobre los que se monta la
memoria RAM.
 Un grupo de zócalos sobre los que se instala una memoria caché, que
agiliza la transferencia de datos del microprocesador a la memoria

principal (RAM) y viceversa. Aunque en algunas placas esta memoria viene
integrada.
 Un conector para teclado y para mouse.
 Un pequeño chip de memoria ROM denominado BIOS, en la que se
encuentran grabadas las instrucciones de arranque del sistema y un
programa de configuración del equipo denominado SETUP.
 Un conjunto de Jumpers y/o micro interruptores que se abren o
cortocircuitan para configurar la placa, e indica que componentes se
instalan en ella.
En la figura 2.1, de la página siguiente se muestra la distribución de
estos componentes en la placa base.
FIGURA 2.1 DISTRIBUCIÓN DE LOS COMPONENTES EN UNA PLACA BASE
Existe una gran variedad y tipos de placas base. Hasta la
aparición del microprocesador Pentium o Intel, no existía ninguna norma

en concreto para la clasificación de estas placas. Dichas placas estaban
formadas por un gran número de chips para controlarlas. A partir de la
aparición de este microprocesador, se desarrolla una serie de placas base
que necesitan un pequeño número de chips para controlarlas. Estas placas
se clasifican según el chipset (el conjunto de chips que la conforman).
2.1 Formatos de las Placas Base
La placa base del PC ha sufrido numerosas variaciones desde su
aparición. Cada nuevo formato ha ido buscando siempre mejoras en
cuanto a la facilidad de montaje, ventilación, proximidad de elementos
afines, seguridad y protecciones eléctricas. Por orden cronológico, la
evolución de estos formatos viene marcada por los modelos AT, Baby-AT,
ATX y micro-ATX. A continuación se van a describir los tres últimos formatos,
que son los más utilizados actualmente:
2.1.1 El estándar de placa (B)AT.
Las placas base en su tamaño original, tal como se introdujeron con
el ordenador denominado AT (procesador 286), han dejado de ser
habituales hace tiempo. En su lugar, dominan ahora las placas Mini
Baby y Baby AT, también conocidas como placas BAT o BAT Boards. Por
este motivo, a menudo se encuentra el nombre estándar BAT en vez
de estándar AT.
Baby-AT fue el estándar absoluto durante años. Se basa en el
formato original de IBM PC-AT, pero de dimensiones más reducidas (una
placa de 215 x 326 mm), con unas posiciones determinadas para el
conector de teclado, los slots de expansión y los agujeros de anclaje en la
caja. Estas placas son típicas de los ordenadores ‘clónicos’, desde el 80286
hasta los primeros Pentium. Con el auge de los periféricos, salieron a luz sus
principales carencias: mala verificación en cajas y, sobre todo, muchos
cables que impide acceder a la placa sin desconectar al menos uno.
Desde la aparición de las placas BAT para el procesador Pentium, es
habitual que se encuentren ya en la placa las controladoras (IDE, Unidad
de disquete) y los puertos (impresora, RS232) rutinarios.
Los datos más importantes para el tamaño de las placas base de los
PCs se han indicado en la tabla 2.1. En dicha tabla se encuentra, la
medida correspondiente a las anchuras de la placa base hace referencia
al lado donde se encuentra la conexión del teclado, la cual también
determina claramente la posición de la placa base en la carcasa del PC.
Tipo de Placa Medidas en mm Aplicaciones habituales

Base
Ancho x Largo (tipos de PC)
Placa AT 305 x 335 PCs 8088 – 486 antiguos, PCs
EISA
Placa Baby 220 x 330 PCs ISA, EISA, PCI
≥Baby 220 x 275 PCs ISA, PCI, VLB
Mini Baby 220 x 220 PCs ISA, VLB
Tabla 2.1. Tamaño y Aplicaciones de las Placas Base (B)AT.
Para identificar una placa Baby-AT, lo mejor es observar el conector
del teclado, que es una clavija DIN de 5 pines, o bien mirar el conector de
alimentación que deberá estar dividido en dos piezas, cada una con 6
cables como se muestra en la figura 2.2.
FIGURA 2.2 CONECTOR DE CORRIENTE DE UNA PLACA AT
A continuación mostramos la figura 2.3 la cual nos muestra como se
aprecia una placa base de tipo (B)AT.

FIGURA 2.2 PLACA BABY AT
2.1.2 El estándar de placa ATX.
Es el más moderno, el que mayores ventajas ofrece, y físicamente
incompatible con los formatos previos. Desde el año de 1995, existen los
estándares ATX y LPX y, desde 1996, el estándar LNX. Estas tres versiones
definen nuevos factores de forma para las placas base y las fuentes de
alimentación que no son compatibles entre sí ni con el estándar BAT. No
obstante las fuentes del ATX y el NLX son intercambiables ya que tienen el
mismo conector para corriente.
El ATX mejora la ventilación y reduce los cables de mas que tenían
las Baby-AT, debido a la nueva situación de los componentes. Por ello. El
microprocesador y la memoria están reubicados de modo que queden
más accesibles y no interfieran con las tarjetas de expansión por muy
largas que sean. Además, los conectores de las unidades de discos se
encuentran cerca de los bordes de la placa, para que no se hagan tan
estorbosos los cables que había en las placas anteriores. Con ATX dio un

cambio radical con la placa Baby-AT, de modo que, ahora, las conexiones
para impresora (IEEE1284), los dos puertos RS232 y el ratón (PS/2), se
encuentran directamente en la placa base, lo cual evita tener que utilizar
cables que comuniquen las conexiones de la placa con las ranuras
correspondientes. Otras conexiones habituales aquí, son las de Universal
Serial Bus (USB), Firewire (IEEE1394) o de audio. Dichas conexiones se
muestran en la figura 2.3.
FIGURA 2.3 CONEXIONES DE UNA PLACA ATX
Las fuentes de alimentación también se han mejorado, tanto en el
aspecto eléctrico como en el mecánico, y la corriente de aire de
ventilador de la fuente de alimentación pasó ahora a través de la
electrónica de la placa base, hecho que produce un efecto positivo sobre
el estado de la temperatura. La placa contiene un sistema de enfriamiento
y disipadores de calor los cuales son útiles para que no esté expuesta a
altas temperaturas; no obstante el procesador se suele acompañar por un
ventilador adicional; para mejorar el desempeño de la computadora.
Cada placa ATX requiere su carcasa tipo ATX ya que no se puede
adecuar a una BAT.
Para identificar una placa ATX, lo mejor es observar sus conectores,
ya que están agrupados el de teclado, ratón, series, paralelo y USB,
mostrando una apariencia como la de la figura 2.3. Además, el conector
del teclado y ratón son clavijas mini-DIN (PS/2), y la placa recibe la
alimentación mediante un conector formado por una única pieza como se
muestra en la figura 2.4.

FIGURA 2.4 CONECTOR DE CORRIENTE DE UNA PLACA ATX
En la figura 2.5 se muestra una placa tipo ATX, la cual da la
descripción anterior de dicha placa.
FIGURA 2.5 PLACA ESTÁNDAR ATX
2.1.3 Micro-ATX
Es una versión reducida del formato ATX que se puede acoplar a su
misma carcasa. Mientras que en el formato ATX la placa tiene unas
dimensiones de 305 x 244 mm, el micro-ATX tiene 208 x 204 mm. Tal placa
micro-ATX se muestra en la figura 2.6

FIGURA 2.6 PLACA MICRO-ATX
2.2. Los componentes de la placa base.
Como se menciono en la introducción de este capítulo la placa base
contiene distintas partes que lo conforman los cuales se muestran más
adelante del documento, cabe mencionar que sin estos componentes
conectados entre si nuestro equipo de computo no operaria de forma
correcta inclusive no prendería nuestra computadora.
 zócalo del microprocesador
 ranuras de memoria (SIMM, DIMM...)
 chipset de control
 BIOS
 ranuras de expansión (ISA, PCI, AGP...)
 memoria caché
 conectores internos
 conectores externos
 conector eléctrico
 pila
 elementos integrados variados

2.2.1. Zócalo del microprocesador
Es el lugar donde se inserta el "cerebro" del ordenador. Durante más
de 10 años consistió en un rectángulo o cuadrado donde el "micro", una
pastilla de plástico negro con patitas, se introducía con mayor o menor
facilidad; la aparición de los Pentium II cambió un poco este panorama,
introduciendo los conectores en forma de ranura (slot).
Veamos en detalle los tipos más comunes de zócalo, o socket como se
dice regularmente a estos zócalos donde se introduce el microprocesador:
 PGA: pin grid array, son el modelo clásico, usado en el 386 y muchos
486; consiste en un cuadrado de conectores en forma de agujero
donde se insertan las patitas del chip por pura presión. Según el chip,
tiene más o menos agujeritos.
 ZIF: Zero Insertion Force (socket), es decir, zócalo de fuerza de
inserción nula. El gran avance que relajó la vida de los aficionados a
la ampliación de ordenadores. Eléctricamente es como un PGA,
aunque gracias a un sistema mecánico permite introducir el micro sin
necesidad de fuerza alguna, con lo que el peligro de romper alguno
de los pines del microprocesador desaparece. Apareció en la
época del 486 y sus distintas versiones (sockets 3, 5 y 7,
principalmente) se han utilizado hasta que apareció el Pentium II.
Actualmente se fabrican los siguientes tipos de zócalos ZIF:
o Socket 7 "Súper 7": variante del Socket 7 que se caracteriza por
poder usar velocidades de bus de hasta 100 MHz, es el que
utilizan los micros AMD K6-2.
o Socket 370 o PGA370: físicamente similar al anterior, pero
incompatible con él por utilizar un bus distinto. Dos
versiones: PPGA (la más antigua, sólo para micros Intel Celeron
Mendocino) y FC-PGA (para Celeron y los más recientes
Pentium III).
o Socket A (462): utilizado únicamente por los más recientes
AMD K7 Athlon y por los AMD Duron.
o Socket 423: utilizado únicamente por los Pentium 4.

FIGURA 2.7 ZÓCALO ZIF DE MICROPROCESADOR
 Slot 1: Fue un invento de Intel para enchufar los Pentium II, o más
bien para desenchufar a su competencia, AMD y Cyrix. Físicamente,
no se parece a nada de lo anterior; en vez de un rectángulo con
agujeritos para las patitas del chip, es una ranura (slot), una especie
de conector alargado como los ISA o PCI. Técnicamente, y por
mucho que diga Intel, no tiene muchas ventajas frente a los ZIF (e
incluso puede que al estar los conectores en forma de "peine" den
lugar a más interferencias), aunque tiene una irreprochable: es 100%
Intel.
 Slot A: la respuesta de AMD al Slot 1; físicamente ambos "slots" son
idénticos, pero lógica y eléctricamente son totalmente
incompatibles por los motivos indicados antes. Utilizado únicamente
por los primeros AMD K7 Athlon.
 Otros: en ocasiones, no existe zócalo en absoluto, sino que el chip
está soldado a la placa, en cuyo caso a veces resulta hasta difícil de
reconocer. Es el caso de muchos 8086, 286 y 386SX. O bien se trata
de chips antiguos (esos 8086 o 286), que tienen forma rectangular
alargada (parecida a la del chip de BIOS) y patitas planas en vez de
redondas; en este caso, el zócalo es asimismo rectangular, del
modelo que se usa para multitud de chips electrónicos de todo tipo.
2.2.2. Ranuras de memoria
Son los conectores de la memoria principal del ordenador, la RAM. Dichos
conectores son como los que se muestran en la figura 2.8.

FIGURA 2.8 RANURAS PARA MEMORIA RAM
Antiguamente, los chips de RAM se colocaban uno a uno sobre la
placa, de la forma en que aún se hace en las tarjetas de vídeo, lo cual no
era una buena idea debido al número de chips que podía llegar a ser
necesario y a la delicadeza de los mismos; por ello, se agruparon varios
chips de memoria soldados a una plaquita, dando lugar a lo que se
conoce como módulo.
Estos módulos han ido variando en tamaño, capacidad y forma de
conectarse; al comienzo los había que se conectaban a la placa
mediante unas patitas muy delicadas, lo cual se desechó del todo hacia la
época del 386 por los llamados módulos SIMM, que tienen los conectores
sobre el borde del módulo.
Los SIMMs originales tenían 30 conectores, esto es, 30 contactos, y
medían unos 8,5 cm. Hacia finales de la época del 486 aparecieron los de
72 contactos, más largos: unos 10,5 cm. Este proceso ha seguido hasta
desembocar en los actuales módulos DIMM, de 168 contactos y 13 cm.
2.2.3. Chipset de control
El "chipset" es el conjunto (set) de chips que se encargan de
controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que
interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control
de puertos PCI, AGP, USB.... la figura 2.9 muestra un ejemplo de chipset.

FIGURA 2.9. CHIPSET INTEL DE UNA PLACA BASE
Antiguamente estas funciones eran relativamente sencillas de
realizar, por lo que el chipset era el último elemento al que se concedía
importancia a la hora de comprar una placa base, si es que alguien se
molestaba siquiera en informarse sobre la naturaleza del mismo. Sin
embargo, la llegada de micros más complejos como los Pentium o los K6,
además de nuevas tecnologías en memorias y caché, le ha hecho cobrar
protagonismo, en ocasiones incluso exagerado.
Debido a lo anterior, se puede decir que el chipset de un 486 o inferior
no es de mayor importancia (dentro de un límite razonable), por lo que
vamos a tratar sólo de los chipsets para Pentium y superior:
 chipsets de Intel para Pentium ("Tritones"): son muy conocidos, pero a
decir verdad más por el marketing que ha recibido su nombre
comercial genérico (Tritón) que por sus capacidades, aunque éstas
son destacables.
o 430 FX: el Tritón clásico. Un chipset bastante apropiado para
los Pentium "normales" (no MMX) con memorias tipo EDO. Hoy
en día desfasado y descatalogado.
o 430 HX: el Tritón II, la opción profesional del anterior. Mucho
más rápido y con soporte para placas duales (con 2 Pentium).
Algo anticuado pero muy bueno.
o 430 VX: ¿el Tritón III? Más bien el 2.5; algo más lento que el HX,
pero con soporte para memoria SDRAM. Se puede decir que
es la revisión del FX, o bien que se sacó para que la gente no
se asustara del precio del HX...
o 430 TX: el último Tritón. Soporte MMX, SDRAM, UltraDMA... Sin
embargo, carece de AGP y de bus a 100 MHz, por lo que ha
quedado algo desfasado. Un problema: si se le pone más de
64 MB de RAM, la caché deja de actuar; aunque más de 64
MB es mucha RAM.
 chipsets de VIA para Pentium ("Apollos"): unos chipsets bastante
buenos, se caracterizan por tener soporte para casi todo lo
imaginable (memorias SDRAM o BEDO, UltraDMA, USB...); su pelea
está en la gama del HX o TX, aunque suelen ser algo más lentos que
éstos con micros Intel. Lo bueno de las placas con chipsets VIA es
que su calidad suele ser intermedia-alta, mientras que en placas con
chipsets Intel hay un abanico muy amplio entre placas muy buenas y

otras francamente malas. Además, y al contrario que Intel, siguen
con el campo de placas socket 7 (las de tipo Pentium y Pentium
MMX), por lo que ofrecen soluciones mucho más avanzadas que el
TX (con AGP y bus a 100 MHz, por ejemplo).
 chipsets de SiS, ALI, VLSI y ETEQ para Pentium: como los anteriores, sus
capacidades son avanzadas, aunque su velocidad sea en
ocasiones algo más reducida si los usamos con micros Intel. Su
principal propiedad, al igual que en los chipsets VIA, está en el
soporte de características avanzadas de chips no Intel "compatibles
Pentium" (y a veces mejores), como son el AMD K6, el K6-2 o el Cyrix-
IBM 6x86MX (M2); si su opción está en uno de estos micros o quiere
usar tarjetas AGP, su placa ideal es muy probable que no se llame
"Intel inside".
 chipsets de Intel para Pentium II: teniendo en cuenta otros chipsets
futuros para procesadores con mayor capacidad, aun no tenían
competencia a su año de lanzamiento.
o 440 FX: un chipset fabricado para el extinto Pentium
Pro, liquidado en favor del Pentium II (que es un Pro revisado,
algo más barato y con el mágico "MMX").
Para un Pentium Pro, bueno; para un Pentium II y los avances
actuales (memorias, AGP...), muy malo.
o 440 LX: el primer y muy eficiente chipset para Pentium II. Lo
tiene casi todo, excepto bus a 100 MHz, lo que hace que no
admita micros a más de 333 MHz.
o 440 BX: la última novedad de Intel. Con bus de 100 MHz, es el
tope de la gama.
o 440 EX: un chipset basado en el LX pero de características
recortadas. Muy malo, sólo válido para Celeron.
o 440 ZX: un chipset basado en el BX pero de características
recortadas, como el EX. Sólo válido para Celeron.
 otras marcas para Pentium II: VIA Apollo Pro y ALI Aladdin Pro.
Chipsets muy completos, con soporte incluso para bus a 100 MHz,
pero que tienen su mayor problema en convencer a los fabricantes y
al público de no usar los chipsets de Intel, que han estado en solitario
durante todo un año.
2.2.4. La BIOS

La BIOS realmente no es sino un programa que se encarga de dar
soporte para manejar ciertos dispositivos denominados de entrada-salida
(Input-Output). Físicamente se localiza en un chip que suele tener forma
rectangular, como el de la figura 2.10.
FIGURA 2.10 BIOS PHOENIX
Además, la BIOS conserva ciertos parámetros como el tipo de disco
duro, la fecha y hora del sistema, etc., los cuales guarda en una memoria
del tipo CMOS, de muy bajo consumo y que es mantenida con
una pila cuando el ordenador está desconectado.
Las BIOS pueden actualizarse bien mediante la extracción y
sustitución del chip (método muy delicado) o bien mediante software,
aunque sólo en el caso de las llamadas Flash-BIOS.
2.2.5. 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 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 8 MHz 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 una versión 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 en los primeros tiempos del Pentium.
Son un desarrollo a partir de ISA, que puede ofrecer unos 160 MB/s a
un máximo de 40 MHz. Son larguísimas, unos 22 cm, y su color suele
ser negro, a veces con el final del conector 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: 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 los propósitos, por lo que
se utiliza como una ayuda para el PCI. Según el modo de
funcionamiento puede ofrecer 264 MB/s o incluso 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 ISA por motivos de compatibilidad con
tarjetas antiguas y usando AGP para el vídeo.
2.2.6. Memoria caché
Se trata de un tipo de memoria muy rápida que se utiliza de puente
entre el microprocesador y la memoria principal o RAM, de tal forma que
los datos más utilizados puedan encontrarse antes, acelerando el
rendimiento del ordenador, especialmente en aplicaciones ofimáticas.
Se empezó a implantar en la época del 386, no siendo de uso
general hasta la llegada de los 486. Su tamaño ha sido siempre
relativamente reducido (como máximo 1 MB), tanto por cuestiones de
diseño como por su alto precio, consecuencia directa de su gran
velocidad. Este precio elevado hizo que incluso se llegara a vender un
número considerable de placas base con cachés falsas, algo que
afortunadamente en la actualidad es bastante inusual. La figura 2.11
muestra una memoria cache.
FIGURA 2.11. MEMORIA CACHE.

También se la conoce como caché externa, secundaria o de
segundo nivel (L2), para diferenciarla de la caché interna o de primer nivel
que llevan todos los microprocesadores desde el 486 (excepto el 486SX y
los primeros Celeron). Su presentación varía mucho: puede venir en varios
chips o en un único chip, soldada a la placa base o en un zócalo especial
(por ejemplo del tipo CELP) e incluso puede no estar en la placa base sino
pertenecer al microprocesador, como en los Pentium II y los modernos
Celeron Mendocino.
2.2.7. Conectores externos
Se trata de los conectores para periféricos externos: teclado, ratón,
impresora... En las placas Baby-AT lo único que está en contacto con la
placa son unos cables que la unen con los conectores en sí, que se sitúan
en la carcasa, excepto el de teclado que sí está adherido a la propia
placa. En las ATX los conectores están todos agrupados entorno al de
teclado y soldados a la placa base.
Los principales conectores son los que se muestran en la tabla 2.2:
Teclado Clavija DIN ancha, propio de las
placas Baby-AT, o mini-DIN en placas
ATX y muchos diseños propietarios.
Puerto paralelo
(LPT1)
En los pocos casos en los que existe
más de uno, el segundo sería LPT2. Es
un conector hembra de unos 38 mm,
con 25 pines agrupados en 2 hileras.
Puertos serie
(COM o RS232)
Suelen ser dos, uno estrecho de unos
17 mm, con 9 pines (habitualmente
"COM1"), y otro ancho de unos 38
mm, con 25 pines (generalmente
"COM2"), como el paralelo pero
macho, con los pines hacia fuera.
Internamente son iguales, sólo
cambia el conector exterior; en las
placas ATX suelen ser ambos de 9

pines.
Puerto para
ratón PS/2
En realidad, un conector mini-DIN
como el de teclado; el nombre
proviene de su uso en los
ordenadores PS/2 de IBM.
Puerto de
juegos
O puerto para joystick o teclado midi.
De tamaño algo mayor que el puerto
serie estrecho, de unos 25 mm, con 15
pines agrupados en 2 hileras.
Puerto VGA Incluyendo las modernas SVGA,
XGA... pero no las CGA o EGA.
Aunque lo normal es que no esté
integrada en la placa base sino en
una tarjeta de expansión, de unos 17
mm, con 15 pines agrupados en 3
hileras.
USB En las placas más modernas (ni
siquiera en todas las ATX); de forma
estrecha y rectangular.
Tabla 2.2. Principales conectores externos.
Actualmente los teclados y ratones tienden hacia el mini-DIN o PS/2,
y se supone que en unos años casi todo se conectará al USB, en una
cadena de periféricos conectados al mismo cable.
2.2.8. Conectores internos
Bajo esta denominación englobamos a los conectores para
dispositivos internos, como puedan ser la disquetera, el disco duro, el CD-
ROM o el altavoz interno, e incluso para los puertos serie, paralelo y
de joystick si la placa no es de formato ATX.

FIGURA 2.12 CONECTORES IDE PARA DISCO DURO, CD-ROM Y DISQUETERA
En las placas base antiguas el soporte para estos elementos se
realizaba mediante una tarjeta auxiliar, llamada de Input/Output o
simplemente de I/O, como la de la figura 2.12 en la parte superior; pero ya
desde la época de los 486 se hizo común integrar los chips controladores
de estos dispositivos en la placa base, o al menos los correspondientes a
discos duros y disquetera.
FIGURA 2.13 PLACA BASE INTERNA CON CONECTORES PARA DISCOS
DUROS, DISQUETERA, ETC.
Siguiendo la figura 2.13 de izquierda a derecha, el primer conector es
el correspondiente a la disquetera; tiene 34 pines, y equivale al de menor
tamaño de la foto del comienzo de este apartado; el siguiente es el
de disco duro, que en las placas actuales es doble (uno para cada canal
IDE); tiene 40 pines (a veces sólo 39, ya que el pin 20 carece de utilidad) y
equivale a uno cualquiera de los otros dos que aparecen en la figura 2.12.
Por último, el altavoz interno, los leds (las bombillitas) para el disco
duro, el indicador de encendido, el turbo (si existe, en las placas modernas
está totalmente en desuso) y los interruptores de reset o stand-by se
conectan todos ellos con cables de colores a una serie de jumpers que se
conectan en pines como los que se muestran en la figura 2.14, cuya

posición y características de voltaje vendrán indicadas en el manual de la
placa y/o en el serigrafiado de la misma.
FIGURA 2.14. PINES PARA CONEXIÓN DE JUMPERS.
2.2.9. Conector eléctrico
Es donde se conectan los cables para que la placa base reciba la
alimentación proporcionada por la fuente. En las placas Baby-AT los
conectores son dos, si bien están uno junto al otro, mientras que en las ATX
es único.
FIGURA 2.15 CONECTORES ELÉCTRICOS.
Cuando se trata de conectores Baby-AT, deben disponerse de forma
que los cuatro cables negros (2 de cada conector), que son las tierras,
queden en el centro. El conector ATX suele tener formas rectangulares y
trapezoidales alternadas en algunos de los pines de tal forma que sea
imposible equivocar su orientación.
2.2.10. Pila

La pila del ordenador, o más correctamente el acumulador, se
encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está
apagado. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir
las características del disco duro, del chipset, la fecha y la hora. Dicha pila
es como la que se muestra en la figura 2.16.
FIGURA 2.1.6 PILA DEL ORDENADOR.
Se trata de un acumulador, pues se recarga cuando el ordenador
está encendido. Sin embargo, con el paso de los años pierde poco a poco
esta capacidad (como todas las baterías recargables) y llega un momento
en que hay que cambiarla. Esto, que ocurre entre 2 y 6 años después de la
compra del ordenador, puede preverse observando si la hora del
ordenador "se retrasa" más de lo normal.
2.2.11. Elementos integrados variados
En las placas base modernas resulta muy común que ciertos
componentes se incluyan en la propia placa base, en vez de ir en forma
de tarjetas de expansión. Los más comunes son:
 Controladoras de dispositivos: en general todas las placas Pentium, y
algunas 486, disponen de unos chips en la placa base que se
encargan de manejar los discos duros, disqueteras y puertos serie
(puertos COM); algunas de gama alta incluso tienen controladoras
SCSI integradas.
 Tarjeta de sonido: ahora que una tarjeta de 16 bits suele consistir en
un único chip y los conectores, cada vez más placas base la
incorporan.
 Controladora de vídeo: lo que suele llamarse "tarjeta de vídeo", pero
sin la tarjeta. Las que incorporan las placas base no suelen ser de

una potencia excepcional, pero sí suficiente para trabajos de
oficina, como por ejemplo una Intel 740.
Sobre la conveniencia o no de que las placas base tengan un alto
grado de integración de componentes hay opiniones para todos los
gustos. Indudablemente, salen más baratas y es más cómodo, ya que el
interior de la caja está limpia de cables y tarjetas; sin embargo, no siempre
son componentes de alta gama (sobre todo en tarjetas de sonido y vídeo),
además de que cualquier falla importante en la placa nos deja sin casi
nada que poder aprovechar del ordenador.

TERCER TEMA:
RAM CMOS

RAM CMOS
3. RAM CMOS
Es un tipo de memoria en que se guardan los datos que se pueden
configurar del BIOS y contiene información básica sobre algunos recursos
del sistema que son susceptibles de ser modificados como el disco duro, el
tipo de disco flexible, etc. Esta información es almacenada en una RAM,
de 64 bytes de capacidad, con tecnología CMOS, que le proporciona el
bajo consumo necesario para ser alimentada por una pila que se
encuentra en la placa base y que debe durar años, al ser necesario que
este alimentada constantemente, incluso cuando el ordenador se
encuentra apagado. Para ello antiguamente se usaba
una batería recargable que se cargaba cuando el ordenador se
encendía. Mas modernamente se ha sustituido por una pila desechable de
litio (generalmente modelo CR-2032) y que dura de 2 a 5 años.
Como ejemplo tenemos la memoria RAM CMOS en un conjunto de
64 bytes residentes en el chip MC146818A de Motorola, o equivalente.
Estos bytes no se encuentran en el mapa de direcciones físicas del

microprocesador. Sin embargo, se puede acceder a ellos por medio de los
puertos de E/S 70H y 71H.
Esta memoria se utiliza para almacenar los datos que indican las
características más importantes de la configuración del ordenado, tales
como:
 Fecha y hora del sistema.
 Tipo y características del disco duro.
 Tipo y características de las unidades de disco flexible.
 Secuencia de unidades de disco para el arranque.
 Habitación o desactivación de la Shadow RAM.
 Palabra de acceso (Password).
Esta tipo de memoria aparece en los AT y está alimentada por una
batería de larga duración para que la información almacenada no se
pierda al desconectarse el equipo. El hecho de que los ordenadores XT no
tuvieran este tipo de memoria provocaba que cada vez que se encendía
el ordenador era necesario introducir la hora y la fecha. Para la
configuración de todas las características anteriormente mencionadas,
el BIOS dispone de un programa denominado SETUP.
A partir de los modelos AT la placa base integra de serie un chip de
reloj (RTC, Real Time Clock). Este chip contiene la RAM CMOS, encargada
de guardar la configuración actual del BIOS. Para conservar los datos
cuando el ordenador esta apagado se utiliza un acumulador o una
batería.
3.1 El SETUP del BIOS
La BIOS contiene un programa de configuración al que hay que
acceder cuando se termina el montaje, o cuando se haya modificado su
configuración (instalación de una nueva tarjeta, cambio de disco duro o
conexión de una segunda unidad, etc.) antes de poder utilizar el
ordenador.
En este programa de configuración llamado SETUP, debe definirse
una seria de parámetros que permite al sistema conocer lo que se tiene
instalado. Se encuentra implementado en la placa base sobre una
memoria RAM con pila, para poder cambiar su contenido y que este no se

pierda al desconectar la alimentación. Aunque en las ultimas placas está
siendo sustituida por memorias del tipo FLASH.
Aunque el SETUP contiene toda la configuración del sistema, cuando
se utilice dicho sistema no debe temer al equivocarse ya que cualquier
error cometido se puede corregir activando la configuración por defecto,
o simplemente no guardando los cambios que realizo al salir de la
aplicación. Casi todas las BIOS tienen las mismas opciones dependiendo
de los fabricantes.
3.1.1 El principio de funcionamiento
Generalmente la RAM CMOS dispone de mas de 50 Bytes para
guardar la configuración del BIOS y de 14 Bytes para las funciones internas
del reloj, es decir, tiene una capacidad total de 64Bytes como mínimo. Las
direcciones de E/S 70h y 71h utilizan como elementos de comunicación
con el chip. La primera dirección constituye el denominado puerto índice.
En este espacio de memoria se escribe la dirección de la RAM CMOS a
seleccionar. Mientras que la dirección 71h representa el puerto de datos
correspondiente, es decir, el valor que se va a leer o a escribir.
A lo largo de los años la RAM CMOS ha visto ampliada su
funcionabilidad y con ella también su capacidad, aunque puede variar de
un sistema a otro (PCs EISA, PS/2, PCI) y también puede diferir entre distintos
fabricantes.
3.1.2 Modo de Operar
En los primeros Pcs, no existía el Setup BIOS de la RAM CMOS, y la
configuración del sistema se realizaba por medio de jumpers. Lo que
implicaba abrir el equipo y el peligro de no manipular correctamente la
placa base. Sin embargo, la configuración en el Setupconsiste en la
introducción de ciertos parámetros que la BIOS no puede determinar por si
misma automáticamente, sin riesgos físicos para la maquina. Durante el
proceso de arranque que ejecuta la BIOS, se suele dar una opción
pulsando una serie de teclas, “CTRL + ALT + ESC”, “SUPR” o las indicadas
por el fabricante para acceder al Setup, en los sistemas actuales por lo
regular para entrar al BIOSbasta con pulsar la tecla F10 o F2 dependiendo
del fabricante como se menciona con anterioridad. Una vez dentro
del Setup, se muestra un menú principal que puede ser mas o menos
amigable dependiendo del fabricante. Para movernos por las opciones
del menú utilizamos las teclas de cursor (flechas) o ratón según el modelo,
y para acceder a las opciones pulsamos Enter o hacemos ‘clic’con el
botón izquierdo del ratón.

3.2 Tipos y Tratamiento de Errores
Para conservar los datos de la RAM CMOS es importante que la
memoria se refresque sin problemas mientras el ordenador está apagado,
es decir el abastecimiento de corriente, que corre a cargo de un
acumulador o de una batería como se muestra en la figura 3.1.
FIGURA 3.1 MEMORIA RAM Y PILA DE RELOJ
La tensión de la batería es alrededor de 3V hasta 3.6V para que no
se pierda el contenido de la RAM CMOS, lo que podría suceder si no se
enciende el ordenador durante un periodo de tiempo largo si el
acumulador es algo viejo. En ese caso las configuraciones realizadas en
el SETUP del BIOS se reducen a sus valores predeterminados y el reloj no
funciona correctamente. Si el ordenador ha perdido la memoria y es
necesario ejecutar de nuevo el SETUP del BIOS significa que el acumulador
se ha deteriorado o que existe algún fallo en la conexión de recarga.
Podemos saber directamente si el acumulador esta deteriorado si se han
formado pequeños cristales en los polos o derivan a tonos verdes/azules.
Esto no es un indicio inequívoco de que la batería esta estropeada pero en
cualquier caso es conveniente limpiar toda la suciedad de los contactos, si
es posible con un spray especial y un paño.
Con un voltímetro podremos examinar fácilmente el estado del
acumulador; los dos polos están identificados como – y +. La medida de

tensión se debe realizar con el ordenador apagado ya que de otro modo
la batería se recargara a través de la placa base y, por lo tanto,
mediremos la tensión de carga y no la propia del acumulador. Si se
constata que el acumulador tiene poca tensión es relativamente fácil
cambiarlo. Un soldador con experiencia no tendrá problemas en calentar
los contactos y extraer el acumulador dañado pero en cualquier caso hay
que tener mucho cuidado, la placa base suele estar fabricada usando la
técnica multicapa, donde hay varias caras superpuestas en las líneas
conductoras. En esta parte es fácil dañar las líneas situadas debajo y ya no
sería posible reparar la placa. En lugar de calentar y extraer los contactos
del acumulador con la placa es mejor dejarlos y cortarlos. Luego solo se
solda el nuevo acumulador. En la placa base no siempre hay un
acumulador para mantener la RAM CMOS, otras veces esta tarea la realiza
una batería de litio generalmente sujeta con una cinta adhesiva. Sustituir la
batería es muy sencillo y no requiere en absoluto usar un soldador. El chip
de reloj necesita algunos componentes externos: un cuarzo que genera la
frecuencia del reloj, la unidad mencionada para la recarga así como un
acumulador.
En las placas bases modernas de nueva generación no suele haber
ningún chip especial para la RAM CMOS y reloj. Además laRAM CMOS y el
reloj de tiempo real se incluyen otros elementos complementarios como
por ejemplo los dos controladores DMA y de interrupciones así como
el Timer, dos puertos USB y un controlador EIDE para discos duros. Para
conservar la información, las placas modernas no utilizan un acumulador
sino una batería de botón que suele proporcionar una tensión de 3V, la
duración va hasta los 3 años y se debe cambiar para no tener problemas
con la configuración del BIOS.
3.3 El Juego de Chips – Chipset
El chipset es el conjunto de chips que se encarga de controlar
algunas funciones concretas del ordenador, como la forma en que
interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el control
de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB, etc. Como se muestra en la figura
3.1 se muestra el esquema de un conjunto de chipsets Intel.

FIGURA 3.1 ESQUEMA DEL CONJUNTO CHIPSETS DE UNA PLACA TRITÓN
PARA TARJETAS INTEL
El chipset de una placa base es un conjunto de chips cuyo número
varía según el modelo y que tiene como misión gestionar todos los
componentes de la placa base tales como el micro o la memoria; integra
en su interior las controladores encargados de gestionar los periféricos
externos a través de interfaces como USB, IDE, serie o paralelo. El chipset
controla el sistema y sus capacidades, es el encargado de realizar todas
las transferencias de datos entre los buses, la memoria y el
microprocesador, por ello es casi el "alma" del ordenador. Dentro de los
modernos chipset se integran además distintos dispositivos como la

controladora de vídeo y sonido, que ofrecen una increíble integración que
permite construir equipo de reducido tamaño y bajo costo.
Una de las ventajas de disponer de todos los elementos que integra
el chipset, agrupados dentro de dos o tres chips, es que se evitan largos
períodos de comprobación de compatibilidades y funcionamiento. Como
inconveniente nos encontramos con que el chipset no se puede actualizar,
pues se encuentra soldado a la placa.
Antes estas funciones eran relativamente fáciles de realizar y el
chipset tenía poca influencia en el rendimiento del ordenador, por lo que
éste era un elemento poco importante o influyente a la hora de comprar
una placa base. Pero los nuevos microprocesadores, junto al amplio
espectro de tecnologías existentes en materia de memorias, caché y
periféricos que aparecen y desaparecen continuamente, han logrado
aumentar la importancia del chipset. Las características del chipset y su
grado de calidad marcarán los siguientes factores a tener en cuenta:
 Que obtengamos o no el máximo rendimiento del
microprocesador.
 Posibilidades de actualizar el ordenador.
 Poder utilizar ciertas tecnologías más avanzadas de memorias y
periféricos.
Chipset y placa base forman un conjunto indisoluble y muy importante.
Se debe tener en cuenta que un buen chipset por sí mismo no implica que
la placa base en conjunto sea de calidad. La placa base hemos de
comprarla mirando y pensando en el futuro, máxime si vamos a realizar
posteriormente ampliaciones.
A través de estos circuitos se calcula toda la información que utiliza
el ordenador, gran parte de la cual no sabemos ni que existe. Cuando el
procesador quiere sacar un dato del disco duro tiene que acceder a
través del chipset a la controladora IDE, que está integrada en el mismo.
Todas las operaciones son similares, puesto que el chipset comunica el
procesador con la memoria, con las ranuras de expansión, con los puertos
y con la tarjeta grafica, si es que no esta integrada en el mismo. En la figura
3.2 podemos observar el chipset de una placa base.

FIGURA 3.2 CHIPSET DE UNA PLACA BASE
3.3.1 Las Funciones del Chipset
La inmensa mayoría de las funciones del ordenador dependen
del chipset sobre el que esta basada la placa base. Este controla la
memoria, los dispositivos IDE, la disquetera, el controlador DMA, las
ranuras PCI, el teclado, el ratón, los puertos seria, paralelo, USB,
prácticamente todo. La placa base se diseña en función del chipset que
se vaya a emplear y adaptar para las capacidades de rendimiento del
computador.
Al igual que el chipset determina las características de una placa
base, también influye directamente en el rendimiento del ordenador. En las
placas base de hace unos años podíamos encontrar varias docenas de
circuitos integrados. Cada uno hacia una función determinada, o incluso
eran necesarios varios chips para hacer algo, el conjunto de ellos formaba
prácticamente todo el ordenador. Los chipsets actuales están formados
por dos o tres circuitos integrados, con lo que se ha reducido el número de
componentes de la placa base a la mínima expresión. Gracias a la
integración se consigue que el proceso de diseño de una placa base se
acorte considerablemente, aunque a costa de alargar el espacio entre
lanzamientos de nuevos chipsets. Recientemente han aparecido una serie
de chipsets nuevos de la mano de los dos fabricantes mas importantes de
este tipo de componentes, Intel y Via Technologies. Sin embargo, antes de

describir las novedades de estos chipsets vamos a describir los
componentes que lo forman y algunas funciones que integran.
3.3.2 El Chipset por dentro.
Los chipsets actuales están formados por dos componentes
principales, North Bridge o Puente Norte y South Bridge o puente sur. El
Puente Norte es el más importante, y en la mayoría de las ocasiones es el
que marca la diferencia entre un chipset y otro. Interviene en la mayoría
de la circuitería de la placa, puesto que está conectado directamente al
procesador, incluye el controlador de memoria, la implementación del bus
AGP y la del bus PCI. A continuación se muestra la figura 3.3 del Puente Sur
en la cual se muestran la serie de chips que contiene.

FIGURA 3.3 EL PUENTE SUR (SOUTHBRIDGE) DE UN JUEGO DE CHIPS INTEL.
El Puente Sur está conectado al Norte a través del bus PCI y es el
encargado de las funciones que no son imprescindibles para el
funcionamiento del sistema. Controla los dispositivos IDE, los puertos serie,
paralelo, USB, teclado, ratón y, en general los accesos a periféricos y

demás funciones secundarias. Mientras que el Puente Norte es el único
para cada modelo de chipset, el Puente Sur es posible verlo en varios
chipsets de la misma marca, puesto que todos suelen proporcionar las
mismas funciones secundarias, a continuación la figura 3.4 muestra el
chipset Norte con sus componentes.

FIGURA 3.4 EL PUENTE NORTE (NORTHBIRDGE) DE UN JUEGO DE CHIPS INTEL
Últimamente se están poniendo muy de moda las placas base que
integran muchos dispositivos, como la circuitería grafica, la de sonido,
controladoras Ethernet para conectar el equipo a redes locales e, incluso,
controladoras SCSI de altas prestaciones. Normalmente, integrar todos
estos periféricos en la placa base es más económico que instalarlos
mediante tarjetas. Tienen menos problemas, porque la unión entre el
dispositivo y la placa base es permanente, no como la que ofrece una
ranura de expansión. Además no se ocupan estas ranuras, que quedaran
libres para ampliar el equipo con otros dispositivos. En general, es mas
cómodo y eficiente, porque se producen menos problemas.
3.3.3 Chipsets para Pentium y Pentium AMX
 430 FX de Intel (Tritón): Fue la primera placa base creada con un
número muy reducido de chips. Actualmente no se fabrica, pero existen
muchos ordenadores que aun la incorporan. Esta placa base lleva la
referencia 82430FX y es controlada por 4 chips en formatoQFD (Quadratic
Flat Package) o encapsulamiento cuadrático plano. Pueden controlar 256
ó 512 Kbytes de memoria caché y la memoria central puede ser del
tipo FPM o EDO y alcanzar un máximo de 128 Mbytes.
 430 HX de Intel (Tritón H): Salio un año después que la FX y orientada
hacia el mercado profesional. Esta placa con referencia82430HX,esta
formada únicamente por 2 chips en formato BGA (Ball Grid Array), que
mejora la fiabilidad de los contactos. En estas placas se consiguen
funciones semejantes a las FX, pero con la adición de que pueden
controlar hasta dos procesadores y memoria central con paridad y ECC
con un máximo instalable de 512 Mbytes.
 430 VX de Intel (Tritón III): Salió al poco de la HX y orientada hacia el
mercado multimedia. Esta placa lleva la referencia 82430VX y vuelve a
adoptar los 4 chips en formato estándar QFP. En estas placas se consiguen
funciones similares a las HX, mejora la memoria SDRAM, que es una
memoria dinámica de acceso aleatorio que espera una seña de reloj
antes de responder a cualquier bus de datos de la computadora, lo que
quiere decir que trabaja de forma síncrona y es muy veloz.
 430 TX de Intel: es el chipset mas novedoso y ampliamente
implantado por las grandes marcas de placa madre. Estos chipsets sacan
el máximo rendimiento a los microprocesadores con funciones
multimedia MMX. Llevan la referencia 82430TX y, al igual que la HX, vuelve

a utilizar únicamente 2 chips en formato BGA, pero manteniendo los
128 Mbytes máximos en los tipos FDM, EDO, y SDRAM.
 Apollos VIA: Es el competidor de Intel en el campo de las placas base
con los procesadores K6 de AMD. Desde su primer producto, sobrepasa en
presentaciones a todos los Tritón de Intel. La tabla 3.1 muestra una
comparativa entre los Apollos VIA y los 430 de Intel.
Fabricante Chipset Memoria Caché
máxima
Velocidad de
Bus
Intel
430FX FDM y EDO 128 Mbytes 512 Kbytes 66 Mhz
430HX FPM, EDO y ECC 512
Mbytes
512 Kbytes 66 Mhz
430VX FPM, EDO y SDRAM 128
Mbytes
512 Kbytes 66 Mhz
430TX FPM, EDO y SDRAM 256
Mbytes
512 Kbytes 66 Mhz
VIA-AMD
(Apollos)
VPX FPM, EDO, BEDO y
SDRAM 512 MBytes
2 Mbytes 75 Mhz
VP2 FPM, EDO, BEDO y
SDRAM 512 Mbytes
2 Mbytes 66 Mhz
VP3 FPM, EDO y SDRAM
1Gbyte
2 Mbytes 66 Mhz
MVP3 FPM, EDO y SDRAM
1Gbyte
2 Mbytes 100 Mhz
Tabla 3.1 Comparativa de chipsets de Intel y VIA para Pentium y Pentium MMX.
3.3.4 Chipsets para Pentium PRO
 440 KX y 440GX de Intel (Mars y Orion): Ambos se basan en una
estructura similar, con un numero total de chips que puede llegar a nueve
dependiendo de la configuración. Mientras la KX puede controlar dos
microprocesadores, la GX puede controlar cuatro.

 440 FX de Intel (Natoma): Con la referencia 82440FX, la Natoma es
controlada por 4 chips y permite manejar hasta dos microprocesadores.
Soporta hasta 1 Gbyte de Memoria EDO y puertos USB.
 450KX y 450GX de Intel: Es la evolución de los respectivos 440KX y
440GX, incluyendo soporte para Ultra-DMA, memoria SDRAM y bus AGP.
3.3.5 Chipsets para Pentium II y Celeron
 440 FX de Intel: Es la placa Natoma del Pentium PRO, a la que
simplemente se le ha cambiado el zócalo por el Slot 1 del Pentium II.
 440 LX de Intel: Esta placa ha sido diseñada para obtener el máximo
rendimiento del procesador Pentium II, utilizando para ello la última
tecnología: el puerto AGP (Accelerated Graphics Port), que acelera el
rendimiento de las tarjetas graficas, un bus denominado USB (Universal
Serial Bus) que alcanza altas transferencias de datos y la nueva
arquitectura DIB (Dual Independent Bus), que incrementa el rendimiento
global del sistema.
 440 BX de Intel: Al igual que la LX, ha sido desarrollada para el
Pentium II, pero sobre ella se pueden instalar procesadores de mayor
velocidad con un bus de 100 Mhz.
 440 ZX de Intel: Es el juego de chipset mas reciente para Pentium II. Se
trata de una versión reducida del 440 BX con el objeto de adaptarlo a
placas mas pequeñas. Para ello utiliza zócalos y carcasas más pequeñas,
que reducen los costos finales de la placa.
 440 EX de Intel: Es una placa diseñada para soportar un modelo
especial de Pentium II denominado Celeron. Este microprocesador es una
versión reducida del Pentium II, orientada a aquellos usuarios a los que sus
posibilidades económicas no les permitan comprar un Pentium II original. En
líneas generales se trata de una versión recortada del 440LX.
 440 GX de Intel: Es el chipset de Intel optimizado para la versión Xeon
del Pentium II. Soporta hasta 2 Gbytes de memoria SDRAM y AGP 2x.
 450 NX de Intel: A diferencia del anterior, este esta optimizado para
placas con múltiples procesadores Xeon. Soporta hasta 8 Gbytes de
memoria EDO o SDRAM, pero no soporta el bus AGP.

 Apollo Pro de VIA: Al igual que sucedía con los Pentium, VIA ha
desarrollado placas para el Pentium II y Celeron. La tabla 3.2 muestra una
comparativa del Apollo Pro de VIA con los de Intel.
Fabricante Chipset Memoria Velocidad de Bus
Intel 440FX FPM y EDO 512 Mbytes 66Mhz
440LX EDO 1 Gbyte ó SDRAM 512 Mbytes 66Mhz
440BX SDRAM y PC100 SDRAM 1 Gbytes 100Mhz
440ZX SDRAM y PC100 SDRAM 256 Mbytes 100Mhz
440EX FPM, EDO y SDRAM 256 Mbytes 66Mhz
440GX SDRAM 2 Gbytes 100Mhz
450NX EDO y SDRAM 8 Gbytes 100Mhz
VIA Apollo Pro FPM, EDO, SDRAM y PC100 SDRAM
1Gbyte
100Mhz
Tabla 3.2. Comparativa de chipsets de Intel y VIA para Pentium II y Celeron
3.3.6 Chipsets para Pentium III
 i820 de Intel: Este chipset vio la luz a finales de 1999, cuando todo
parecía indicar que la nueva memoria RDRAM se apoderaría de todo el
mercado. Por ello, dotaron a es te juego de chips en 3 versiones:
o i820 DP-133 (Dual Processor, memoria de 133 Mhz): Es la
versión mas completa, permite en controlar memoria SDRAM
PC133 y RDRAM PC600, PC700 y PC800 y dos
microprocesadores.
o i820 UP-133 (Uniprocessor, memoria de 133 Mhz): Es la
versión monoprocesador de la anterior.
o i820 PC-600: Es la mas reducida, solo soporta memoria
RDRAM PC600.
 Apollo Pro 133 de VIA: Compite con la i820 con prestaciones muy
parecidas: SDRAM PC133 y AGP 4x.
 Apollo Pro 266 de VIA: Es una reconversión de la anterior para dar
cobertura a la memoria DDRAM PC266, y que además incluye un juego de

chips en dos versiones para las conexiones EIDE: El 686A que solo cubre
Ulta-ATA66, y el 686B que da cobertura a Ultra ATA/!00.
 i830 de Intel: Este chipset pretende rivalizar con el anterior de VIA y
dar cobertura a la memoria DDRAM, AGP 4x, controlador para USB 2.0 con
6 puertos y conexión Ultra ATA/100.
3.3.7 Chipsets para K7
 AMD-750: Es el chipset más modesto para K7, únicamente soporta
memoria PC100 y AGP 2x. Su ámbito se restringe a los Athlon bajo Slot A de
frecuencia hasta los 600 Mhz.
 AMD-760: Consisten una versión mejorada de la anterior con
cobertura para memoria SDRAM PC133 y bus AGP 4x, además de tener
dos procesadores en un producto de la compañía AMD.
 KX133 de VIA: Es la versión del fabricante VIA para competir con el
AMD-760, e incluye unas prestaciones parecidas a este: Bus de hasta 200
Mhz, memoria principal SDRAM PC133 hasta un máximo de 1.5 Gbytes, bus
AGP 4x, conexión EIDE Ultra ATA33 y 66, dos puertos USB y un zócalo AMR.
Este juego de chips da cobertura tanto a las versiones de K7 bajo Slot A
como a las de Socket A.
 KT133 de VIA: Presenta unas características muy similares a la anterior,
mejorando la conexión EIDE a Ultra ATA/100, y soportando el AGP Pro.
 KT266 de VIA: Es idéntica a la anterior, pero en lugar de soportar
memoria SDRAM, soporta DDRAM de 200 y 266 Mhz.
3.3.8 Chipsets para Pentium IV
 i850 de Intel: Es el primer juego de chips que soporta el bus local de
400 Mhz. Soporta memoria RDRAM PC600 y PC800 con hasta 2 Gbytes de
memoria principal, incluye corrección de errores ECC, AGP 4x, controlador
para cuatro puertos USB 2.0 y conexión Ultra ATA/100.
 PX266 de VIA: Es el rival de VIA para los Pentium IV. Da cobertura a
PCI de 64 bits, soporta zócalo dual ( dos procesadores) y memoria DDRAM
de 266 Mhz.
 i850 de Intel: Este juego de chips esta destinado a su uso en
servidores, y es el que ha desarrollado la firma para su Pentium IV Xeon y el
Itanium. Las primeras placas base para Itanium montaran un juego de
chips con bus local a 266 Mhz y posteriormente se elevara a los 400 Mhz.

3.4 La Memoria Caché.
Las memorias SRAM son muy rápidas, debido a que no necesitan
ciclo de refresco para mantener los datos, pero su precio es muy elevado
comparado con la DRAM. Así se ha llegado al compromiso de poner una
pequeña cantidad de memoria SRAM (de 8 a 512 KB) entre el
microprocesador y la memoria principal. El uso de esta pequeña memoria
caché (SRAM). Si el microprocesador vuelve a necesitar esos datos, los lee
de la memoria caché (mas rápida) en lugar de la memoria principal. Este
esquema de conexionado se muestra en la figura 3.5
FIGURA 3.5. CONEXIONADO DE LA MEMORIA CACHÉ.
Al principio, la caché venia fuera del microprocesador (caché del
nivel 2), pero en la actualidad dos microprocesadores incorporan una
pequeña caché dentro de la propia CPU (caché de nivel 1) y una caché
de mayor tamaño de nivel 2. Por ejemplo, Intel incorpora 8KB de memoria
caché directamente en el microprocesador i486 y unos 128 KB de caché
de nivel 2. Debido a que se obtiene un mayor rendimiento, si la caché se
encuentra dentro de la CPU, ya que puede trabajar a su misma velocidad,
en los últimos microprocesadores como el Pentium Pro y Pentium II/III,
ambos niveles de caché se integran en el propio encapsulado del
microprocesador.
La idea de la memoria caché es similar a la de la memoria virtual en
el sentido de que existe una pequeña porción de la memoria principal que

esta duplicada en una memoria especial llamada caché de alta
velocidad. El termino cache se utiliza para denominar al nivel superior de la
jerarquía de memoria. Cuando se genera una petición de memoria, la
petición es presentada primero a la caché, y si esta no proporciona el
dato se le presenta entonces a la memoria principal.
3.4.1 Principio de Localidad
Con el uso de la memoria caché el rendimiento es mayor, debido a
que se basan en un principio informático denominado principio de
localidad de referencia:
 Espacial: Si observamos la ejecución de un programa, podemos ver
una distribución espacial. Es decir, se repiten mucho los accesos a unas
posiciones de memoria.
 Temporal: En este principio está comprobado que si el
microprocesador accede a una posición de memoria, lo más probable es
que unos ciclos después vuelva a acceder a la misma posición.
Para asimilar mejor ambos conceptos, pongamos un ejemplo: Si
tenemos una memoria central de unos 32 Mbytes y ejecutamos un
programa, podemos observar que su distribución en la memoria no es
uniforme y que esta dividida en concentraciones de instrucciones como se
muestra en la figura 3.6. Es decir, en grupos de rutinas, ya que contienen
saltos condicionales.
FIGURA 3.6 DISTRIBUCIÓN DE UN PROGRAMA EN LA MEMORIA.

Cuando la CPU acaba de ejecutar un grupo de instrucciones, hay
un tránsito y se produce la repetición de otro grupo de instrucciones. Si
analizamos cada una de estas concentraciones, podemos ver que
difícilmente superan los 150 Kbytes. Así, lo que la caché hace es copiar la
agrupación de instrucciones que se están ejecutando en ese momento en
una memoria estática, que al ser mucho más rápida acelera el proceso.
Una vez terminada la ejecución de esa agrupación, la caché se
actualizara con la siguiente y así continuamente, aumentando
considerablemente el rendimiento global del sistema.
3.4.2 Componentes de la caché
Todo el sistema caché está formado por los siguientes elementos:
 Una memoria asociativa: Constituida por chips de memoria SRAM
(10/45 ns), más rápida que la DRAM (100/80/70/60 ns), y que se sitúa entre
la memoria principal y el microprocesador. Suele ser de capacidad muy
pequeña, comprendida entre 8 KB y 512 KB, y de precio mucho más
elevado que la DRAM.
 Un controlador de caché: Para que el sistema funcione
correctamente, se necesitara un elemento hardware que se encargue de
actualizar el contenido de la caché y de la memoria central. Este
controlador, como por ejemplo el 82385, mejora la velocidad de acceso a
la memoria en un 80%, con un porcentaje en aciertos del 95%.
Este tipo de memorias no se puede añadir al ordenador, sino que debe
venir implementada en el sistema.
NOTA: El disco caché no tiene nada que ver con este tipo de memorias, dado
que reside en memoria convencional o en memoria extendida y lo que reduce
es el tiempo de acceso a disco. En el caso de memoria caché lo que se reduce
es el tiempo de acceso a memoria.
3.4.3. Funcionamiento de la memoria caché.
El funcionamiento de la caché es la siguiente: Cuando el
microprocesador lee o escribe datos en la memoria principal, también los
escribe en la memoria caché, de forma que si vuelve a necesitar esos
datos, accede a la caché en vez de acceder a la memoria principal,
mejorando de esta forma considerablemente la velocidad del sistema.
Como la caché interna esta unida al microprocesador por un bus
de datos de 128 bits, cada línea de cada vía deberá tener una longitud

que, traducida a bytes, es 16. Como resultado, cada porción mínima de
esta memoria que puede ser direccionada es de 16 bytes. En
consecuencia, como cada línea de la vía tiene 16 bytes, el total de cada
set será: 4 vías x 16 bytes = 64 bytes y, como la caché es de 8 Kbytes, cada
vía tendrá un máximo de 128 sets o posiciones. Esta distribución se puede
observar en la figura 3.7.
FIGURA 3.7 DISTRIBUCIÓN DE LAS VÍAS.
En estas vías se van a almacenar los datos, pero necesitamos
asociar esos datos a una etiqueta. Para conseguirlo la caché dispone de
un directorio o tag con tantas entradas como sets tengan las vías, en este
caso 128. Cada entrada del directorio contiene:
 4 campos tag de entrada: de 21 bits cada uno de ellos, asociado a
cada una de las vías.
 1 campo tag valido: de 4 bits, que marcan como valido/invalido
cada uno de los tags asociado a las vías.
 1 campo LRU: de 3 bits, que va a servir como determinar el criterio de
reemplazo.
Esta distribución del directorio se ilustra en la Figura 3.8.

FIGURA 3.8 DISTRIBUCIÓN DEL DIRECTORIO O TAG.
El proceso a seguir es el siguiente: Cuando la CPU pone una dirección,
sus bits Ax…A10 seleccionan uno de los 128 sets. De encontrarse dicha
dirección contenida en la caché, habrá de estarlo en una de las 4 líneas
de las vías. Seguidamente se realiza la comparación de los 21 bits más
altos de la dirección de los 4 tags de la entrada del directorio. Esta
comparación se realiza simultáneamente con los 4 tags por mecanismos
hardware, lo que no ocupa un tiempo significativo. En caso de que alguna
de estas comparaciones resulte positiva y el bit de tag valido
correspondiente este activo, se produce un acierto. En caso contrario un
error. Como se observa en la figura 3.9 los bits A0…,A3 no se usan en la
memoria caché, ya que la caché va a escoger siempre agrupaciones de
16 bytes debido a la localidad espacial. Es decir, después de que el
microprocesador ejecute esa instrucción pedirá la siguiente.

FIGURA 3.9. ESTRUCTURA Y ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE LA CACHÉ
INTERNA DEL I486.
A continuación en la figura 3.10 se muestra los pasos que realiza la
memoria caché en el proceso de lectura y escritura de la misma.

CUARTO TEMA TEMA:
LOS SISTEMAS DE BUS

Los Sistemas de BUS
4. Los Sistemas de BUS
Los buses son el mecanismo más común para la comunicación entre
los dispositivos del computador. Físicamente son conductores por donde
viajan señales eléctricas. Algunos ejemplos de buses se muestran en la
figura 4.1.

Figura 4.1. Buses
Los buses son casi todos esos caminos que se ven en las tarjetas
madre de las imágenes anteriores.
El bus es un dispositivo en común entre dos o más dispositivos, si dos
dispositivos transmiten al mismo tiempo señales las señales pueden
distorsionarse y consecuentemente perder información. Por dicho motivo
existe un arbitraje para decidir quién hace uso del bus.
Por cada línea se pueden trasmitir señales que representan unos y
ceros, en secuencia, de a una señal por unidad de tiempo. Si se desea por
ejemplo transmitir 1 byte, se deberán mandar 8 señales, una detrás de otra,
en consecuencia se tardaría 8 unidades de tiempo. Para poder transmitir 1
byte en 1 sola unidad de tiempo tendríamos que usar 8 líneas al mismo
tiempo.
Existen varios tipos de buses que realizan la tarea de interconexión entre las
distintas partes del computador, al bus que comunica al procesador,
memoria y E/S se lo denomina bus del sistema.
La cantidad de líneas del bus a medida que pasa el tiempo se va
incrementando como uno de los métodos para incrementar la velocidad
de transferencia de señales en el computador, y así incrementar el
desempeño. Cada línea tiene un uso específico, y hay una gran

diversidad de implementaciones, pero en general podemos distinguir 3
grandes grupos de buses:
a) Bus de datos: Por estas líneas se transfieren los datos, pueden ser de 8,
16, 32 o más líneas, lo cual nos indica cuantos datos podemos transferir al
mismo tiempo, y es muy influyente en el rendimiento del sistema. Por
ejemplo si el bus es de 8 líneas y las instrucciones son de 16 bits, el sistema
va a tener que acceder 2 veces a memoria para poder leer la instrucción,
el doble de tiempo en leer instrucciones comparando con un bus de datos
de 16 líneas.
b) Bus de direcciones: Por estas líneas se envía la dirección a la cual se
requiere hacer referencia para una lectura o escritura, si el bus es de 8
líneas por ejemplo, las combinaciones posibles para identificar una
dirección irían del 00000000 al 11111111, son 256 combinaciones posibles,
en consecuencia el ancho del bus de datos nos indica la cantidad de
direcciones de memoria a la que podemos hacer referencia. Dentro de
las direcciones posibles, en general el sistema no usa todas para hacer
referencia a la memoria principal, una parte las usa para hacer referencia
a los puertos de E/S.
c) Bus de control: Estas líneas son utilizadas para controlar el uso del bus
de control y del bus de datos. Se transmiten órdenes y señales de
temporización. Las órdenes son muy diversas, las más comunes son:
 Escritura en memoria.
 Lectura de memoria.
 Escritura de E/S.
 Lectura de E/S.
 Transferencia reconocida.
 Petición del bus.
 Sesión del bus.
 Petición de interrupción.
 Interrupción reconocida.
 Señal de reloj.
 Inicio..
Las señales de temporización indican la validez de los datos que
están en el bus en un momento dado. En la siguiente figura 4.1 mostramos
el Esquema de Interconexión de los buses en el sistema.

Figura 4.2 Interconexión de los Buses
Todo elemento que esté conectado al bus tiene que saber
reconocer si la dirección que está en el bus de datos le corresponde, tiene
que reconocer algunas órdenes transmitidas por el bus de control, y puede
emitir algún tipo de señal por el bus de control (señal de interrupción, señal
de reconocimiento de alguna petición, etc.).
En general, cuanto más dispositivos conectamos al bus, disminuye el
rendimiento del sistema; las causantes de esto son varias, pero las más
importantes son el tiempo de sincronización que se necesita para
coordinar el uso del bus entre todos los dispositivos, y que el bus tiene una
capacidad máxima, la cual puede llegar a convertirse en un cuello de
botella del sistema. Una de las formas de tratar este problema es
implementando jerarquía de buses.
4.1. Jerarquía de buses:
Para mejorar el rendimiento del bus, las jerarquías de buses fueron
implementadas cada vez más, una primera aproximación a una jerarquía
de bus básica seria como la que se muestra en la figura 4.2:

Figura 4.2. Esquema de la jerarquía de buses.
Primero tenemos un bus local, de alta velocidad que conecta el
procesador a la cache, el controlador de la cache también puede
acceder al bus del sistema, con esta implementación, la mayor parte de
los datos a los que va a acceder el procesador, que están en la cache,
serán entregados a una alta velocidad, otro punto a destacar de esta
parte es que los accesos a memoria por parte de la cache no van a
interrumpir el flujo de datos entre procesador y cache. También se ve la
posibilidad de conectar un dispositivo de entrada salida al bus local.
Luego tenemos el bus del sistema, al cual está conectada la memoria y
por debajo el bus de expansión, al cual se pueden conectar una amplia
diversidad de dispositivos, entre el bus del sistema y el bus de expansión se
encuentra una interface, que entre las principales tareas está la de
adaptar las velocidades de transmisión, por ejemplo para un dispositivo
muy lento conectado al bus de expansión la interface podría acumular
una cierta cantidad de datos y luego transmitirla a través del bus del
sistema.

El hecho de que cada vez mas salgan al mercado dispositivos que
requieren más velocidad de transmisión en los buses, hizo que los
fabricantes implementaran los buses de alta velocidad, el cual está muy
estrechamente ligado al bus local, solo hay un adaptador que los une.
Debajo de este bus tenemos el bus de expansión, más lento conectado
mediante otro adaptador. La figura 4.3 lo muestra detalladamente:
Figura 4.3 Sistema de Bus y Periféricos que se interconectan a él.
Existen varios parámetros y elementos en los buses con los cuales
podemos clasificarlos.
4.1.1. Tipos de buses
Una clasificación que podemos hacer es según la funcionalidad de
este, los podríamos dividir en dedicados o multiplexados.
Un ejemplo común de dedicados serian el bus de datos y el bus de
direcciones, cada uno se utiliza solo para una función específica. Esta
situación de bus de datos y de direcciones dedicados es lo más común,
pero podría llegar a implementarse con un solo bus multiplexado el tiempo.
Esto funcionaria a grandes rasgos de la siguiente forma:
Al comienzo de la transferencia se sitúa en el bus la dirección de
donde se quiere leer o a donde se desea escribir, luego se emite por el bus

de datos una señal indicando que en el bus se encuentra una dirección
valida.
A partir de ese momento se dispone de una unidad de tiempo para
que los dispositivos identifiquen si es su dirección, luego de esto se pone en
el mismo bus los datos y se realiza la transferencia en el sentido que lo
indique una orden emitida por el bus de control. La Ventaja de este
método es la reducción de la cantidad de líneas, lo cual ahorra espacio y
costos, la desventaja son que para poder implementar la forma de operar
la circuitería en cada modulo tiene que ser más compleja, y que el
rendimiento del sistema será menor por no poder transmitir los datos
simultáneamente, en paralelo (datos y dirección).
Otro tipo de clarificación podría ser según su dedicación física:
Podríamos poner como ejemplo el bus de E/S, el cual se encarga de
conectar solo los dispositivos de E/S, este bus se conecta al bus principal
mediante algún adaptador, la ventaja está en que al ser dedicado solo a
E/S, el rendimiento de este va a ser mejor, ya que solo van a operar con él
los módulos de E/S, y no va a haber tanta competencia por el bus.
4.2. Método de arbitraje.
Por la razón de que en un momento dado solo puede usar el bus un
solo dispositivo, debe existir un método para decidir quién hace uso de él.
Todos los métodos que existen en general pueden ser clasificados en 2
grandes grupos:
 Arbitraje centralizado: Una parte del hardware del sistema
denominada controlador del bus se encarga de decidir el uso del bus en
cada momento, este dispositivo puede ser un modulo separado o puede
estar incorporado al procesador.
 Arbitraje distribuido: En este esquema no existe un controlador
centralizado, en su lugar, cada dispositivo que hace uso del bus tiene que
tener incorporada la lógica necesaria para poder interactuar con los
demás dispositivos y decidir quién hace uso del bus.
En cualquiera de los dos casos lo que se busca es que se decida
quién va a tener la posesión del bus en un momento dado, procesador,
modulo de E/S o memoria, al cual se lo denomina maestro del bus, el
maestro del bus establecerá una comunicación con otro dispositivo
(lectura o escritura) al cual se lo denominara esclavo.
4.3. Temporización:

La temporización clasifica al método utilizado para coordinar los
eventos dentro del bus. Según la temporización usada podemos clasificar
los buses en 2 grupos.
Temporización síncrona: Todos los eventos del bus se rigen a través
del reloj del computador. Una de las líneas del bus transmite
continuamente una señal de reloj, simplemente una secuencia de unos y
ceros, la cual puede ser leída por todos los dispositivos conectados al bus.
Al intervalo transcurrido en la emisión de un uno y un cero se lo llama ciclo
de reloj, todos los eventos ocurridos dentro del bus comienzan el principio
del ciclo y puede durar uno más . En este método de temporización todos
van al ritmo del reloj como mostramos en la figura 4.4.
Figura 4.4 Temporización Síncrona
En el diagrama anterior podemos apreciar como seria en forma
simplificada una lectura de datos a través del bus. Tener en cuenta que
hay muchísimas más líneas que no se figuran en el gráfico, por ejemplo la
línea del reloj, que sería algo más constante como la figura 4.5.
Figura 4.5. Señal de Reloj

Las líneas solo pueden tener uno de dos estados, uno o cero. La
velocidad en el ritmo que se alterna de un uno a un cero en la línea del
reloj nos da la velocidad del bus, y como todas las operaciones se van a
realizar al ritmo del reloj, al aumentar la velocidad del ciclo vamos a
aumentar la velocidad del sistema.
Con referencia al gráfico de un ciclo de lectura de datos, el maestro
(el que tiene permiso para el uso del bus) pone en el bus de direcciones la
dirección de la cual desea leer su contenido, luego de haber puesto la
dirección en las líneas correspondientes, envía por una línea del bus de
control una señal indicando que desea hacer una lectura, el dispositivo
correspondiente a esa dirección reconoce la dirección, y pone en el bus
de datos la información solicitada, tras lo cual, manda otra señal por una
línea del bus de control indicando que se le ha reconocido su petición
(que los datos situados en el bus de datos son validos, son los datos
solicitados)
Todo con este método de temporización empieza o finaliza
rigiéndose de las señales del reloj, en general la mayoría de los eventos
tiene un duración de un ciclo.
Temporización asincrónica:
Acá los eventos no se rigen por la línea del reloj, en general todo
evento es disparado por otro evento anterior. Asi como mostramos en la
figura 4.6.
Figura 4.6 Temporización Asíncrona.

El procesador pone en el bus de direcciones la dirección a ser leída y
en el bus de control por la línea correspondiente señal de lectura, luego de
un breve tiempo para que las señales eléctricas se estabilicen, se manda
señal por la línea MSYN (sincronización del maestro) indicando que hay
señales validas en el bus de dirección y de control, el modulo
correspondiente reconocerá su dirección, pone el dato solicitado en el bus
de datos y emite una señal SSYN(sincronización del esclavo) por el bus de
control indicando en las señales del bus de datos que la información es
válida.
La temporización síncrona es más fácil de implementar y comprobar,
pero es menos flexible que la síncrona. Por ejemplo, en el caso de que
hubiesen varios dispositivos conectados al bus, de distintas velocidades,
todos tienen que funcionar a la velocidad del reloj, si hay uno más rápido,
este tiene que bajar su velocidad: En cambio con el asíncrono, cada uno
funcionaria a su velocidad, en el mismo bus se trabajaría a distintas
velocidades, cada transferencia se haría con la velocidad óptima de sus
dos partes (maestro-esclavo).
Anchura del bus:
La anchura del bus es simplemente la cantidad de líneas que posee,
y está directamente relacionado con el rendimiento del sistema, cuanto
más ancho el bus de direcciones, mayor va a ser la cantidad de
direcciones posibles utilizadas para direccionar memoria y dispositivos de
E/S, y cuanto más ancho el bus de datos, mayor será la cantidad de bits
que se va a poder transmitir en paralelo.
4.4. Tipo de transferencia de datos:
Todos los buses permiten la transferencia de datos, ya sea para
escritura como para lectura. La transferencia de dichos datos se muestra
en la figura 4.7.

Figura 4.7. Transferencia de Datos
En el gráfico tenemos ejemplificado una escritura y una lectura, en
este caso el bus esta multiplexado en el tiempo, primero se utiliza para
transmitir la dirección y luego los datos.
Para optimizar el rendimiento existen algunas operaciones
combinadas en las cuales se pasa la dirección una sola vez, por ejemplo
"lectura-modificación-escritura", seria la lectura del dato, se le aplica
alguna modificación y luego se escribe nuevamente. Todo esto es una sola
operación, nadie puede acceder al bus en el medio de la operación, se
utiliza para proteger los recursos de memoria compartida en sistemas con
multiprogramación para mantener la integridad de los datos. Otra
instrucción es "lectura después de escritura" que serviría para comprobar el
resultado.
Otra operación muy común es la transferencia por bloque, se pasa
al principio de la operación la dirección inicial y luego se realiza lectura o
escritura a las siguientes direcciones, la cantidad de direcciones siguientes
también es un parámetro que hay que pasar. Dichas operaciones se
muestran en la figura 4.8.

Figura 4.8. Bloque de Transferencia de Datos
4.5. El BUS ISA ( Industry Standard Architecture)
Desarrollado por IBM en 1981 fue el primer bus de expansión
incorporado en los ordenadores personales. Posee una velocidad de
funcionamiento de 4.77 Mhz y 8 bits ( con un ancho de banda máximo de
2 MB/seg). Posteriormente con la aparición de los ordenadores AT, este bus
de expansión de vio ligeramente modificado, denominándose bus AT-ISA.
Las modificaciones consistieron en la ampliación del conector para
obtener 16 bits.
Con el paso de los años, en 1986 el bus AT se modifico con un
estándar complementario y desde entonces se ha denominado bus ISA.
Desde hace ya algún tiempo, el bus ISA ha dejado paso al bus PCI aunque
algunas placas base continúan incluyendo una o dos ranuras ISA.
A partir de las placas base para Pentium II ya no se montaron
ranuras de 8 bits aunque esto no supuso ninguna desventaja ya que las
tarjetas de 8 bits podían seguir instalándose en la ranura ISA.
4.6. ISA Plug & Play

Gracias a la tecnología Plug & Play la configuración del PC es hoy
prácticamente automática y permite integrar fácilmente en el sistema las
tarjetas de expansión. Pero lamentablemente en la práctica no siempre es
así, a veces se trata de armonizar una mezcla de dispositivos y tecnologías
tan diferentes que llegan a confundir a cualquier usuario. En todo esto, los
siguientes componentes juegan un papel importante:
 BIOS Plug & Play.
 PCI Plug & Play.
 ISA Plug & Play.
 Diseño Plug & Play especifico del fabricante del dispositivo.
 Plug & Play del sistema operativo.
Como podemos comprobar hay varios factores que desempeñan su
papel y normalmente el problema suele aparecer en las relaciones entre
las diferentes unidades. Por otro lado se da el hecho de que el termino Plug
& Play no está patentado, y aunque aparezca con grandes letras en el
envoltorio del PC la realización de esta función puede ser muy diferente de
lo esperado, aunque cada vez menos. En sus inicios, con este término solo
se quería expresar que no era necesario colocar ningún jumper, y a partir
de ahí ya no existía ninguna funcionabilidad Plug & Play tal y como Intel y
Microsoft las definieron en su momento.
Estas tarjetas funcionaban y se configuraban sin jumpers o interruptores
DIP, en base a un método especifico del fabricante y que simplificado se
puede presentar así: la posición de los interruptores se sustituirá por un latch
o un chip de registro. Con un controlador de software generalmente antes
del programa de instalación y se utilizaban para la tarjeta hasta el
siguiente proceso de arranque. Pero la configuración automática de las
tarjetas apenas factible ya que el programa de instalación del fabricante
no podía obtener información fiable sobre que recursos del PC quedaban
libres y cuales estaban ya ocupados.
Las unidades PCI tienen una propiedad llamada Plug & Play, y en teoría
se pueden configurar automáticamente con la ayuda del BIOS, mientras
que en ISA esto no es posible desde el principio. Por esta razón, en 1993
Intel y Microsoft definieron ISA Plug & Play para proporcionar esta
propiedad a las tarjetas ISA.
4.7. El bus PCI

A diferencia de su predecesor el VESA Local Bus (VLB), el Peripheral
Component Interconnect (PCI) no es un complemente de una
arquitectura de bus ya existente, sino que define su propio estándar de
componentes, para el que son necesarios unos chipsets especiales. El bus
PCI no es el único de la arquitectura de PCs, sino que también encuentra
aplicación en los Apple o en las estaciones de trabajo Alpha de la antigua
casa DEC (Compaq HP en la actualidad).
Toda unidad que siga en el estándar PCI, ya se encuentre
directamente en la placa base o en forma de tarjeta de expansión, utiliza,
en principio, además de una dirección de Entrada/Salida y/o de memoria,
un espacio de configuración para la identificación y la configuración de
unidades PCI, con lo cual puede prescindirse de los puentes y otros
elementos de configuración manuales. Por consiguiente, el estándar PCI
trae la función Plug & Play de fabrica, y es el primer sistema que posee esta
funcionalidad completamente en el BIOS y no requiere ningún software de
configuración adicional. Igual que en el ya inexistente VESA Local Bus, en el
bus PCI se emplea la misma solución mecánica de ranuras, que se utilizo
por primera vez en MicroChannel. Sin embargo, las ranuras PCI no se
encuentran detrás de la conexión ISA, sino que en las placas base de PC
se encuentran inmediatamente al lado de ellas, o bien se colocan en otro
lugar de la placa base, separadas de las otras ranuras de expansión.
4.8. Tarjeta de bus PCMCIA
Desde el año de 1989 se ofrecen tarjetas de memoria para
ordenadores portátiles que se encuentran bajo las siglas PCMCIA, que
provienen de Personal Computer Memory Card International Association. Si
bien las tarjetas de memoria siguen siendo una aplicación, como por
ejemplo para cámaras digitales, actualmente también se pueden obtener
tarjetas de fax/modem, tarjetas RDSI, discos duros y otros dispositivos
PCMCIA. El bus de tarjeta es el perfeccionamiento de la interfaz PCMCIA y,
por lo tanto, compatible hacia atrás, aunque las distintas señales y sus
funciones difieren mucho. Casi todos los ordenadores portátiles nuevos
disponen por lo menos de una ranura para bus de tarjeta, aunque ni en la
ranura ni en las tarjetas correspondientes puede verse inmediatamente si
se trata de PCMCIA o del bus de tarjeta. En los catálogos de productos y
en la publicidad estos nombres a menudo se confunden y, por lo tanto, el
usuario debería informarse exactamente sobre la versión a que se hace
referencia, ya que las tarjetas más nuevas se ofrecen exclusivamente en la

versión de bus de tarjeta. Por consiguiente, no funcionarían correctamente
en un portátil con ranura PCMCIA.
PCMCIA trabaja con una interfaz de 16 bits asíncrona de modo
esclavo. El bus de datos tiene un ancho de 16 bits, y con las 26 líneas de
direcciones pueden direccionar directamente con el un área máxima de
64 MBytes. Para el modo de entrada/salida el estándar es la transferencia
de 8 bits. Con tarjetas de memoria no se utilizan las señales para las
funciones de entrada/salida. Los 68 contactos de una tarjeta PCMCIA
están distribuidos en dos filas y siempre encuentran en la parte frontal, más
estrecha. Las tarjetas más finas en principio también pueden utilizarse en
ranuras para tarjetas más finas en principio también pueden utilizarse en
ranuras para tarjetas más gruesas. En noviembre de 1994 se presento el
estándar de bus de tarjeta para PC, que sustituía a la versión PCMCIA 2.0 y
JEIDA 4.2. No obstante, en contra de lo que su nombre indica, no se trata
de un sistema de bus a nivel electrónico, sino a nivel lógico, es decir, que
aquí también hay solamente una conexión punto a punto entre el
adaptador del PC y la tarjeta.
4.9. Accelerated Graphics Port – AGP
El Accelerated Graphics Port (traducido como puerto gráfico
acelerado y abreviado AGP) forma parte de las placas base desde
mediados de 1997, en las que se monta en forma de ranura para instalar
exclusivamente tarjetas graficas AGP.
Una tarjeta AGP debe ofrecer mayores prestaciones que una tarjeta
grafica PCI, detalle muy importante, principalmente, en la ejecución de
juegos en tercera dimensión 3D. Los usuarios que no sean aficionados a los
juegos también les dará cierta ventaja en las representaciones 2D, ya que
con una tarjeta AGP ofrece algo más de memoria y alcanza frecuencias
más rápidas, por lo que soportan también unas resoluciones de 1280 x 1024
puntos de pantalla con una profundidad de color de 16 bits y una
frecuencia de actualizacion de 85 Hz. Hasta hace muy poco, estos valores
de rendimiento eran exclusivos de tarjetas gráficas muy caras, y la
memoria del mismo PC no superaba muchas veces a la memoria de las
tarjetas graficas actuales.
El puerto AGP no es ni un complemente ni una ampliación del bus
PCI. Al contrario, su instalación en la placa base se realiza en un slot
adicional destinado a la conexión punto a punto. Al igual que el bus PCI, el
bus AGP también tiene en sus inicios un ancho de banda de 32 bits, pero

funciona a 66 Mhz. Esto hace que, cuando se utilizan los dos flancos de la
señal de frecuencia, se alcance una tasa de transmisión máxima de 533
MB/s. el slot AGP es bastante más pequeño que el slot PCI y no es
compatible con este ni desde el punto de vista mecánico ni desde el
punto de vista electrónico. A pesar de estas diferencias, el bus AGP utiliza
igualmente algunas señales PCI, y la inicialización de la tarjeta grafica AGP
se realiza en un primer momento completamente a través del bus PCI,
antes de que el bus AGP pueda entrar en acción.
Las funciones en si del bus AGP se pueden activar tanto a través del
BIOS como del sistema operativo. El puerto AGP está integrado como
puente dentro del chipset de la placa base y es independiente del
procesador del PC. De este modo, no hay nada que impida, el
funcionamiento simultaneo del procesador y del chip grafico que funciona
como master del bus. Así mismo esta conexión se muestra en la figura 4.9.
Figura 4.9 La integración del puerto AGP en el circuito electrónico de la
placa base.

Una tarjeta gráfica AGP puede utilizar parte de la memoria del PC
como memoria para la textura. Para ello es imprescindible que la tarjeta
AGP posea un búfer de escritura. Las aplicaciones 3D, especialmente los
juegos, dependen en gran arte de que la memoria gráfica sea lo más
grande posible. Esta memoria consta básicamente de tres áreas: bufer
frame, bufer Z y un area para los datos de textura. Con las tarjetas gráficas
AGP, se puede utilizar una parte de la memoria normal del PC para las
texturas y ahorrar así la cantidad correspondiente de memoria en la tarjeta
gráfica. La configuración necesaria para ello se realiza en el Setup del
BIOS.
De acuerdo con el AGP initiator de Intel, la memoria de las placas
base con AGP debe constar de SDRAMs, que funcionen con una
frecuencia mínima de 66 Mhz y preferiblemente de 100 Mhz hacia
adelante. La práctica, sin embargo, es que los fabricantes de tarjetas
gráficas prefieren no confiarse a la memoria de la placa base, por lo que
equipan las tarjetas normalmente con SDRAM de 16 bits o con los SGRAM
más rápidas. La ruta de la memoria de una tarjeta AGP tiene un ancho,
por lo general, de 126 bits, y los chips de memoria de las tarjetas gráficas
son, en la mayoría de los casos, más rápidos que los chips de las placas
base. No es nada raro que se alcancen frecuencias de memoria de hasta
130 MHz, por lo que, en definitiva, la memoria principal no se ve afectada
por el bus AGP, lo cual llevaría posiblemente a una disminución del
rendimiento global del sistema.
4.9.1 Las Tarjetas Graficas AGP
El rendimiento de una tarjeta gráfica AGP no es necesariamente
superior al de una tarjeta grafica PCI. Un controlador mal programado
puede hacer que disminuya el rendimiento de la tarjeta. Las prestaciones
dependen básicamente del tipo de chip de grafico y del tipo de memoria
de la tarjeta gráfica, y no tanto del tipo de bus o de puerto. Muchas
tarjetas graficas se ofrecen en una versión PCI y en versión AGP, siendo la
única diferencia entre ambas versiones la electrónica de su interfaz.
Además, la configuración de la tarjeta AGP puede presentar en la
práctica bastantes problemas, algo que con las PCI muy raramente
sucedió a lo largo del tiempo.
En cuanto al precio, actualmente no existe mucha diferencia entre
una tarjeta gráfica PCI y una AGP, por lo que es lógico adquirir una tarjeta

gráfica AGP, que una PCI, ya que de este modo se dispone de un slot PCI
adicional. A veces las versiones AGP son incluso más económicas que las
PCI, y algunas tarjetas gráficas 3D más modernas ya solo se pueden
adquirir en su versión AGP. A las siguientes figuras 4.10 (a) y 4.10 (b)
muestran una tarjeta AGP y PCI respectivamente.
(a)
(b)
Figura 4.10 Tarjeta AGP (a) y Tarjeta PCI (b).
4.10 Los Puertos COM del PC.
Habitualmente ordenadores tienen dos puertos COM instalados. Se
trata de interfaces seria definidas en el estándar RS232. Los puertos COM
del PC solo representan una pequeña parte de las implementaciones
definidas en el estándar RS232, lo que significa que no está garantizado en
absoluto que se puedan comunicar entre si, sin más, dos dispositivos por el
hecho de pertenecer a la normativa RS232.
En un PC hay un conector de 9 pines o de 25 pines para la interfaz
RS232 como se muestra en la figura 4.11. Para evitar confusiones con la

interfaz paralela que también posee 25 contactos, las conexiones seria del
PC son de tipo clavija, es decir, macho:
Figura 4.11 Conectores COM de 25 y 9 Pines
La Interfaz serie habitual en los PC trabaja exclusivamente en modo
asíncrono, y en el caso mas sencillo la conexión RS232 consta únicamente
de 3 líneas:
 RXD o RD, línea de recepción.
 TXD o TD, línea de emisión.
 GND, masa.
Como las líneas RXD y TXD del PC se conectan a los periféricos
dependen del aparato que se va a conectar. En este aspecto se
diferencian dos variantes:
 Equipo terminal de datos, o DTE (Data Terminal Equipment).
 Equipo transmisor de datos, o DCE (Data Carrier Equipment).
Normalmente un ordenador es un DTE y un modem un DCE. La conexión
de dos ordenadores es perfectamente posible y se suele denominar como
Nullmodem (sin modem).

Como se puede apreciar en la figura 4.12, algunas líneas están
conectadas en cruz, lo que significa que el periférico utiliza la línea de
Emisión del PC como línea de recepción, tal puede ser el de la figura 4.12
A, lo mismo se observa en sentido inverso. La conexión Nullmodem como la
de la figura 4.12 B requiere siempre la conexión de líneas cruzadas, por
ejemplo al intercambiar datos entre dos PCs o cuando se conecta una
impresora o un plotter al equipo.

Figura 4.12 Conexiones RS232 típicas para conectar impresoras, plotter y
otros dispositivos serie
Las conexiones de la figura 4.12 C y D son para tener mejor seguridad
en los datos; la conexión 4.12 E se utiliza cuando hay un programa especial
para las líneas de las señales de control, por último la conexión de la figura
4.12 F se utiliza para la conexión de plotters. Al conectar dispositivos
periféricos al PC también nos podemos encontrar con que no se cruzan las
líneas. Este es el caso de la conexión del modem, desde el que podemos
tanto recibir como enviar datos. Pero esos datos no se procesan en el
modem sino que se envían al PC. El modem funciona como un equipo
transmisor de datos DCE y el ordenador como equipo terminal de datos
DTE. La seguridad de la transferencia se puede aumentar introduciendo un
intercambio de señales de control entre los dos dispositivos. Entonces los
dos periféricos no solo están comunicados por las líneas de datos, sino
también por líneas RTS y CTS. Con Clear to Send (CTS) el periférico
comunica que tiene los datos preparados. Si el receptor está listo tomara
los datos y comunicara a su recepción con Request to Send (RTS).
4.11. Firewire
El estándar IEEE-P1394 se denomina también Firewire, aunque en
realidad Firewire, no es más que una de las implementaciones posible que
obedecen a este estándar. No obstante es actualmente la única variante
interesante de IEEE-1394 con posibilidades de conseguir un terreno propio
en el segmento del Comercio. Apple lo desarrollo en 1987. Con el fin de
estos modelos, en un primer momento dio la impresión que el estándar
IEEE1394 también caería en el olvido pero recupero el interés con el auge
de los sistemas de bus serial para periféricos, se desmarca como una
buena solución para aplicaciones de video y audio. Asimismo, fabricantes
de instrumentos de medida como National Instruments y Hewlett-Packard
consideran a Firewire como un posible sucesor del viejo bus IEC para
tecnologías de medida con soporte informático. Como se muestra en la
figura 4.13 está el tipo de conector y el puerto IEEE 1394.
(a)

(b)
Figura 4.13. Dos tipos de Conector IEEE1394 (a) y Puertos IEEE1394 (b)
4.12. DVI (Digital Visual Interface)
A mediados de 1998, un grupo de empresas, principalmente del
sector informático, creó el llamado DDWG (Digital Display Working Group).
Viendo la cada vez mayor implantación de los monitores informáticos
digitales basados en tecnología LCD, en sustitución de los clásicos
monitores analógicos de tubos de rayos catódicos TRC (o CRT del
acrónimo anglosajón), el DDWG diseñó una nueva interfaz de
comunicación para transmitir, sin molestas conversiones, la señal de vídeo
100% digital desde la tarjeta gráfica del PC hasta el monitor.
Bautizado como DVI, este sistema está basado en una tecnología
denominada TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) que utiliza
cuatro canales de datos para la transmisión de la señal. En los tres primeros
se conduce la información de cada uno de los tres colores básicos (rojo,
verde y azul - RGB) y los datos de sincronización vertical y horizontal
necesarios, y se reserva el cuarto canal para transmitir la señal del reloj de
ciclos. Gracias a este sistema, el ancho de banda disponible es lo
suficientemente grande como para transportar sin ningún tipo de
compresión todos los formatos provistos de señales de vídeo en Alta
Definición y resoluciones informáticas de hasta 1.600x1.200 puntos (UXGA).
El DVI también tiene implementado un sistema de mayor envergadura
denominado DVI Dual-Link, que utiliza en el mismo conector un enlace
TMDS adicional que comparte la señal del reloj y que permite resoluciones
de hasta 2.048x1.536 píxeles (QXGA). Debido a la nula utilización del
sistema Dual-Link en equipos de cine en Casa domésticos, nos centraremos
en la versión simple, llamada Single-Link. Los conectores DVI son como los
que se muestran en la figura 4.14.

Figura 4.14. Conector DVI
Además de los datos TMDS, el estándar DVI maneja otro tipo de
señales denominadas DCC (Display Data Channel). En este canal se
establece una comunicación entre la fuente y la pantalla de
informaciones auxiliares de vídeo (AVI), que permite entre otras cosas
identificar la resolución soportada por el monitor, la relación de aspecto
nativa del mismo, el tipo de señal que envía (RGB o Y/Cb/Cr) y diversos
datos sobre colorimetría o geometría de la imagen.
Para evitar la piratería, se desarrolló un sistema de encriptación de
nombre HDCP (High-Bandwidth Digital Contention Protect) que se basa en
el intercambio de información entre dos dispositivos con conexiones DVI y
que obligatoriamente han de confirmar las señales de validación que se
envían entre ellos para seguir transmitiendo. Esto nos puede llevar al caso
de tener una fuente DVI-HDCP y un proyector o panel de plasma que no
disponga de este certificado anticopia y resulten absolutamente
incompatibles a pesar de contar con el mismo conector. Para concluir la
migración del DVI desde el mundo informático al audiovisual, se añadieron
las señales digitales de vídeo por componentes de diferencia de color
Y/Cb/Cr a las originarias señales RGB como los que se muestran en la figura
4.15. Esta combinación, más cercana a nuestros intereses de conexión
DVI+HDCP+Y/Cb/Cr, ha sido denominada DVI-HDTV.

Figura 4.15. Conector DVI y conectores para las señales digitales del mismo.
El conector DVI está compuesto por dos grupos de pines. En un
extremo del conector siempre encontraremos un grupo de 24 pines en tres
filas de ocho. Puede existir en el otro extremo un solo pin central de mayor
tamaño (24+1) que nos indica que el mismo es DVI-D o digital y que sólo
transmite este tipo de señales, o bien podemos tener este mismo pin
rodeado de cuatro pines añadidos (24+5) que contienen adicionalmente
la señal de vídeo analógica por componentes RGB y que se denomina
DVI-I o Integrado. En la tabla 4.1. se detallan los diferentes tipos de
conectores DVI que hay y sus diferencias:
Nombre Conector Señal Descripción
DVI-I Single Link analógica
y digital
Pin central + 4
pines a la
izquierda.
Tres filas de seis
pines a la
derecha.
DVDI-I Dual Link analógica
y digital
Pin central + 4
pines a la
izquierda.
Tres filas de
ocho pines a la
derecha.

DVI-D Single Link digital Pin central a la
izquierda.
Tres filas de seis
pines a la
derecha.
DVI-D Dual Link digital Pin central a la
izquierda.
Tres filas de
ocho pines a la
derecha.
DVI-A analógica Pin central + 4
pines a la
izquierda.
A la derecha
una fila de
cinco pines,
otra de tres y la
última de
cuatro.
P & D analógica
y digital
Pin central + 4
pines a la
izquierda.
Tres filas de diez
pines a la
derecha.
Tabla 4.1. Distintos conectores tipo DVI.
4.12. Universal Serial Bus (USB)
Universal Serial Bus (USB) es un conjunto de especificaciones de
conectividad desarrollada por Intel en colaboración con los líderes de la
industria. USB permite alta velocidad y fácil conexión de periféricos a un
PC. Mientras está enchufado, todo lo que configura
es automáticamente. USB la interconexión mas exitosa en la historia de la
computación personal y ha migrado a la electrónica de consumo (CE) y

productos móviles. El símbolo de los puertos USB es como el mostrado en la
figura 4.16.
Figura 4.16 . Símbolo del puerto USB
4.12.1.The USB standard El estándar USB
Prestación de un estándar de la industria, USB fue originalmente
lanzado en 1995 a 12 Mbps. Hoy en día, USB funciona a 480 Mbps y se
encuentra en más de seis mil millones de PC, electrónica de consumo (CE),
y los dispositivos móviles con una tasa de recorrido de 2 millones de
productos USB que se envían en el mercado aumenta cada año.Además
de alto rendimiento y la ubicuidad, USB cuenta con un fuerte
reconocimiento de marca del consumidor y una reputación de facilidad
de uso.
4.12.2.USB hoy
Hoy en día, Hi-Speed USB 2.0, proporciona una mayor mejora en el
rendimiento hasta 40 veces más rápido que USB 1.0, con una tasa de datos
de diseño de hasta 480 megabits por segundo (Mbps). Además, USB On-
The-Go (OTG), un suplemento a la especificación USB 2.0, fue creado en
2002. USB OTG define un doble dispositivo de papel, que puede actuar
como servidor o periférico, y puede conectarse a un PC u otros dispositivos
portátiles a través del mismo conector.
Dispositivos móviles tales como computadoras de mano, teléfonos
celulares y cámaras digitales que se conectan a la PC como un periférico
USB beneficio de tener mayor capacidad para conectarse a otros
dispositivos USB directamente. Por ejemplo, los usuarios pueden realizar
funciones tales como enviar fotos desde una cámara digital a una
impresora, PDA, teléfono celular o envío de archivos de música desde un
reproductor de MP3 a otro reproductor portátil, PDA o teléfono celular.
4.12.3. El paso a USB inalámbrico

Wireless USB es la extensión inalámbrica de nuevo a USB que
combina la velocidad y la seguridad de la tecnología de cableado con la
facilidad de uso de la tecnología inalámbrica. La conectividad
inalámbrica ha permitido a un estilo de vida móvil lleno de comodidades
para los usuarios de informática móvil. Tiene un gran apoyo para la
conectividad inalámbrica de alta velocidad, el USB inalámbrico utiliza el
común WiMedia Ultra-wideband (UWB) plataforma de radio desarrollado
por la WiMedia Alliance.
4.12.4. USB en el futuro
El próximo avance en la tecnología presente en todas partes es el
SuperSpeed USB (USB 3.0) que entregará más de 10 veces la velocidad
específica de Hi-Speed o USB 2.0. La tecnología tiene objetivos de
sincronización de PC para una transferencia rápida entre las aplicaciones,
para que estas satisfagan las exigencias de la CE(Conformidad Europea) y
en los segmentos móviles se centro para que estos tengan una mayor
velocidad de transmisión y recepción en la información.
USB 3.0 va a crear un estándar compatible hacia atrás con la
misma facilidad de uso y capacidades de Plug and Play de tecnologías
USB anteriores. Dirigidas a aumentar el rendimiento a velocidades de datos
hasta los 5Gbps, la tecnología se basaría en la misma arquitectura de USB
con cable. Además, la especificación USB 3.0 será optimizada para bajo
consumo de energía y la eficiencia de protocolo mejorado.
4.12.5. La colaboración de empresas
Intel formó el USB Implementers Forum (USB-IF) en 1995, con otros
agentes del sector para apoyar y acelerar la adopción del mercado y al
consumo de los periféricos de USB compatible. Hoy en día, el USB-IF cuenta
con más de 700 empresas en todo el mundo, y el Consejo de
Administración está integrado por representantes de Hewlett-Packard, Intel
Corporation, LSI Corporation, Microsoft Corporation, NEC Corporation, y ST-
NXP Wireless. El USB-IF es una organización sin fines de lucro creada para
proporcionar una organización de apoyo y un foro para la promoción y
adopción de tecnologías de bus serie universal. El foro facilita el desarrollo
de alta calidad, compatible con periféricos USB (dispositivos), y promueve
los beneficios de los productos USB que han superado las pruebas de
cumplimiento. La figura 4.17 nos muestra las diferencias que habrá en el
USB 2.0 y la versión 3.0.

Figura 4.17. Puerto USB Versión 2.0 figura izquierda y la Versión 3.0
mostrado en la figura de la derecha.

QUINTO TEMA:
LOS PROCESADORES

Los Procesadores
5. Los Procesadores
El procesador es el componente básico de cualquier PC. Con el
avance, cada vez más rápido, de la tecnología y gracias a que varias
empresas se están disputando el mercado se ven obligadas a desarrollar
procesadores de mejor calidad a fin de producir el mejor rendimiento
posible.
5.1 Características Básicas de los Procesadores.
La primera cosa que nos preguntamos a la hora de comprar un
procesador es la frecuencia de trabajo, que es medida en Megahercios
(Mhz) o millones de ciclos por segundo, frecuencia llamada de reloj y que

ahora ya en la actualidad la medimos en el termino de Gigahercios (Ghz),
billones de ciclos por segundo. La frecuencia del procesador solo nos
indica cuantos ciclos de procesamiento se realizan por segundo. Esto es
debido a las diferentes arquitecturas que estos presentan.
5.1.1 El coprocesador aritmético.
Todos los procesadores de la familia x86, son básicamente
procesadores de números enteros. Sin embargo, necesitan utilizar valores
numéricos de mayor precisión, así como funciones matemáticas más
complejas para realizar sus tareas. Este es el caso de los programas de
juegos con gráficos tridimensionales, el procesamiento de imágenes, etc.
La función del coprocesador aritmético es justamente ayudar al
procesador en el cálculo de funciones complejas.
5.2 Del 8086 al Pentium
5.2.1. Intel 8086
Microprocesador Intel 8086 es un primer miembro de la familia de
procesadores x86. Anunciado como una "fuente de código compatible"
con Intel 8080 y 8085 de procesadores Intel, el 8086 no fue objeto de
código compatible con ellos. El 8086 completa la arquitectura de 16 bits
de los registros internos, 16-bit de datos de autobuses, y un bus de
direcciones de 20 bits (1 MB de memoria física). Debido a que el
procesador tiene registros de 16 bits y punteros índices de la memoria, que
pueden abordar eficazmente sólo 64 KB de memoria. Para la dirección de
memoria más allá de 64 KB de la CPU usa los registros de segmento, estos
registros especifican las ubicaciones de memoria para el código, la pila,
los datos y segmentos extras de 64 KB. Los segmentos se pueden colocar
en cualquier lugar de la memoria, y, en caso necesario, los programas de
usuario pueden cambiar su posición. Este método de direccionamiento
tiene una gran ventaja ya que es muy fácil escribir código independiente
de la memoria cuando el tamaño del código, pila y los datos es menor de
64 KB cada una. La complejidad del código y el aumento de la
programación, a veces considerablemente, cuando el tamaño de la pila,
datos y el código es mayor de 64 KB.
Intel 8086 incluye un conjunto de instrucciones de algunas
instrucciones de cadena muy poderosa. Cuando estas instrucciones
tienen el prefijo REP (repeat), la CPU realiza operaciones de bloque de
movimiento de datos, compara los bloques de datos, conjunto de datos
por categorías de cierto valor, etc., que es una cadena de 8086, las

instrucciones con prefijo REP puede hacer que un bucle de instrucciones
se ejecuten las veces que sean requeridas
El 8086 ofrece soporte para microprocesadores Intel 8087
coprocesador numérico. La CPU reconoce todas las instrucciones de
punto flotante (FP). Cuando las instrucciones hacen referencia de FP en la
memoria, la CPU calcula la dirección de memoria y realiza la lectura de
una memoria ficticia, calcula la dirección y lee los datos, los cuales son
capturados por la unidad de punto flotante (FPU). Cuando el CPU pasa a
la siguiente instrucción, la FPU ejecuta la instrucción de punto flotante. De
esta manera, los números enteros y de instrucción de punto flotante se
pueden ejecutar simultáneamente gracias a este mecanismo.
La CPU original de Intel 8086 ha sido fabricada utilizando la
tecnología de HMOS. Más tarde, Intel introdujo las versiones 80C86 y
80C86A CHMOS. Enseguida se muestra como era la apariencia de dicho
procesador en la figura 5.1.
FIGURA 5.1. PROCESADOR INTEL 8086
5.2.2. Intel 8088
El microprocesador Intel 8088 fue lanzado en 1979, o un año después
de la CPU Intel 8086.Ambos procesadores tienen la misma arquitectura, y
la única diferencia de la CPU del 8088 al de los 8086 es el ancho del bus
de datos externos, ya que se redujo de 16 bits a 8 bits. La CPU 8088 utiliza
dos ciclos consecutivos de bus para leer y escribir 16 bits de datos en lugar
de un ciclo de bus para el 8086, que hace que el procesador 8088 sea
más lento. Como los cambios de hardware eran más caros que la CPU
8088, Intel desarrollo los procesadores 8080/8085 compatible con chips de
soporte. Este fue un factor importante en la elección del procesador 8088
de la línea de ordenadores IBM, porque en ese momento los chips de 8

bits eran más baratos que los chips de 16 bits, y no había mejor selección
que los chips de 8 bits.
El microprocesador 8088 tiene registros de 16 bits; 16 bits de datos
internos en el bus y un bus de direcciones de 20 bits, lo que permite que el
procesador direccionara la información hasta 1 MB en la memoria. El
8088 utiliza la memoria segmentada que se abordan en el 8086: el
procesador puede abordar 64 KB de memoria directamente, y para
hacer frente a más de 64 KB de memoria de la CPU, tiene que romper la
actualización en algunas partes.
Al igual que en el microprocesador 8086, el 8088
admite el coprocesador numérico Intel 8087. La CPU reconoce todas las
instrucciones de punto flotante (FP), y, cuando sea necesario, calcula la
dirección de memoria para la instrucción operando FP y no una lectura
de memoria ficticia. La FPU captura la dirección calculada y,
posiblemente, los datos, y procede a ejecutar la instrucción FP. La CPU al
mismo tiempo, comienza a ejecutar la siguiente instrucción. Así, los dos
enteros y de instrucciones de punto flotante se pueden ejecutar
simultáneamente. El microprocesador original Intel 8088 ha sido fabricado
utilizando la tecnología de HMOS. También hubo versiones CHMOS del
chip 80C88 y 80C88A. Estos microprocesadores tenían un consumo de
energía mucho más baja. La figura 5.2. muestra dicho procesador.
FIGURA 5.2. INTEL 8088
5.2.3. Intel 80186.
Microprocesador Intel 80186, a veces llamado i186, es una versión
mejorada del procesador Intel 8086 de 16 bits. El código objeto es
totalmente compatible con el 8086, la 80186 integra muchos componentes
del sistema en un chip, agregó 7 nuevas instrucciones, y añadió nuevos
tipos de operando a tres existentes de las instrucciones del Intel 8086. Con

la excepción de los componentes integrados, el microprocesador Intel
80186 no es muy diferente del 8086, y, por ello, la 80186 puede ser
considerada como una versión integrada de 8086. Aunque el Intel 80186
no fue ampliamente utilizado en los ordenadores como los 8086 y 80286 lo
que fue un éxito en el mercado de procesadores, fue tan exitoso, que
diferentes versiones del procesador se introdujeron durante los últimos 20
años 80C186 , 80186EA, 80186EB, etc. En este momento (septiembre de
2006) algunas de estas versiones están todavía en producción. La figura
5.3 nos muestra el procesador 80186.
FIGURA 5.3. INTEL 80186.
5.2.4. INTEL 80188.
El microprocesador Intel 80188 es una versión mejorada
del procesador Intel 8088. Al igual que el 8088, el 80188 tiene arquitectura
de 16 bits internos y 8 bits externos en el bus de datos. Con la excepción de
los componentes integrados, el microprocesador 80188 no es muy diferente
del 8088, y, por ello, puede considerarse como una versión integrada de los
8088. El procesador Intel 80188 ni siquiera tenía su propia versión de
coprocesador; no fue muy utilizado en las computadoras pero fue tan
exitoso, que versiones diferentes del procesador fueron introducidos por
Intel y otras compañías desde1982 el 80C188, 80188EA, 80188EB, etc. En
este momento (noviembre de 2004) algunas de estas versiones están
todavía en producción. En la figura 5.4. nos muestra dicho procesador.

5.2.5. Intel 80286.
La segunda generación de procesadores x86 de 16-bits, Intel 80286, fue
lanzado en 1982. La nueva característica importante del microprocesador
80286 fue el modo protegido. Cuando se cambia a este modo, la CPU
puede direccionar hasta 16 MB de memoria de funcionamiento. En el
modo protegido era posible proteger la memoria y otros recursos del
sistema de programas para usuarios; esta característica es necesaria para
la multitarea de programa real. Hay muchos sistemas operativos que utiliza
el 80286 en modo protegido: OS / 2 1.x, Venix, SCO Xenix 286, y otros. Si
bien este modo es útil para sistemas operativos multitarea, es de uso
limitado para los sistemas que requiere la ejecución de los programas
existentes x86. El modo protegido no puede ejecutar varios programas
virtualmente, y había otras limitaciones, así:
 80286 es un microprocesador de 16 bits. Aunque en modo protegido
la CPU puede direccionar hasta 16 MB de memoria, esto se llevó a
cabo utilizando los segmentos de memoria. El tamaño máximo de
segmento de memoria era todavía 64 KB.
 No había manera rápida y fiable para volver al modo real desde el
modo protegido.
Actualmente, el 80286 en modo protegido no sea utilizado por los
sistemas operativos x86. Todos los sistemas operativos modernos de 32 bits
son basados en el uso en modo protegido 80386 que fue presentado
por la próxima generación de procesadores Intel x86. La figura 5.5 muestra
el Intel 80286.
FIGURA 5.5. INTEL 80286
5.2.6. Intel 80376
Intel 80376 (i376) es un microprocesador de 32 bits integrados,
basado en la microarquitectura Intel 80386. Funcionalmente, el i376 está

muy cerca de Intel 80386SX de la CPU. Al igual que el 80386SX, el 80376
tiene datos de 16-bit de bus y bus de direcciones de 24-bits. El 376 sólo
funciona en 32 bits en modo protegido y no soporta otros modos presentes
en microprocesadores 80386SX y 80386DX. El procesador tiene una unidad
de gestión de memoria (MMU) que proporciona la traducción de
direcciones lógicas y protección, pero no admite la paginación. Como
resultado, el i376 CPU no puede ejecutar ningún programa en modo real o
programas que requieren de paginación, pero puede ejecutar programas
de 32 bits. Todos los programas diseñados para la 80376 puede ser
ejecutado en la CPU 80386SX/80386DX sin cambios. El rendimiento del
microprocesador 80376 está a la par con 80386SX funcionando a la misma
frecuencia. La figura 5.6 muestra el procesador Intel 80376.
5.2.7. Intel 80386.
La tercera generación de microprocesadores x86, fue el Intel 80386
(i386) un microprocesador de 32 bits compatible con generaciones
anteriores de procesadores 80x86. De las principales características
nuevas en el i386 CPU era en modo protegido 80386, este modo fijó
muchas deficiencias que existían en el procesador el 80286 en modo
protegido:
 El 80386 incluye el modo de juego completo de registros de 32 bits y
de instrucciones de 32 bits.
 Aunque en este modo la CPU todavía se utiliza la arquitectura del
segmento de memoria similar a la presente en anteriores
microprocesadores x86, el tamaño de los segmentos de memoria se

aumentó a 4 GB. Esto simplifica el desarrollo de software de 32-bits, y
en la mayoría de los casos podría ejecutar aplicaciones sin tener que
preocuparse acerca de los segmentos de memoria de
conmutación.
Otro nuevo modo en el 80386 de CPU era el modo virtual 8086. En este
modo, la CPU puede ejecutar las aplicaciones que ejecutaba el 8086
mientras que proporciona la protección necesaria de la memoria y otros
recursos. La introducción de este modo y 80386 en modo protegido se
paso muy significativamente. Todos los sistemas operativos de 32 bits
basados en el uso de estos modos de ejecución heredada de 16 bits y
para aplicaciones más modernas de 32 bits.
Hubo diferentes versiones de los 80386 CPU:
 80386DX - esto podría trabajar con la CPU de 16 bits y 32 bits de
buses externos automáticos.
 80386SL - microprocesadores de bajo poder con características de
administración de energía, con 16 bits de bus de datos externos y 24
bits de bus de direcciones externas. El procesador incluye un
controlador de bus ISA, controlador de memoria y controlador de
memoria caché.
 Procesadores integrados 80376 y 80386EX.
El procesador Intel 80386 se produjo a velocidades de hasta 33 MHz,
AMD produce aún más rápido ya que tiene una versión de 40 MHz. la
figura 5.7 nos muestra el procesador 80386.
5.2.8. Intel 80486
El sucesor del procesador del 80386, Intel 80486 (i486) incluyó muchos
cambios en la microarquitectura que resultaron importantes mejoras de
rendimiento:

 El tiempo de ejecución de instrucciones se redujo
significativamente. Muchos de carga, el almacenamiento y las
instrucciones de la aritmética ejecutado en un solo ciclo
(suponiendo que los datos que ya estaba en la memoria caché).
 Intel 486 destaco en el traslado de información más rápida
entre los buses, 1 ciclo de la CPU en lugar de dos o más ciclos de
CPU para el bus 80386.
 Se integro la Unidad de punto flotante en el CPU
80486DX. Todas las instrucciones de punto flotante se optimizaron
ya que se requiere un menor número de ciclos de CPU para
ejecutar.
 Reloj de duplicación y triplicación introducido en las
versiones más rápidas de la CPU Intel 80486. Estos procesadores
i486 podría correr en las placas bases existentes de 20 a 33 MHz
de frecuencia de bus, mientras se ejecuta internamente en dos o
tres veces de la frecuencia del bus.
 Características de administración de energía y el Sistema en
Modo de Administrador (SMM del ingles System Management
Mode ) se convirtió en una característica estándar del
procesador.
Los microprocesadores Intel 80486 producía velocidades de hasta
100 MHz. AMD produce aún más rápido con versiones de 120 y 133 MHz
de la 80486, y fabricado en pequeñas cantidades, de 150 MHz y,
posiblemente, versiones de 166 MHz. La figura 5.8. muestra el procesador.

5.2.9. Intel Pentium
La quinta generación de la familia x86 de Intel microprocesador
Pentium fue el primer procesador x86 súper escalar. El procesador incluye
dos unidades enteras "pipeline", que podría ejecutar hasta dos
instrucciones por ciclo entero de la CPU. Rediseñada la unidad de punto
flotante mejoro considerablemente el rendimiento de operaciones de
punto flotante y podría ejecutar varias instrucciones por ciclo de FP de la
CPU. Otras mejoras del Pentium son:
 Para mejorar la transferencia de datos del tamaño de bus de datos
se incrementó a 64 bits.
 El tamaño de los datos y los caches L1 de código se duplicó en los
procesadores Pentium con tecnología MMX.
 Intel Pentium utiliza la predicción de saltos para mejorar la eficacia
de la arquitectura de canalización.
 Muchos Pentium podrían trabajar en sistemas de procesador dual.
 Para reducir el consumo de energía de la CPU el voltaje principal se
redujo en todos los Pentium MMX.
 Fue producida para computadoras móviles, de escritorio, y
procesadores integrados.
 Las características de administración de energía y el Sistema en
Modo de Administrador (SMM) se convirtieron en una característica
estándar del procesador.
La figura 5.9 nos muestra el procesador Intel Pentium.
FIGURA 5.9. INTEL PENTIUM.

Las versiones posteriores de los procesadores Pentium Pentium MMX
incluye 57 nuevas instrucciones. Estas instrucciones pueden utilizarse para
acelerar el procesamiento de aplicaciones multimedia y de
comunicación. Al igual que los procesadores Pentium, la CPU MMX
Pentium también se produjeron en tres versiones diferentes de sobremesa,
móviles y procesadores integrados.
5.3. Los Nuevos Procesadores.
Intel ha sido el numero uno de los fabricantes de microprocesadores
durante décadas; la evolución de su microprocesador más representativo
es un buen indicador de la evolución de la tecnología de los
computadores. La tabla 5.1 muestra la evolución de Intel desde el
procesador Intel 8080 al Pentium III y al Merced .
Procesador Descripción
8080 Era una maquina de 8 bits, con datos de memoria de 8 bits
8086 Una maquina de 16 bits, mucho más potente. Además de un
camino de datos más ancho y registros más grandes, el 8086
tenía un cache de instrucción, o cola, que pre captaba
algunas instrucciones antes de ser ejecutadas.
80286 Esta ampliación del 8086 permitía redireccionar una memoria
de 16MBytes en lugar de un solo Mbyte.
80386 Fue la primera maquina de Intel con 32 bits, y constituyo una
gran revisión del modelo anterior. Con una arquitectura de 32
bits, el 80386 rivalizaba en complejidad y potencia con los
minicomputadores y grandes computadores introducidos en el
mercado pocos años antes.
80486 El 80486 introduce el uso de tecnología de cache mucho mas
sofisticada y potente, e instrucciones de segmentación de
cauce sofisticadas.
Pentium En el Pentium, Intel introduce el uso de técnicas súper
escalares, que permiten que varias instrucciones se ejecuten en
paralelo.
Pentium Pro En el Pentium Pro continuo la tendencia iniciada con el
Pentium hacia la organización súper escalar, con el uso
agresivo del renombrado de registros, predicción de

ramificaciones, análisis del flujo de datos y ejecución
especulativa.
Pentium II En el Pentium II se incorporo la tecnología Intel MMX, que se
diseño específicamente para procesar de forma eficiente
datos de video, audio y gráficos.
Pentium III El Pentium III incorpora instrucciones adicionales en punto
flotantes para procesar software de gráficos 3D.
Merced Esta nueva generación de procesadores Intel usa organización
de 64 bits.
Tabla 5.1 Evolución de Productos Intel
5.3.1. Intel Pentium II
Intel Pentium II como el de la figura 5.10 se basa en la sexta generación
de procesadores x86. La línea de procesadores Intel Pentium II se
compone de 6 familias diferentes:
 Pentium Pro - versión de alto desempeño. La familia Pentium Pro fue
sustituida por la familia de Pentium II Xeon.
 Pentium II - de la familia de escritorio.
 Mobile Pentium II - versión móvil de procesador Pentium II.
 Pentium II Xeon - versión de alto rendimiento.
 Desktop Celeron - versión de bajo costo.
 Mobile Celeron - versión móvil de procesador Intel Celeron.
FIGURA 5.10. INTEL PENTIUM PRO.

5.3.2. Intel Celeron.
Todos los procesadores Intel Celeron se basaron en el paquete
PPGA en el núcleo de Mendocino. Mendocino fue el primer núcleo Intel
x86 con caché de nivel 2 integrada con el núcleo. En el núcleo había sólo
128 KB de caché de nivel 2, pero de menor tamaño de caché, fue
parcialmente compensado por una mayor velocidad de memoria caché
que se ejecuta dos veces más rápido que el Pentium II nivel 2 de caché. El
núcleo de Mendocino no requieren chips de memoria de caché externa,
por lo que podría caber en las pequeñas y baratas del paquete Plastic Pin
Grid Array (PPGA). Para trabajar con el paquete PPGA Celeron Intel diseñó
sockets de 370 pines, o PGA370. Dicho procesador Celeron se muestra en
la figura 5.11.
FIGURA 5.11. INTEL CELERON.
5.3.3. Intel Timna.
La familia de microprocesadores Timna fue anunciado por Intel en
1999. Timna fue planeado como un microprocesador de bajo costo con
gráficos integrados y la unidad de controlador de memoria diseñado para
trabajar con la memoria Rambus. Como el precio de la memoria Rambus
no bajo, Intel decidió utilizar un chip de puente (Memoria de Traducción
Hub o MTH), que ya se usaba con el chipset Intel 820, para enlazar con el
controlador de memoria Rambus de memoria SDRAM menos
costosa. Cuando un grave error fue descubierto en el diseño MTH en el
primer semestre de 2000, Intel recordó el MTH y la liberación Timna
retrasado hasta el primer trimestre de 2001. Después de eso, la empresa
comenzó el rediseño del integrado a partir de cero, pero debido a los
continuos problemas con el recientemente renovado MTH, la familia de
Timna fue cancelada el 29 de septiembre de 2000. En la figura 5.12. se
muestra el Intel Timna.

FIGURA 5.12. INTEL TIMNA.
5.3.4. Intel Pentium III.
Familia de microprocesadores Pentium III fue una actualización
evolutiva de los Pentium II. El primer núcleo Pentium III, Katmai, presentó el
conjunto de instrucciones SSE, que permitió que las aplicaciones
procesaran hasta cuatro números de un solo punto flotante de precisión a
la vez. Otros núcleos de Pentium III añade otras características, como 256
y 512 KB memoria caché L2 y el menor tamaño del paquete. Durante su
vida, el núcleo de los microprocesadores Pentium III fue reducido en dos
ocasiones de 0,25 micras a 0,18 micras, y luego a 0,13 micrones.
Al igual que la generación anterior de procesadores x86, la familia
de Pentium III consta una familia de los cuales están:
 Pentium III Xeon .- Versión de alto rendimiento.
 Los procesadores de escritorio Pentium III .- Equipos de escritorio.
 Desktop Celeron .- Versión de bajo costo.
 Mobile Pentium III y Pentium III Mobile M.- Versiones móviles del
procesador Pentium III.
 Mobile Celeron .- Versión móvil de procesador Intel Celeron.

FIGURA 5.13. INTEL PENTIUM III.
5.3.5. Intel Pentium IV.
Los microprocesadores Intel Pentium IV se basaron en la nueva micro
arquitectura NetBurst, que difiere significativamente de la arquitectura P6
micro utilizado en la familia de procesadores Intel Pentium II / Pentium III.
Una de las características clave del procesador Pentium IV es la
tecnología Hyper-Threadind, que era dos veces más que en la generación
anterior de procesadores Pentium. Mientras que las tuberías ya son menos
eficaces que los más cortos, que permiten a la CPU para llegar a
frecuencias más altas, y así aumentar el rendimiento de la CPU. Para
mejorar la eficiencia de la tubería muy profunda, los procesadores
Pentium IV incluyeron otras características como: Execution Trace Cache,
Advanced Transfer Cache, Enhanced predicción de saltos, Quad Data
Rate bus y la tecnología Hyper-Threading. Las versiones posteriores de los
procesadores Pentium IV también se incluye el conjunto de instrucciones
SSE3 y un conjunto completo de instrucciones de 64 bits (EM64T).
Intel Pentium 4 de la familia de microprocesadores consiste en las
siguientes familias:

 Xeon y Xeon MP - Versiones de alto rendimiento.
 Pentium IV - Fondos de la CPU.
 Mobile Pentium IV y Mobile Pentium IV-M - Versiones móviles de la
CPU.
 Celeron - Versión de bajo costo.
 Mobile Celeron - Versión móvil del bajo costo del procesador
Pentium IV.
Todos los procesadores Pentium IV de marca tienen un solo núcleo de
la CPU. Microprocesadores de doble núcleo basado en la
microarquitectura NetBurst se marca como Pentium D.
Mobile Pentium IV como el de la figura 5.14 fue la última generación
de microprocesadores móviles con microarquitectura NetBurst. Los
microprocesadores móviles se basan en dos núcleos de procesador Intel
Pentium 4 Northwood y Prescott. A pesar de estos procesadores tenía el
mismo poder características de ahorro de los microprocesadores Pentium
4M, el consumo de energía de estos procesadores fue significativamente
más alto que la de procesadores Mobile Pentium 4 M. De hecho, el
consumo de energía de Prescott-Mobile Pentium 4 tuvo un consumo de
energía tan alto, que difícilmente podría ser considerado un procesador
para computadoras portatiles.
FIGURA 5.14. INTEL PENTIUM IV.
5.3.6. Pentium D

La primera generación de procesadores Pentium D como el
mostrado en la figura 5.15 fue construido en el núcleo Smithfield, que era
esencialmente dos Prescott Pentium 4 en un solo paquete. Como era de
esperar, muchas características del procesador Pentium D fueron los
mismos que en la línea del procesador Pentium 4. En cada núcleo del
Pentium D había un rastro de caché de instrucción, con aproximadamente
12 mil micro operaciones, de nivel 16 de 1 KB de caché de datos y 1 MB de
nivel 2 de caché. El procesador Pentium D con el núcleo de Smithfield se
ofrecían en las frecuencias de hasta 3,2 GHz y que el consumo de energía
era notablemente superior al procesador Pentium 4. Los
microprocesadores Pentium D fueron fabricados en la tierra del paquete
LGA 775, y que por lo general compatible con socket 775.
FIGURA 5.15. INTEL PENTIUM D.
5.3.7. Intel Core Solo.
De la familia de microprocesadores Intel Core Solo, es una familia
de procesadores de núcleo único, basados en la mejora de móviles
(Pentium M). Los microprocesadores Core Solo como el mostrado en la
figura 5.16 tiene todas las características de base de los Pentium
M Dothan: 32 KB de instrucciones y datos de caché de nivel 1, nivel 2 de
caché de 2 MB, soporte para instrucciones SSE y SSE2, y el ahorro notable
de energía. Los Microprocesadores Core Solo también incluyen la
tecnología de virtualización y soporte para las instrucciones SSE3.

FIGURA 5.16. INTEL CORE SOLO
5.3.8. Intel Core Duo.
Intel Core Duo es una familia de procesadores dual-core móvil
basándose en la microarquitectura de los procesadores para móviles
(Pentium M). Core Duo integra dos núcleos, mientras que cada núcleo
tiene su propio nivel de 32 KB, uno de los núcleos como administrador de
instrucciones y otro de ellos como los datos de caché, ambos comparten
los mismos núcleos de 2 MB de caché de nivel. Las nuevas características
de los microprocesadores Core Duo son el conjunto de instrucciones SSE3 y
tecnología de virtualización. La figura 5.17 nos muestra este procesador.
FIGURA 5.17. INTEL CORE DUO.

5.3.9. INTEL CORE 2 DUO.
La última generación de procesadores Intel compatibles con x86, de la
familia de microprocesadores Core 2 Duo, fue presentado el 27 de julio
del 2006. Los procesadores Core 2 Duo incluyen dos núcleos, cada núcleo
tiene 32 KB de datos de nivel 1 y 32 KB de código caché en nivel 1. El CPU
Core 2 Duo funciona a menor frecuencia que los procesadores Pentium
IV, pero ofrecen un rendimiento excelente gracias a la arquitectura más
eficiente:
 El núcleo de cada procesador puede ejecutar hasta 4 instrucciones
por ciclo.
 Caché L2 compartida permite a la misma copia de los datos a ser
utilizados por ambos núcleos. Otra ventaja de caché en nivel 2
compartida es que el núcleo más cargado puede usar más
cantidad de caché en nivel 2 hasta el tamaño de la caché.
 Las instrucciones SSE de 128 bits se pueden ejecutar al ritmo
sostenido de un 128-bits de instrucciones por ciclo.
La arquitectura Core 2 Duo incluye otras funciones que mejoran el
rendimiento. Una de estas características es una "macrofusion". Esta
característica permite que el procesador pueda cargar y ejecutar pares
de instrucciones comunes como una instrucción.
En general, a pesar de la menor frecuencia del procesador, el
rendimiento del Core 2 Duo de la familia es mucho mayor que el
rendimiento del Pentium IV. Core 2 Duo E6600 y procesadores E6700 tienen
una potencia de diseño térmico de 65 vatios, mientras que es menos
eficiente el Pentium iv Extreme Edition a 3,73 GHz que tiene potencia de
diseño térmico de 115 vatios. Dicho procesador se muestra en la figura
5.18.
FIGURA 5.18. INTEL CORE 2 DUO.

5.3.10. Intel Atom
Los primeros miembros de esta familia, Z 5XX CPU, se introdujeron en
abril de 2008. Los microprocesadores Intel Atom tienen las siguientes
características:
 32 KB de caché de instrucciones y 24 KB de datos almacena en
caché.
 512 KB nivel 2 de caché.
 Bombeo cuaternario desde un lado del bus, funcionando de manera
efectiva a 400 o 533 Mhz.
 Soporte para todas las extensiones SIMD hasta SSE3 y de consulta
SSE3.
Algunos procesadores Atom también incluye las tecnologías de
virtualización y HyperThreading. Hasta septiembre del 2008 sólo dos
procesadores podían funcionar en modo de 64 bits.
Diseñado para el consumo de energía muy bajo, los procesadores
Atom incorporan muchas características de baja potencia utilizados en la
base 2 de microprocesadores, como C1, C2, C4 y de los Estados C6, la
tecnología Enhanced SpeedStep y el tamaño de caché
dinámico. Asimismo, los procesadores utilizan el poder de muchas nuevas
características de ahorro, la sincronización del reloj, de energía, y
otros. Como resultado, las CPUs Atom tienen mucha menor potencia de
diseño térmico (TDP) de la generación anterior de microprocesadores de
ultra-baja potencia. Todos los microprocesadores Atom son fabricadas en
pequeño factor de forma de micro paquete FCBGA 13mm x 14mm para
la serie Z 5XX y 22mm x 22mm para todos los demás.
5.3.11. Intel Core i5
Intel Core i5, previsto para ser lanzado en septiembre de 2009, es
una familia de procesadores con un rendimiento de nivel medio en
comparación con el Core i7. Los procesadores i5 incluyen características
que podemos encontrar en las CPUs Core i7 Nehalem; matriz única de
cuatro centrales de diseño, en chip controlador de memoria DDR3, el
protocolo punto a punto utilizado para comunicarse con dispositivos de
entrada/salida, 256 KB nivel 2 de caché (por núcleo), 8 de nivel 3 MB de

caché de instrucciones SSE4, y soporte para características tales como la
tecnología de virtualización y la tecnología Turbo Boost.
Los microprocesadores son de doble controlador de memoria de canal
en lugar de triple controlador de canal en Nehalem CPU. Los
procesadores i5 no son compatibles con tecnología Hyper-Threading. Los
microprocesadores Intel Core i5 están empaquetados en un arreglo de
red en tierra (LGA del ingles Land Grid Array), y requieren placas madres
socket 1156.

SEXTO TEMA:
LOS COMPONENTES

Los Componentes
6. Los Componentes
6.1. La Memoria RAM.
La memoria principal o RAM (acrónimo de Random Access Memory,
Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos
que está utilizando en el momento presente.
Físicamente, los chips de memoria son rectángulos negros que suelen
ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos, algo como
lo que se muestra en la figura 6.1.:

FIGURA 6.1. MEMORIA RAM
La diferencia entre la RAM y otros tipos de memoria de
almacenamiento, como los disquetes o los discos duros, es que la RAM es
mucho más rápida, y que se borra al apagar el ordenador, no como éstos.
6.1.1. Tipos de RAM
 DRAM: Dinamic-RAM, o RAM a secas, ya que es "la
original", y por tanto la más lenta (aunque recuerde: siempre
es mejor tener la suficiente memoria que tener la más rápida,
pero andar escasos). Usada hasta la época del 386, su
velocidad de refresco típica es de 80 ó 70 nanosegundos (ns),
tiempo que tarda en vaciarse para poder dar entrada a la
siguiente serie de datos. Por ello, es más rápida la de 70 ns que
la de 80 ns. Físicamente, aparece en forma de DIMMs o de
SIMMs, siendo estos últimos de 30 contactos.
 Fast Page (FPM): a veces llamada DRAM (o sólo "RAM"),
puesto que evoluciona directamente de ella, y se usa desde
hace tanto que pocas veces se las diferencia. Algo más
rápida, tanto por su estructura (el modo de Página Rápida)
como por ser de 70 ó 60 ns. Usada hasta con los primeros
Pentium, físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72
contactos (los de 72 en los Pentium y algunos 486).
 EDO: o EDO-RAM, Extended Data Output-RAM. Evoluciona
de la Fast Page; permite empezar a introducir nuevos datos
mientras los anteriores están saliendo, lo que la hace algo más
rápida (un 5%, más o menos).
Muy común en los Pentium MMX y AMD K6, con refrescos de
70, 60 ó 50 ns. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos,
aunque existe en forma de DIMMs de 168.
 SDRAM: Sincronic-RAM. Funciona de manera
sincronizada con la velocidad de la placa (de 50 a 66 MHz),
para lo que debe ser rapidísima, de unos 25 a 10 ns. Sólo se
presenta en forma de DIMMs de 168 contactos; es usada en los
Pentium II de menos de 350 MHz y en los Celeron.
 PC100: o SDRAM de 100 MHz. Memoria SDRAM capaz de
funcionar a esos 100 MHz, que utilizan los AMD K6-2, Pentium II
a 350 MHz y micros más modernos; teóricamente se trata de

unas especificaciones mínimas que se deben cumplir para
funcionar correctamente a dicha velocidad, aunque no todas
las memorias vendidas como "de 100 MHz" las cumplen...
 PC133: o SDRAM de 133 MHz. La más moderna (y
recomendable).
6.1.2. SIMMs y DIMMs
Se trata de la forma en que se juntan los chips de memoria, del tipo
que sean, para conectarse a la placa base del ordenador. Son unas
plaquitas alargadas con conectores en un extremo; al conjunto se le llama
módulo.
 El número de conectores depende del bus de datos del
microprocesador, que más que un autobús es la carretera por la que
van los datos; el número de carriles de dicha carretera representaría
el número de bits de información que puede manejar cada vez.
 SIMMs: Single In-line Memory Module, con 30 ó 72
contactos. Los de 30 contactos pueden manejar 8 bits cada vez, por
lo que en un 386 ó 486, que tiene un bus de datos de 32 bits,
necesitamos usarlos de 4 en 4 módulos iguales. Miden unos 8,5 cm
(30 c.) ó 10,5 cm (72 c.) y sus zócalos suelen ser de color blanco. Los
SIMMs de 72 contactos, más modernos, manejan 32 bits, por lo que
se usan de 1 en 1 en los 486; en los Pentium se haría de 2 en 2
módulos (iguales), porque el bus de datos de los Pentium es el doble
de grande (64 bits).
 DIMMs: más alargados (unos 13 cm), con 168 contactos y en
zócalos generalmente negros; llevan dos muescas para facilitar su
correcta colocación. Pueden manejar 64 bits de una vez, por lo que
pueden usarse de 1 en 1 en los Pentium, K6 y superiores. Existen para
voltaje estándar (5 voltios) o reducido (3.3 V).
Y podríamos añadir los módulos SIP, que eran parecidos a los SIMM
pero con frágiles patitas soldadas y que no se usan desde hace bastantes
años, o cuando toda o parte de la memoria viene soldada en la placa
(caso de algunos ordenadores de marca).
6.1.3. Otros tipos de RAM

 BEDO (Burst-EDO): una evolución de la EDO, que envía ciertos
datos en "ráfagas". Poco extendida, compite en prestaciones con la
SDRAM.
 Memorias con paridad: consisten en añadir a cualquiera de los
tipos anteriores un chip que realiza una operación con los datos
cuando entran en el chip y otra cuando salen. Si el resultado ha
variado, se ha producido un error y los datos ya no son fiables.
Dicho así, parece una ventaja; sin embargo, el ordenador sólo avisa
de que el error se ha producido, no lo corrige. Es más, estos errores
son tan improbables que la mayor parte de los chips no los sufren
jamás aunque estén funcionando durante años; por ello, hace años
que todas las memorias se fabrican sin paridad.
 ECC: memoria con corrección de errores. Puede ser de
cualquier tipo, aunque sobre todo EDO-ECC o SDRAM-ECC. Detecta
errores de datos y los corrige; para aplicaciones realmente críticas.
Usada en servidores y mainframes.
 Memorias de Vídeo: para tarjetas gráficas. De menor a mayor
rendimiento, pueden ser: DRAM -> FPM -> EDO -> VRAM -> WRAM ->
SDRAM -> SGRAM.
6.2. Discos Duros.
Un disco duro o disco rígido (en inglés hard disk drive) es un
dispositivo no volátil, que conserva la información aun con la pérdida de
energía, que emplea un sistema de grabación magnética digital. Dentro
de la carcasa hay una serie de platos metálicos apilados girando a gran
velocidad. Sobre los platos se sitúan los cabezales encargados de leer o
escribir los impulsos magnéticos. Hay distintos estándares para comunicar
un disco duro con la computadora; las interfaces más comunes
son Integrated Drive Electronics(IDE, también llamado
ATA) , SCSI generalmente usado en servidores, SATA, este último
estandarizado en el año 2004 y FC exclusivo para servidores. En la figura
6.2. se muestra como es un disco duro.

FIGURA 6.2. DISCO DURO
También existe otro tipo de discos denominados de estado
sólido que utilizan cierto tipo de memorias construidas
consemiconductores para almacenar la información. El uso de esta clase
de discos generalmente se limitaba a las supercomputadoras, por su
elevado precio, aunque hoy en día ya se puede encontrar en el mercado
unidades mucho más económicas de baja capacidad (hasta 512[1] GB)
para el uso en computadoras personales (sobre todo portátiles). Así,
el caché de pista es una memoria de estado sólido, tipo memoria RAM,
dentro de un disco duro de estado sólido.
6.2.1. Direccionamiento
Como mostramos en figura 6.3 nos muestra el cilindro la pista y los
sectores del disco duro, asi mismo en la figura 6.4. muestra como el disco
duro es dividido en sectores.

FIGURA 6.3. CILINDRO, CABEZA Y SECTOR
FIGURA 6.4. PISTA (A), SECTOR (B), SECTOR DE UNA PISTA (C), CLUSTER (D)
Hay varios conceptos para referirse a zonas del disco:
 Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
 Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
 Cabeza: número de cabezales;
 Pista: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el
borde exterior.
 Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que
están alineadas verticalmente (una de cada cara).

 Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector
no es fijo, siendo el estándar actual 512 bytes. Antiguamente el
número de sectores por pista era fijo, lo cual desaprovechaba el
espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden
almacenarse más sectores que en las interiores. Así, apareció la
tecnología ZBR (grabación de bits por zonas) que aumenta el
número de sectores en las pistas exteriores, y usa más eficientemente
el disco duro.
El primer sistema de direccionamiento que se usó fue el CHS (cilindro-
cabeza-sector), ya que con estos tres valores se puede situar un dato
cualquiera del disco. Más adelante se creó otro sistema más
sencillo: LBA (direccionamiento lógico de bloques), que consiste en dividir
el disco entero en sectores y asignar a cada uno un único número. Este es
el que actualmente se usa.
6.2.2. Tipos de conexión
Si hablamos de disco rígido podemos citar a los distintos tipos de
conexión que poseen los mismos con la placa madre, es decir pueden ser
SATA, IDE o SCSI.
 IDE: Integrated Device Electronics ("Dispositivo con electrónica
integrada") o ATA (Advanced Technology Attachment), controla los
dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y
ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) Hasta hace
poco, el estándar principal por su versatilidad y relación calidad/precio.
 SCSI: Son discos duros de gran capacidad de almacenamiento . Se
presentan bajo tres especificaciones: SCSI Estándar (Standard SCSI), SCSI
Rápido (Fast SCSI) y SCSI Ancho-Rápido (Fast-Wide SCSI). Su tiempo medio
de acceso puede llegar a 7 mseg y su velocidad de transmisión secuencial
de información puede alcanzar teóricamente los 5 Mbps en los discos SCSI
Estándares, los 10 Mbps en los discos SCSI Rápidos y los 20 Mbps en los
discos SCSI Anchos-Rápidos (SCSI-2).
 Un controlador SCSI puede manejar hasta 7 discos duros SCSI (o 7
periféricos SCSI) con conexión tipo margarita (daisy-chain). A diferencia de
los discos IDE, pueden trabajar asincrónicamente con relación al
microprocesador, lo que los vuelve más rápidos.
 SATA (Serial ATA): Nuevo estándar de conexión que utiliza un bus serie
para la transmisión de datos. Notablemente más rápido y eficiente que IDE.
A partir del 2004 contamos con dos versiones, SATA 1 de hasta 1,5 Gigabits
por segundo (192 MB/s) y SATA 2 de hasta 3,0 Gb/s (384 MB/s) de velocidad

de transferencia. Se está desarrollando SATA III, a 6 Gb/s, que incluye una
velocidad de 6.0 Gb/s estándar, pero que no entrará en el mercado hasta
finales del 2009.
6.3. Discos Flexibles o Disquetes (floppy disk)
Son de menor capacidad que los discos duros, pero debido a su
fácil transportabilidad, permiten el intercambio de información entre un
ordenador y otro. Cada ordenador puede tener o no unidad de disquete.
Los disquetes tienen una apariencia similar como la que se muestra en la
figura 6.5.
FIGURA 6.5. FLOPPY
Existen dos tipos en los que infiere su tamaño y capacidad:
 Unidades de disco flexible 5’’25: Fueron las primeras unidades de disco
utilizadas en los ordenadores PC.
 Unidades de disco flexible 3’’5: Debido a si pequeño tamaño, rigidez y
mayor capacidad ha hecho que sea el tipo de disco flexible que se ha
estado utilizando en estos días antes de la llegada de las memorias USB
que mas a continuación hablaremos sobre ellas.
En la tabla 6.1. se muestran las diferentes tipos de floppies que difieren
en su capacidad y numero de caras.
Unidad Capacidad Características
160 KB Una cara

5’’25
180 KB Una cara
320 KB Doble cara
360 KB Baja densidad doble
cara
1’2 MB Alta densidad doble
cara
3’’5
720 KB Baja densidad (DD) –
doble cara
1’4 MB Alta densidad (HD) –
doble cara
2’88 MB Extra densidad (ED) –
doble cara
Tabla 6.1. Distintos Tipos de Floppies y sus características.
6.3.1. Unidades ZIP
La unidad Iomega Zip, llamada también unidad Zip mostrada en la
figura 6.6, es un dispositivo o periférico de almacenamiento, que
utiliza discos Zip como soporte de almacenamiento; dichos soportes son
del tipo magneto-óptico, extraíbles de media capacidad, lanzada
por Iomega en 1994. La primera versión tenía una capacidad de 100 MB,
pero versiones posteriores lo ampliaron a 250 y 750 MB. Se convirtió en el
más popular candidato a suceder al disquete de 3,5 pulgadas, seguido
por el SuperDisk. Aunque nunca logró conseguirlo, sustituyó a la mayoría de
medios extraíbles y robó parte del terreno de los discos magneto-ópticos al
ser integrado de serie en varias configuraciones de portátiles y Apple
Macintosh.

FIGURA 6.6. UNIDAD ZIP
La caída de precios de grabadoras y consumibles CD-R y CD-RW y,
sobre todo de los pendrivers y las tarjetas flash (que sí han logrado sustituir
al disquete), acabaron por sacarlo del mercado y del uso cotidiano.
En un intento de retener parte del mercado que perdía, Iomega
comercializó bajo la marca Zip, una serie de re grabadoras de CD-ROM,
conocidas como Zip-650 o Zip-CD.
Las unidades Zip vienen en una amplia variedad e interfaces. Las
unidades internas tienen interfaz IDE o SCSI. Las unidades externas viene
con puerto paralelo y SCSI inicialmente, y unos años después USB. Durante
algún tiempo, hubo una unidad llamada Zip Plus que podía detectar si se
conectaba a un puerto de impresora o a uno SCSI, pero se detectaron
gran cantidad de incompatibilidades y fue descatalogado. Incluía
además software adicional y una fuente de alimentación externa más
pequeña que la inicial. Con el tiempo las unidades Zip USB se alimentaron
por el propio conector USB.
La versión inicial del disco Zip tenía una capacidad de 100 Mb. Se
hicieron planes para comercializar un disco de 25 MB con un precio más
reducido, con el objetivo de acercarse lo más posible al coste de un
disquete estándar, pero el disco jamás se comercializó. Con el tiempo
Iomega lanza unidades y discos de 250 y 750 MB, a la vez que aceleraba la
velocidad de acceso a disco, en la figura 6.7 se muestran discos ZIP.

FIGURA 6.7 DISCOS ZIP
En el lado negativo, el acceso a un soporte menor ralentiza la
unidad, incluso la hace más lenta que la unidad de 100 MB original. La
unidad de 750 MB sólo puede leer, pero no escribir, los discos de 100 MB en
cambio si puede leer y escribir.
6.4. Discos Ópticos.
Consisten en una lámina circular de plástico de 12 centímetros de
diámetro. 1’2 milimetros de grosor y un agujero central de 15 milimetros de
diámetro. La información se encuentra almacenada en el disco en una
única pista en forma de espiral que va del interior al exterior. Esta espiral
esta compuesta por pequeños taladros microscópicos llamados pits. Un
disco óptico convencional es capaz de almacenar 650 Mbytes o 74
minutos de música, gracias a que tienen una densidad de 16,000 pistas por
pulgada (valor muy superior comparada con las 96 del disquete
convencional).
Como es de imaginar, los círculos interiores de la espiral son muchos
mas pequeños que los exteriores. Lo que implica que, para que la
trasferencia de datos en una y otro zona sea igual será necesario que la
velocidad del disco, cuando este leyendo datos en el exterior, sea menor
que cuando lo realice en el interior.
6.4.1. Modo de Funcionamiento.

Su lectura en un haz laser que recorre la espiral formada por los pits.
Cuando el haz enfoca un punto donde no hay hueco, la mayor parte del
haz se refleja (uno lógico). Por el contrario, cuando se enfoca sobre un
hueco, la mayor parte de la luz se dispersa (cero lógico). De esta forma
mediante un fotodetector se capta la luz reflejada y, con la circuitería
adecuada, se averigua si se ha pasado por un uno o un cero lógico como
se muestra en la figura 6.8.
FIGURA 6.8. HUECOS MICROSCOPICOS DEL CD.
6.4.2. Parámetros que definen a una unidad óptica.
A la hora de decidirse por una unidad u otra, existe una seria de
factores que hay que tener muy en cuenta:
a) La Velocidad: Al igual que sucede con otros dispositivos, la velocidad
viene dada por dos términos:
 Velocidad de transferencia: su valor se indica mediante la
inscripción: Velocidad X, donde el factor de velocidad indica el
número de veces más rápido que funcionara el dispositivo con
respecto a un reproductor de CD de audio convencional. Por
ejemplo, una unidad óptica de 6x indica que es capaz de leer o
grabar el disco 6 veces mas rápido que un reproductor musical.
En otras palabras, lo que un reproductor de audio tardaría en
leer una hora, la unidad 6x lo hace en 10 minutos.
 Las primeras unidades que salieron al mercado trabajaban
al doble de la velocidad, lo que implicaban unos 300 Kbytes/seg:
Sin embargo, actualmente se alcanzan velocidades del orden de
58x, o lo mismo que 8700Kbytes/seg.
 El tiempo de acceso: Aunque se han conseguido
velocidades de trasferencia casi idénticas a la de los discos

duros, su tiempo de acceso sigue siendo mucho mayor.
Recordamos que e tiempo de acceso se define como el tiempo
que transcurre desde que le damos una orden de lectura o
escritura u el dispositivo se encuentra listo para realizarla.
b) La Interfaz: Las unidades ópticas son dispositivos y como tales, se
conectan al ordenador a través de una interfaz. Estas pueden ser:
 Una tarjeta especifica del fabricante.
 Una tarjeta SCSI
 Una tarjeta EIDE, si el dispositivo cumple la norma ATAPI.
c) La inserción de discos: Aunque este no es un factor decisivo, existen en
el mercado varios métodos para la inserción de los discos en las unidades:
 Portadiscos (Caddy): En este tipo de unidades, la inserción
de los discos se realiza introduciendo el disco en una caja y luego
todo el conjunto en la unidad.
 Bandeja: Consiste en una pequeña bandeja que sale de la
unidad cuando se acciona la tecla eject, sobre el cual se coloca
el disco.
 Slot in: Es el mas novedoso de todos los métodos, consiste
en una ranura en el frontal de la unidad. Para introducir el disco,
basta con meter parte de este por la ranura y la unidad
introduce el resto automáticamente.
6.4.3. CD-ROM
Un CD-ROM (siglas del inglés Compact Disc- Read Only Memory,
"Disco Compacto - Memoria de Sólo Lectura"), es un disco
compacto utilizado para almacenar información no volátil, el mismo medio
utilizado por los CD de audio, puede ser leído por un computador con
lectora de CD. Un CD-ROM es un disco de plástico plano con información
digital codificada en una espiral desde el centro hasta el borde exterior. La
figura 6.9 nos muestra como es fisicaente un CD-ROM.

FIGURA 6.9. CD-ROM.
6.4.4. CD-R
Estos CD’s se pueden grabar una sola vez. Se coloca capa orgánica
grabable entre la capa de plástico protectora y la capa reflectora de oro,
para que cuando el láser caliente un punto y lo decolore, lo haga pasar
como un pit para la lectora. Y ese pigmento que se decolora con el láser y
queda verde. Solo para agregar en cuestiones de fabricación en este CD
Grabable, este tipo de CD’s, ya tienen la espiral grabada de fábrica, y ya
viene formateada por hardware con las direcciones de los sectores. Estas
últimas cosas que se hacen en la fábrica sirven de guía para la grabadora.
Cuando se graba, la grabadora comienza con un “lead in”. El “lead in”
que son los primeros 4 mm. de ancho radial de una espiral de un CD-R o
CD-ROM es precedido por dos áreas necesarias para alinear el haz láser.
En estos in, se le graba una tabla de contenidos (“Tabla of contents” –
TOC), índice de los datos grabados en la sesión correspondiente. Cuando
se termina de grabar la zona de datos, se crea el “lead out”. Esto que
acabamos de mencionar es una terminación de 1 mm. Para avisar que se
terminó de grabar. En el caso de los CD-R, decimos que no hace falta
grabar todo de una sola vez, se puede grabar en varias sesiones, a los que
se denomina “multisesiones” que solo pueden ser leídas por las lectoras de
CD-ROM.
6.4.5. CD-RW
Los discos CD-RW han tomado la idea de los discos CD-R un paso
más adelante, están construidos en una función “borrable” de tal forma
que uno puede grabar encima de datos viejos que uno ya no necesita.

Estos discos están basados en una tecnología de cambio de fase.
En los discos CD-RW, el elemento cambio de fase es un compuesto
químico de plata, antimonio, telurio e indio.
Así como cualquier material físico, se puede cambiar la forma de
este compuesto calentándolo a ciertas temperaturas. Cuando el
compuesto es calentado por encima de su temperatura de fusión
(alrededor de 600º C), este se convierte en un líquido; y a su temperatura
de cristalización (alrededor de 200º C), este cambia a sólido. En los
compuestos de cambio de fase, estos cambios de forma pueden ser
"locked into place": es decir estos persisten aun después de que el material
se enfría de nuevo. Si se calienta el compuesto en los discos CD-RW a la
temperatura de fusión y luego dejas que se enfríe rápidamente, este
permanecerá en un estado amorfo, aunque esté debajo de la
temperatura de cristalización. Con el propósito de cristalizar el compuesto,
se debe mantener a la temperatura de cristalización por un cierto tiempo
para que este se solidifique en forma de cristales.
En el compuesto usado en los discos CD-RW, la forma cristalina es
translucida mientras que el fluido amorfo absorberá casi toda la luz. En un
CD en blanco nuevo, todo el material en el área factible de ser escrita está
en su forma cristalina, de forma que la luz puede brillar a través de esta
capa hacia el metal reflectante de arriba y rebotar de vuelta al sensor de
luz. Para codificar información en el disco, la grabadora de CD usa su láser
escritor, el cual es suficientemente poderoso para calentar el compuesto a
su temperatura de derretimiento. Estos puntos "Fundidos" sirven igual que
los hoyos en el CD convencional y que los puntos opacos en un CD-R: Es
decir bloquean el láser lector de forma que no se refleje luz en el metal
reflectante. Cada área no-reflectante indica un “0” en código binario. Y
cada punto que permanece cristalino y que es reflectante, indica un
“1”. Así como con los CD-R, el láser lector no tiene la potencia suficiente
para cambiar el estado del material en la capa grabable; es mucho más
débil que el láser escritor.
6.5. DVD
El DVD, cuyas siglas corresponden a Digital Versatil Disc o Disco
Versátil Digital, es un dispositivo de almacenamiento óptico cuyo estándar
surgió en 1995.
El nombre de este dispositivo hace referencia a la multitud de
maneras en las que se almacenan los datos: DVD-ROM (dispositivo de

lectura únicamente), DVD-R y DVD+R (sólo pueden escribirse una
vez), DVD-RW y DVD+RW (permiten grabar y borrar las veces que se
quiera). También difieren en la capacidad de almacenamiento de cada
uno de los tipos.
6.5.1. Tipos de DVD.
Los DVD se pueden clasificar::
 Según su contenido:
 DVD-Video: Películas (vídeo y audio)
 DVD-Audio: Audio de alta fidelidad
 DVD-Data: Todo tipo de datos
 Según su capacidad de regrabado:
 DVD-ROM: Sólo lectura, manufacturado con prensa
 DVD-R y DVD+R: Grabable una sola vez. La diferencia entre los
tipos +R y -R radica en la forma de grabación y de codificación de la
información. En los +R los agujeros son 1 lógicos mientras que en los –
R los agujeros son 0 lógicos.
 DVD-RW y DVD+RW: Regrabable
 DVD-RAM: Regrabable de acceso aleatorio. Lleva a cabo una
comprobación de la integridad de los datos siempre activa tras
completar la escritura
 DVD+R DL: Grabable una sola vez de doble capa
 el DVD-ROM almacena desde 4,7 GB hasta 17 GB.
 Según su número de capas o caras:
 DVD-5: una cara, capa simple. 4.7 GB o 4.38 Gibabyte (GB) - Discos
DVD±R/RW.
 DVD-9: una cara, capa doble. 8.5 GB o 7.92 GiB - Discos DVD+R
DL.La grabación de doble capa permite a los discos DVD-R y los
DVD+RW almacenar significativamente más datos, hasta 8.5

Gigabytes por disco, comparado con los 4.7 GB que permiten los
discos de una capa. Los DVD-R DL (dual layer) fueron desarrollados
para DVD Forum por Pioneer Corporation. DVD+R DL fue desarrollado
para el DVD+R Alliance por Philips y Mitsubishi Kagaku Media.Un
disco de doble capa difiere de un DVD convencional en que
emplea una segunda capa física ubicada en el interior del disco.
Una unidad lectora con capacidad de doble capa accede a la
segunda capa proyectando el láser a través de la primera capa
semi-transparente. El mecanismo de cambio de capa en algunos
DVD puede conllevar una pausa de hasta un par de segundosLos
discos grabables soportan esta tecnología manteniendo
compatibilidad con algunos reproductores de DVD y unidades DVD-
ROM. Muchos grabadores de DVD soportan la tecnología de doble
capa, y su precio es comparable con las unidades de una capa,
aunque el medio continúa siendo considerablemente más caro.
 DVD-10: dos caras, capa simple en ambas. 9.4 GB o 8.75 GiB -
Discos DVD±R/RW.
 DVD-14: dos caras, capa doble en una, capa simple en la otra.
13,3 GB o 12,3 GB - Raramente utilizado.
 DVD-18: dos caras, capa doble en ambas. 17.1 GB o 15.9 GiB -
Discos DVD+R.
También existen DVD de 8 cm (no confundir con miniDVD, que son CD
conteniendo información de tipo DVD video) que tienen una capacidad
de 1.5 GB. El DVD Forum creó los estándares oficiales DVD-
ROM/R/RW/RAM, y Alliance creó los estándares DVD+R/RW para evitar
pagar la licencia al DVD Forum. Dado que los discos DVD+R/RW no forman
parte de los estándares oficiales, no muestran el logotipo DVD. En lugar de
ello, llevan el logotipo "RW" incluso aunque sean discos que solo puedan
grabarse una vez, lo que ha suscitado cierta polémica en algunos sectores
que lo consideran publicidad engañosa. Y desde luego que confunde a
los usuarios. La mayoría de grabadoras de DVD nuevas pueden grabar en
ambos formatos y llevan ambos logotipos +RW y DVD-R/RW.

6.6. Blu-Ray
Blu-ray (también conocido como Blu-ray Disc o BD) o Disco azul
como está en estudio por la RAE, es un formato de disco óptico de nueva
generación de 12 cm de diámetro (igual que el CD y el DVD) para vídeo
de alta definición y almacenamiento de datos de alta densidad. El uso
del laser azul para escritura y lectura permite almacenar más cantidad de
información por área que los discos DVD, debido a que el láser azul tiene
una menor longitud de onda que los láseres usados para almacenar en
discos DVD. Su capacidad de almacenamiento llega a 50 gigabytes a
doble capa, y a 25 GB a una capa. El Blu-ray de 400 GB a 16 capas ya fue
patentado y se espera que salga al mercado en 2010, así como se tiene
pensado patentar un Blu-Ray de 1 terabyte para 2011 o 2012. La consola
de videojuegos PlayStation 3 puede leer discos de hasta doble capa y se
ha confirmado que está lista para recibir el disco de 16 capas.
Este formato se impuso a su competidor, el HD DVD, en la guerra de
formatos iniciada para cambiar el estándar DVD. Aunque otros apuntan
que el sucesor del DVD no será un disco óptico sino la tarjeta de memoria.
No obstante se está trabajando en el HVD o Disco Holográfico Versátil con
3.9 Tb, siendo el competidor más duro que tendrá el Blu-ray. El límite de
capacidad en las tarjetas de formato SD/MMC está ya en 128 GB en modo
LBA (28-bit sector address), teniendo la ventaja de ser regrabables al
menos durante 5 años. En febrero de 2008, después de la caída de muchos
apoyos al HD-DVD, Toshiba decidió abandonar la fabricación de
reproductores y las investigaciones para mejorar su formato.
Una capa de disco Blu-ray puede contener alrededor de 50 GB o
cerca de 6 horas de vídeo de alta definición más audio; está en el
mercado el disco de doble capa, que puede contener aproximadamente
50 GB. La velocidad de transferencia de datos es de 36 Mbit/s (54 Mbps
para BD-ROM), pero ya están en desarrollo prototipos a velocidad de
transferencia 2x (el doble, 72 Mbit por segundo). Ya está disponible el BD-
RE (formato reescribible) estándar, así como los formatos BD-R (grabable) y
el BD-ROM, como parte de la versión 2.0 de las especificaciones del Blu-
ray.
El 19 de mayo de 2005, TDK anunció un prototipo de disco Blu-ray de
cuatro capas de 100 GB. El 3 de octubre de 2007, Hitachi anunció que
había desarrollado un prototipo de BD-ROM de 100 GB que, a diferencia
de la versión de TDK y Panasonic, era compatible con los lectores
disponibles en el mercado y solo requerían una actualización de firmware.
Hitachi también comentó que está desarrollando una versión de 200GB.

Pero el reciente avance de Pioneer le permitió crear un disco blu-ray de 20
capas con una capacidad total de 500 GB, aunque no sería compatible
con las unidades lectoras ya disponibles en el mercado, como haría
Hitachi. La figura 6.10 nos muestra el disco de Blu-Ray.
FIGURA 6.10 DISCO BLU-RAY
6.7. Memoria USB
Una memoria USB (de Universal Serial Bus; en inglés pendrive, USB
flash drive) es un dispositivo de almacenamiento que utiliza memoria
flash para guardar la información que puede requerir y no
necesita baterías. La batería era necesaria en los primeros modelos, pero
los más actuales ya no la necesitan. Estas memorias son resistentes a los
rasguños (externos) al polvo, y algunos al agua que han afectado a las
formas previas de almacenamiento portátil-, como los disquetes, discos
compactos y los DVD. En España son conocidas popularmente
como pinchos o lápices, y en otros paises como Honduras son conocidas
como Memorias.
Estas memorias se han convertido en el sistema de almacenamiento
y transporte personal de datos más utilizado, desplazando en este uso a los
tradicionales disquetes, y a los CD. Se pueden encontrar en el mercado
fácilmente memorias de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 y hasta 256 GB; siendo
impráctico a partir de los 64GB por su elevado costo. Esto supone, como

mínimo, el equivalente a 180 CD de 700MB o 91.000 disquetes de 1.44 MB
aproximadamente. Su gran popularidad le ha supuesto infinidad de
denominaciones populares relacionadas con su pequeño tamaño y las
diversas formas de presentación, sin que ninguna haya podido destacar
entre todas ellas. El calificativo USB o el propio contexto permite identificar
fácilmente el dispositivo informático al que se refieren.
Los sistemas operativos actuales pueden leer y escribir en las
memorias sin más que enchufarlas a un conector USB del equipo
encendido, recibiendo la energía de alimentación a través del propio
conector que cuenta con 5 voltios y 2,5 Watios como máximo. En equipos
algo antiguos(como por ejemplo los equipados con Windows 98) se
necesita instalar un controlador de dispositivo (driver) proporcionado por el
fabricante. Linux también tiene soporte para dispositivos de
almacenamiento USB desde el kernel 2.4. El aspecto de una memoria USB
es como el que se muestra en la figura 6.11.
FIGURA 6.11. MEMORIA USB.
6.8. Memoria SD.
Secure Digital (SD) es un formato de tarjeta de memoria. Se utiliza en
dispositivos portátiles tales como cámaras fotográficas
digitales, PDAs,teléfonos móviles e incluso videoconsolas (tanto de
sobremesa como la Wii como de mano como la GP2X), entre muchos
otros.

Estas tarjetas tienen unas dimensiones de 32 mm x 24 mm x 2'1 mm.
Existen dos tipos: unos que funcionan a velocidades normales, y otros de
alta velocidad que tienen tasas de transferencia de datos más altas.
Algunas cámaras fotográficas digitales requieren tarjetas de alta velocidad
para poder grabar vídeo con fluidez o para capturar múltiples fotografías
en una sucesión rápida.
Los dispositivos con ranuras SD pueden utilizar tarjetas MMC, que son
más finas, pero las tarjetas SD no caben en las ranuras MMC. Asimismo, se
pueden utilizar directamente en las ranuras de CompactFlash o de PC
Card con un adaptador. Sus variantes MiniSD y MicroSD se pueden utilizar,
también directamente, en ranuras SD mediante un adaptador.Las
normales tienen forma de ‫.ם‬ Hay algunas tarjetas SD que tienen un
conector USB integrado con un doble propósito, y hay lectores que
permiten que las tarjetas SD sean accesibles por medio de muchos puertos
de conectividad comoUSB, FireWire y el puerto paralelo común.
Las tarjetas SD también son accesibles mediante
una disquetera usando un adaptador FlashPath. En la figura 6.12 se
muestra la memoria SD y sus variantes.

FIGURA 6.12. LA TARJETA SD NORMAL (ARRIBA CON FORMA DE “‫,)”ם‬ LA
MINI SD (EN EL MEDIO) Y LA MICRO SD (LA DE ABAJO).
6.9. MMC (MultiMediaCard)
Multi Media Card o MMC es un estándar de tarjeta de memoria.
Prácticamente igual a la SD, carece de la pestaña de seguridad que evita
sobrescribir la información grabada en ella. Su forma está inspirada en el
aspecto de los antiguos disquetes de 3,5 pulgadas. Actualmente ofrece
una capacidad máxima de 4 GB.
Presentada en 1997 por Siemens AG y SanDisk, se basa en la
memoria flash de Toshiba base NAND, y por ello es más pequeña que
sistemas anteriores basados en memorias flash de Intel base NOR, tal como
la CompactFlash. MMC tiene el tamaño de un sello de correos: 24 mm x 32
mm x 1,4 mm. Originalmente usaba un interfaz serie de 1-bit, pero versiones
recientes de la especificación permite transferencias de 4 o a veces incluso
8 bits de una vez. Han sido más o menos suplantadas por las Secure Digital
(SD), pero siguen teniendo un uso importante porque las MMCs pueden
usarse en la mayoría de aparatos que soportan tarjetas SD (son
prácticamente iguales), pudiendo retirarse fácilmente para leerse en un
PC.
Las MMC están actualmente disponibles en tamaños de hasta 4GB
con modelos de 8GB anunciados, aún no disponibles. Se usan en casi
cualquier contexto donde se usen tarjetas de memoria, como teléfonos
móviles, reproductores de audio digital, cámaras digitales y PDAs. Desde la
introducción de la tarjeta Secure Digital y la ranura SDIO (Secure Digital
Input/Output), pocas compañías fabrican ranuras MMC en sus dispositivos,
pero las MMCs, ligeramente más delgadas y de pines compatibles, pueden
usarse en casi cualquier dispositivo que soporte tarjetas SD si lo hace
su software/firmware. La figura 6.13 nos muestra este tipo de memoria.
FIGURA 6.13. MEMORIA MMC.
6.10. Monitor

El monitor es la pantalla en la que se ve la información suministrada
por el ordenador. En el caso más habitual se trata de un aparato basado
en un tubo de rayos catódicos (CRT) como el de los televisores, mientras
que en los portátiles y los monitores nuevos, es una pantalla plana de cristal
líquido (LCD)como el que se muestra en la figura 6.14. La información se
representa mediante píxeles, a continuación explicamos lo que es un píxel:
Es la unidad mínima representable en un monitor. Cada píxel en la pantalla
se enciende con un determinado color para formar la imagen. De esta
forma, cuanto más cantidad de píxeles puedan ser representados en una
pantalla, mayor resolución habrá. Es decir, cada uno de los puntos será
más pequeño y habrá más al mismo tiempo en la pantalla para conformar
la imagen. Cada píxel se representa en la memoria de video con un
número. Dicho número es la representación numérica de un color
especifico, que puede ser de 8, 16 o más bits. Cuanto más grande sea la
cantidad de bits necesarios para representar un píxel, más variedad de
colores podrán unirse en la misma imagen. De esta manera se puede
determinar la cantidad de memoria de video necesaria para una cierta
definición y con una cierta cantidad de colores.
FIGURA 6.14. MONITOR LCD.
6.10.1. Tipos de monitores
Vamos a hacer la clasificación de los monitores de dos maneras distintas:
Atendiendo al color:
 Monitores color : Las pantallas de estos monitores están formadas
internamente por tres capas de material de fósforo, una por cada color

básico (rojo, verde y azul). También consta de tres cañones de electrones,
que al igual que las capas de fósforo, hay uno por cada color. Para formar
un color en pantalla que no sea ninguno de los colores básicos, se
combinan las intensidades de los haces de electrones de los tres colores
básicos.
 Monitores monocromáticos : Muestra por pantalla un solo color:
negro sobre blanco o ámbar, o verde sobre negro. Uno de estos monitores
con una resolución equivalente a la de un monitor color, si es de buena
calidad, generalmente es más nítido y más legible.
Atendiendo a la tecnología usada:
 Monitores de cristal líquido : Los cristales líquidos son sustancias
transparentes con cualidades propias de líquidos y de sólidos. Al igual que
los sólidos, una luz que atraviesa un cristal líquido sigue el alineamiento de
las moléculas, pero al igual que los líquidos, aplicando una carga eléctrica
a estos cristales, se produce un cambio en la alineación de las moléculas, y
por tanto en el modo en que la luz pasa a través de ellas. Una pantalla
LCD está formada por dos filtros polarizantes con filas de cristales líquidos
alineados perpendicularmente entre sí, de modo que al aplicar o dejar de
aplicar una corriente eléctrica a los filtros, se consigue que la luz pase o no
pase a través de ellos, según el segundo filtro bloquee o no el paso de la
luz que ha atravesado el primero. El color se consigue añadiendo 3 filtros
adicionales de color (uno rojo, uno verde, uno azul). Sin embargo, para la
reproducción de varias tonalidades de color, se deben aplicar diferentes
niveles de brillo intermedios entre luz y no-luz, lo cual se consigue con
variaciones en el voltaje que se aplica a los filtros.
 Resolución: La resolución máxima de una pantalla LCD viene dada
por el número de celdas de cristal líquido.
 Tamaño: A diferencia de los monitores CRT, se debe tener en cuenta
que la medida diagonal de una pantalla LCD equivale al área de visión. Es
decir, el tamaño diagonal de la pantalla LCD equivale a un monitor CRT
de tamaño superior. Mientras que en un monitor clásico de 15" de diagonal
de tubo sólo un máximo de 13,5" a 14" son utilizables, en una pantalla
portátil de 15" son totalmente útiles.
 En la actualidad coexisten varios tipos:
 Dual Scan (DSTN) : ya no muy utilizadas, razonablemente buenas pero
dependen de las condiciones de iluminación del lugar donde se esté
usando el portátil.

 HPA : una variante moderna de las anteriores, de contraste
ligeramente superior, pero sólo ligeramente superior, sin duda peor que las
TFT.
 Matriz Activa (TFT) : permite una visualización perfecta sean cuales
sean las condiciones de iluminación exteriores.
6.10.2. Monitores con tubos de rayos catódicos
Las señales digitales del entorno son recibidas por el adaptador de
VGA. El adaptador lleva las señales a través de un circuito llamado
convertidor analógico digital (DAC). Generalmente, el circuito de DAC
está contenido dentro de un chip especial que realmente contiene tres
DAC, uno para cada uno de los colores básicos utilizados en la
visualización: rojo, azul y verde. Los circuitos DAC comparan los valores
digitales enviados por la PC en una tabla que contiene los niveles de
voltaje coincidentes con los tres colores básicos necesarios para crear el
color de un único píxel. El adaptador envía señales a los tres cañones de
electrones localizados detrás del tubo de rayos catódicos del monitor
(CRT). Cada cañón de electrones expulsa una corriente de electrones, una
cantidad por cada uno de los tres colores básicos.
El adaptador también envía señales a un mecanismo en el cuello del
CRT que enfoca y dirige los rayos de electrones. Parte del mecanismo es un
componente, formado por material magnético y bobinas, que abraza el
cuello del tubo de rayos catódicos, que sirve para mandar la desviación
de los haces de electrones, llamado yugo de desvío magnético. Las
señales enviadas al yugo de ayuda determinan la resolución del monitor
(la cantidad de píxeles horizontal y verticalmente) y la frecuencia de
refresco del monitor, que es la frecuencia con que la imagen de la
pantalla será redibujada.
La imagen esta formada por una multitud de puntos de pantalla,
uno o varios puntos de pantalla forman un punto de imagen (píxel), una
imagen se constituye en la pantalla del monitor por la activación selectiva
de una multitud de puntos de imagen. Los rayos pasan a través de los
agujeros en una placa de metal llamada máscara de sombra o mascara
perforada. El propósito de la máscara es mantener los rayos de electrones
alineados con sus blancos en el interior de la pantalla de CRT. El punto de
CRT es la medición de como cierran los agujeros unos a otros; cuanto más
cerca estén los agujeros, más pequeño es el punto. Los agujeros de la
mencionada máscara miden menos de 0,4 milímetros de diámetro.

El electrón golpea el revestimiento de fósforo dentro de la pantalla.
(El fósforo es un material que se ilumina cuando es golpeado por
electrones). Son utilizados tres materiales de fósforo diferentes, uno para
cada color básico. El fósforo se ilumina más cuanto mayor sea el número
de electrones emitido. Si cada punto verde, rojo o azul es golpeado por
haces de electrones igualmente intensos, el resultado es un punto de luz
blanca. Para lograr diferentes colores, la intensidad de cada uno de los
haces es variada. Después de que cada haz deje un punto de fósforo, este
continúa iluminado brevemente, a causa de una condición llamada
persistencia. Para que una imagen permanezca estable, el fósforo debe
de ser reactivado repitiendo la localización de los haces de electrones.
Después de que los haces hagan un barrido horizontal de la
pantalla, las corrientes de electrones son apagadas cuando el cañón de
electrones enfoca las trayectorias de los haces en el borde inferior
izquierdo de la pantalla en un punto exactamente debajo de la línea de
barrido anterior, este proceso es llamado refresco de pantalla. Los barridos
a través de la superficie de la pantalla se realizan desde la esquina superior
izquierda de la pantalla a la esquina inferior derecha. Un barrido completo
de la pantalla es llamado campo. La pantalla es normalmente redibujada,
o refrescada, cerca de unas 60 veces por segundo, haciéndolo
imperceptible para el ojo humano.
6.11. Teclado
Un teclado como el que se muestra en la figura 6.15 es un dispositivo
compuesto por un sistema de teclas que permiten introducir datos y
comandos a un ordenador, computadora o artefacto con tecnología
digital.
FIGURA 6.15. TECLADO

Se le llama teclado a los periféricos presentes en distintos tipos de
dispositivos digitales como computadoras, celulares, PDA y otros, que
permiten ingresar, mediante la combinación de teclas, datos y comandos
para el funcionamiento del mismo. Toda vez que se oprime una tecla una
orden cifrada se envía al dispositivo que reproduce un carácter en la
pantalla o ejecuta un comando en particular.
Un teclado está compuesto por distintos tipos de
teclas: alfanuméricas (letras y números), de puntuación (signos como la
coma, punto, dos puntos, punto y coma y otros), y especiales(de función,
control y otras operaciones particulares como las mayúsculas). A menudo,
las teclas de función se ubican en la parte superior del teclado, siendo la
más común F1 como comando de ayuda. Más abajo está el teclado
alfanumérico, parte principal del periférico. Y a los costados pueden
encontrarse otras teclas de función o de edición (como las de cursor). Por
último, a la derecha, solemos hallar un teclado numérico especial para
realizar cálculos y operaciones que requieran combinaciones de números.
Un teclado, entonces, sirve tanto para el ingreso de contenido
mediante un procesador de textos para la creación de un documento
escrito, para la ejecución de programas y otras funciones especiales, y
para la administración de casi todo el sistema operativo de un ordenador.
De acuerdo con los diversos idiomas, existen distintas disposiciones
de teclado. El más conocido es el QWERTY o el teclado en español que
también se usa con variantes en inglés. Una versión más cómoda pero no
tan difundida es la Dvorak. No obstante, la distribución de las teclas puede
alterarse en la mayoría de los sistemas operativos, permitiendo adaptarlo a
diversos idiomas.
Existen distintos tipos de teclados. El más común es el XT o AT de 83
teclas, pero también existen los expandidos de hasta 104. Los
teclados ergonómicos están diseñados para brindar una mayor
comodidad al usuario, relajando la posición de sus manos y brazos. Un
teclado multimedia, por ejemplo, incluye teclas especiales que ejecutan
directamente programas del ordenador. Un teclado USB es aquel que se
vale de este puerto para su conexión con el ordenador y es el estándar
empleado en la mayoría de los teclados modernos. Por último, un
teclado inalámbrico es aquel mediante el cual la comunicación con la
computadora se da por medio de rayos infrarrojos o tecnología bluetooth,
evitando el uso de cable.
6.12. Mouse

Mouse significa ratón en inglés, este dispositivo utilizado en todas las
PC fue comenzado a ser llamado mouse en la Universidad de Standford,
dado que el cable y su cuerpo (forma y tamaño) sugerían la forma de un
roedor, en la figura 6.16 se da un ejemplo de mouse.
FIGURA 6.16 MOUSE O RATÓN
El mouse es un dispositivo de hardware periférico que permite al ser
humano controlar un puntero mediante el cual se realizan diferentes
acciones. Este dispositivo de entrada de datos está adaptado al uso
manual, presentando generalmente una forma lo suficientemente
ergonómica con el objetivo de brindar sencillez, comodidad, y
funcionalidad. El movimiento de la flecha o puntero en la pantalla del
monitor es producido mediante un sistema relativamente complejo que
comienza con el desplazamiento del mouse sobre una superficie horizontal
en dos dimensiones.
Las pantallas táctiles y otras tecnologías que intentaron reemplazar el
mouse aún no han logrado desplazarlo en absoluto, por lo cual se espera
que sea útil durante muchos años más. Se cree que el reconocimiento de
voz o la posibilidad de mover la flecha mediante los ojos serían pasos
significativos de encontrar formas más prácticas a la hora de controlar
programas de computación.
En cuanto a sus botones, en general posee al menos 2, más una rueda
que cumple las funciones de scroll (desplazamiento vertical u horizontal del
contenido mostrado en una ventana). En general el botón izquierdo sirve
para seleccionar elementos y ejecutarlos, marcar texto, abrir menús, y el
botón derecho cumple funciones extras como por ejemplo abrir menús
especiales sobre un administrador de archivos. Originalmente el sistema de
posicionamiento de los ratones funcionaba en base a un dispositivo
mecánico, en base a una bola y engranajes, pero en la actualidad se han

difundido enormemente los ratones ópticos, más precisos; e incluso mouses
inalámbricos.
6.13. Impresoras
Una impresora es un periférico de ordenador que permite producir
una copia permanente de textos o gráficos de documentos almacenados
en formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente
en papel o transparencias, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser.
Muchas impresoras son usadas como periféricos, y están
permanentemente unidas al ordenador por un cable. Otras impresoras,
llamadas impresoras de red, tienen un interfaz de red interno (típicamente
wireless o Ethernet), y que puede servir como un dispositivo para imprimir
en papel algún documento para cualquier usuario de la red.
Además, muchas impresoras modernas permiten la conexión directa
de aparatos de multimedia electrónicos como las
tarjetas CompactFlash, Secure Digital o Memory Stick, pendrives, o
aparatos de captura de imagen como cámaras digitales y escáneres.
También existen aparatos multifunción que constan de
impresora, escáner o máquinas de fax en un solo aparato. Una impresora
combinada con un escáner puede funcionar básicamente como
una fotocopiadora.
Las impresoras suelen diseñarse para realizar trabajos repetitivos de
poco volumen, que no requieran virtualmente un tiempo de configuración
para conseguir una copia de un determinado documento. Sin embargo,
las impresoras son generalmente dispositivos lentos (10 páginas por minuto
es considerado rápido), y el coste por página es relativamente alto.
6.13.1. Impresoras Monocromáticas, Color o de Fotos
Una impresora a color como el la de la figura 6.17 produce imágenes
de múltiples colores, a partir de la combinación simultánea de al menos
tres de los siguientes colores fundamentales: el magenta, el cyan y
el amarillo. La cantidad depositada en la hoja de cada uno de estos,
produce visualmente la sensación de todos los demás. El color negro
acompaña y mejora la impresión de diversas tonalidades. Este sistema se
conoce con el nombre de Sistema CMYK.

FIGURA 6.17. IMPRESORA A COLOR
Existen dispositivos profesionales y semiprofesionales, que se utilizan en
casas de revelado fotográfico o en el hogar. Estos dispositivos suelen ser
conocidos como impresora fotográfica, impresora con calidad fotográfica
o bases de impresión fotográfica. Estos dispositivos imprimen en color,
produciendo imágenes que imitan el rango de colores y resoluciones de los
métodos de revelado fotográfico previos a esta tecnología.
6.13.2. Métodos de Impresión.
La elección del motor de impresión tiene un efecto substancial en los
trabajos a los que una impresora esta destinada. Hay diferentes
tecnologías que tienen diferentes niveles de calidad de imagen, velocidad
de impresión, coste, ruido y además, algunas tecnologías son inapropiadas
para ciertos tipos de medios físicos (como papel carbón o transparencias).
Otro aspecto de la tecnología de impresión que es frecuentemente
olvidado es la resistencia a la alteración: tinta líquida como de una cabeza
de inyección de tinta son absorbidos por las fibras del papel, y por eso los
documentos impresos con tinta líquida son más difíciles de alterar que los
que están impresos por toner o tinta sólida, que no penetran por debajo de
la superficie del papel.
a) Tóner
Las impresoras de láser e impresoras térmicas como la mostrada en
la figura 6.18 utilizan este método para adherir tóner al medio. Trabajan
utilizando el principio Xerografía que está funcionando en la mayoría de las
fotocopiadoras: adhiriendo tóner a un tambor de impresión sensible a la

luz, y utilizando electricidad estática para transferir el tóner al medio de
impresión al cual se une gracias al calor y la presión. Las impresoras láser
son conocidas por su impresión de alta calidad, buena velocidad de
impresión y su bajo costo por copia; son las impresoras más comunes para
muchas de las aplicaciones de oficina de propósito general. Son menos
utilizadas por el consumidor generalmente debido a su alto coste inicial.
Las impresoras láser están disponibles tanto en color como en monocromo.
El advenimiento de láseres de precisión a precio razonable ha hecho a la
impresora monocromática basada en tóner dominante en aplicaciones
para la oficina. Otro tipo de impresora basada en tóner es la impresora LED
la cual utiliza una colección de LEDs en lugar de láser para causar la
adhesión del tóner al tambor de impresión. El tóner, también denominado
tinta seca por analogía funcional con la tinta, es un polvo fino,
normalmente de color negro, que se deposita en el papel que se pretende
imprimir por medio de atracción electrostática. Una vez adherido el
pigmento, éste se fija en el papel por medio de presión o calor adecuados.
Debido a que en el proceso no intervienen diluyentes, originalmente se ha
denominado Xerografía, del griego xeros que significa seco.

FIGURA 6.18. IMPRESORA LASER.
b) Inyección de tinta (Ink Jet)
Las impresoras de inyección de tinta como la de la figura 6.19 (Ink
Jet) rocían hacia el medio cantidades muy pequeñas de tinta, usualmente
unos pico litros. Para aplicaciones de color incluyendo impresión de fotos,
los métodos de chorro de tinta son los dominantes, ya que las impresoras
de alta calidad son poco costosas de producir. Virtualmente todas las
impresoras de inyección son dispositivos a color; algunas, conocidas como
impresoras fotográficas, incluyen pigmentos extra para una mejor
reproducción de la gama de colores necesaria para la impresión de
fotografías de alta calidad (y son adicionalmente capaces de imprimir en
papel fotográfico, en contraposición al papel normal de oficina).
FIGURA 6.19 IMPRESORA INYECCIÓN DE TINTA
Las impresoras de inyección de tinta consisten en inyectores que
producen burbujas muy pequeñas de tinta que se convierten en
pequeñísimas gotitas de tinta. Los puntos formados son el tamaño de los
pequeños pixels. Las impresoras de inyección pueden imprimir textos y
gráficos de alta calidad de manera casi silenciosa.
Existen dos métodos para inyectar la tinta:
 Método térmico. Un impulso eléctrico produce un aumento de
temperatura (aprox. 480ºC durante microsegundos) que hace hervir

una pequeña cantidad de tinta dentro de una cámara formando una
burbuja de vapor que fuerza su salida por los inyectores. Al salir al
exterior, este vapor se condensa y forma una minúscula gota de tinta
sobre el papel. Después, el vacío resultante arrastra nueva tinta hacia la
cámara. Este método tiene el inconveniente de limitar en gran medida
la vida de los inyectores, es por eso que estos inyectores se encuentran
en los cartuchos de tinta.
 Método piezoeléctrico. Cada inyector está formado por un elemento
piezoeléctrico que, al recibir un impulso eléctrico, cambia de forma
aumentando bruscamente la presión en el interior del cabezal
provocando la inyección de una partícula de tinta. Su ciclo de
inyección es más rápido que el térmico.
Las impresoras de inyección tienen un coste inicial mucho menor que
las impresoras láser, pero tienen un coste por copia mucho mayor, ya que
la tinta necesita ser repuesta frecuentemente. Las impresoras de inyección
son también más lentas que las impresoras láser, además de tener la
desventaja de dejar secar las páginas antes de poder ser manipuladas
agresivamente; la manipulación prematura puede causar que la tinta (que
esta adherida a la página en forma líquida) se mueva.
c) Tinta sólida (Solid Ink)
Las impresoras de tinta sólida, también llamadas de cambio de fase,
son un tipo de impresora de transferencia termal pero utiliza barras sólidas
de tinta a color CMYK (similar en consistencia a la cera de las velas). La
tinta se derrite y alimenta una cabeza de impresión operada por un
cristal piezoeléctrico (por ejemplo cuarzo). La cabeza distribuye la tinta en
un tambor engrasado. El papel entonces pasa sobre el tambor al tiempo
que la imagen se transfiere al papel.
Son comúnmente utilizadas como impresoras a color en las oficinas
ya que son excelentes imprimiendo transparencias y otros medios no
porosos, y pueden conseguir grandes resultados. Los costes de adquisición
y utilización son similares a las impresoras láser.
Las desventajas de esta tecnología son el alto consumo energético y
los largos periodos de espera (calentamiento) de la maquina. También hay
algunos usuarios que se quejan de que la escritura es difícil sobre las
impresiones de tinta sólida (la cera tiende a repeler la tinta de los
bolígrafos), y son difíciles de alimentar de papel automáticamente, aunque
estos rasgos han sido significantemente reducidos en los últimos modelos.

Además, este tipo de impresora solo se puede obtener de un único
fabricante, Xerox, como parte de su línea de impresoras de oficina Xerox
Phaser. Previamente las impresoras de tinta sólida fueron fabricadas
por Tektronix, pero vendió su división de impresión a Xerox en el año 2000.
Las impresoras de impacto se basan en la fuerza de impacto para
transferir tinta al medio, de forma similar a las máquinas de escribir, están
típicamente limitadas a reproducir texto. En su momento dominaron la
impresión de calidad. Hay dos tipos principales:
 Impresora de margarita llamada así por tener los tipos contenidos
radialmente en una rueda, de ahí su aspecto de una margarita como la
mostrada en la figura 6.20.
FIGURA 6.20 MARGARITA
 Impresora de bola llamada así por tener todos los tipos contenidos en
una esfera como la mostrada en la figura 6.21. Es el caso de
las máquinas de escribir eléctricas IBM Selectric.
FIGURA 6.21. BOLAS DE IMPRESIÓN
Las impresoras golpe o impacto trabajan con un cabezal en el que hay
agujas, estas agujas golpean una cinta, similar al de una máquina de
escribir, que genera la impresión de la letra.
d) Matriz de puntos (Dot-Matrix)
En el sentido general, muchas impresoras se basan en una matriz
de píxeles o puntos que, juntos, forman la imagen más grande. Sin
embargo, el término matriz o de puntos se usa específicamente para las
impresoras de impacto que utilizan una matriz de pequeños alfileres para
crear puntos precisos. Dichas impresoras son conocidas como matriciales.
La ventaja de la matriz de puntos sobre otras impresoras de impacto es

que estas pueden producir imágenes gráficas además de texto. Sin
embargo, el texto es generalmente de calidad más pobre que las
impresoras basadas en impacto de tipos.
Algunas sub-clasificaciones de impresoras de matriz de puntos son
las impresoras de alambre balístico y las impresoras de energía
almacenada. Las impresoras de matriz de puntos pueden estar basadas
bien en caracteres o bien en líneas, refiriéndose a la configuración de la
cabeza de impresión.
Las impresoras de matriz de puntos son todavía de uso común para
aplicaciones de bajo costo y baja calidad como las cajas registradoras. El
hecho de que usen el método de impresión de impacto les permite ser
usadas para la impresión de documentos autocopiativos como los recibos
de tarjetas de crédito, donde otros métodos de impresión no pueden
utilizar este tipo de papel. Las impresoras de matriz de puntos han sido
superadas para el uso general en computación.
e) Sublimación de tinta (Dye-sublimation o Dye-sub)
Las impresoras de sublimación de tinta emplean un proceso de
impresión que utiliza calor para transferir tinta a medios como tarjetas de
plástico, papel o lienzos. El proceso consiste usualmente en poner un color
cada vez utilizando una cinta que tiene paneles de color. Estas impresoras
están principalmente pensadas para aplicaciones de color de alta
calidad, incluyendo fotografía a color, y son menos recomendables para
texto. Primeramente utilizadas en las copisterías, cada vez más se están
dirigiendo a los consumidores de impresoras fotográficas.
6.14. Scanner
Se le llama scanner al dispositivo de entrada que permite digitalizar
imágenes, datos, señales y otro tipo de información con el propósito de
leerla y hacer uso de ella para diversos fines. Un scanner tiene la
apariencia como el mostrado en la figura 6.22.

FIGURA 6.22 SCANNER
Uno de los más conocidos es el escáner de ordenador o computadora,
el cual se emplea para digitalizar imágenes y datos a partir de papeles,
libros, fotografías, diapositivas y todo tipo de objetos. Con
un funcionamiento similar al de una fotocopiadora, el escáner se ocupa
de “leer” aquella información visible en el objeto con el fin de introducirla a
un sistema informático para su posterior uso. Por ejemplo, digitalizar
fotografías tomadas con dispositivos analógicos para modificarlas con
programas de edición de imágenes. También existen escáners 3D que se
utilizan para obtener imágenes de objetos tridimensionales.
El escáner o scanner de código de barras también es muy conocido y
popular. Se utiliza sobre todo en comercios, supermercados y otros
negocios y sirve para registrar la adquisición de un producto determinado,
revelando su precio y características en una computadora disponible al
vendedor. Típicamente, el escáner lee un código de barras presente en el
producto, el cual le proporciona de la información requerida. Una vez
leído el código, el escáner produce un sonido para confirmar que la
lectura ha sido correcta. “Otros escáners están presentes en la medicina y
se emplean para obtener imágenes anatómicas a partir de aparatos”.
También existen otros muchos escáners más sofisticados. Por ejemplo,
aquellos que se utilizan por razones de seguridad. En un aeropuerto o
aduana, por ejemplo, un scanner permite detectar metales o explosivos en
el equipaje de cada pasajero, produciendo una imagen aproximada del
contenido de una valija. Otro caso es el de la información o contenidos
protegidos que requieren de una identificación biométrica de la persona
autorizada para acceder a ellos. En esos casos, el escáner del iris del ojo,

de la retina o de las huellas dactilares permite reconocer la identidad del
ingresante.
6.15. Tarjeta grafica
La tarjeta gráfica es una placa de circuito electrónico ubicada en el
ordenador que permite interpretar la información que procede del
microprocesador y transformarla en impulsos eléctricos que encienden y
apagan los píxeles del monitor formando las imágenes y el texto. En la
figura 6.23 se muestra una tarjeta grafica ATI.
FIGURA 6.23 TARJETA GRAFICA ATI.
6.15.1. El procesador de la tarjeta gráfica
El procesador de la tarjeta gráfica llamado también GPU (de sus
siglas en ingles Graphics Processing Unit) es el encargado de procesar los
gráficos y optimizar los cálculos en coma flotante de las funciones 2D y 3D,
su potencia se mide en megahertzios y también por el número de unidades
pipelines encargadas de transformar las imágenes 3D en vértices y líneas.
Las tarjetas gráficas nvidia integran su gama de procesadores que son
diferentes a los que integran las tarjetas gráficas ATI.
6.15.2. Tipo de memoria.
Hay dos tipos de tarjetas gráficas atendiendo a su integración, las
hay que van integradas en la propia placa base del ordenador y las que
son independientes. Las primeras son más básicas y utilizan memoria
compartida con la CPU, las segundas son más potentes y utilizan memoria
propia en cantidades que oscilan entre 16 megas y 1 Gb. Podemos
distinguir varios tipos de memoria, las DDR, DDR2,GDDR3 y las nuevas
GDDR4 atendiendo a su diseño y velocidad de acceso.
6.15.3. Tipos de conexión

Existen distintos tipos de conexión de la tarjeta gráfica con la placa
base, desde los primitivos slots ISA hasta los modernos PCIexpress
 ISA: arquitectura de bus de 16 bits a 8 MHz
 EISA: arquitectura de 32 bits, 8.33 MHz
 VESA: extensión de ISA de 32 bits, y con una velocidad de 33 MHz.
 PCI: arquitectura de 32 bits y una velocidad de 33 MHz, permitía una
configuración dinámica de los dispositivos conectados
 Tarjetas Gráficas AGP: bus dedicado, de 32 bits como PCI, a una
velocidad de 66 MHz.
 PCIe: interfaz serie que dobla el ancho de banda del que ofrecen las
tarjetas gráficas AGP.
6.15.4. RAMDAC
El procesador RAMDAC es un conversor de señal digital a analógica,
su cometido es transformar la señal digital de la CPU a una señal analógica
interpretable por la pantalla.
6.15.5. Tipo de ventilación
Debido a las cargas de trabajo a las que son sometidas, las tarjetas
gráficas alcanzan temperaturas muy altas. Si no es tenido en cuenta, el
calor generado puede hacer fallar, bloquear o incluso averiar el
dispositivo. Para evitarlo, se incorporan dispositivos refrigerantes que
eliminen el calor excesivo de la tarjeta. Se distinguen dos tipos:
El procesador de la tarjeta gráfica está sometido a una temperatura
muy alta debido al procesamiento de los datos, para evitar los posibles
fallos del gráfica es necesario de dotarla de un elemento disipador o
ventilador del calor generado. El disipador es una estructura pasiva que
hace contacto con la GPU rebaja su calor mientras que el ventilador es
una estructura activa que inyecta aire a la GPU, también tenemos la unión
de los dos elementos, disipador más ventilador, conformado una estructura
de mayor eficiencia
6.15.6. Tipos de salidas en las tarjetas gráficas
Nos podemos encontrar en nuestras gráficas varios tipos de salida al
monitor o televisor, como pueden ser las siguientes:
 SVGA: estándar analógico diseñado para monitores de tubo.

 DVI: Es el sustituto del anterior en digital y está especialmente
diseñado para conectarlo a las pantallas TFT. Empezó a integrarse en
las tarjetas gráficas agp, pero son las tarjetas gráficas pcixpress las
que lo llevan prácticamente de serie.
 S-Video: Salida de video para conectar directamente a un televisor,
proyector o videotape.
 Vídeo Compuesto: Salida analógica de baja resolución con
conector RCA.
 Vídeo por componentes: De mayor calidad que el anterior, es
especial para video proyectores y dispone de tres clavijas o
componente ( Y,Cb,Cr).
 HDMI: Nueva tecnología digital para el nuevo estándar de video en
alta definición.
6.15.7. DirectX y OpenGL
Para poder programar los juegos a través de las distintas tarjetas
gráficas y sus complicadas funciones surgieron los distintos interfaces; a
continuación presentamos dos de los más importantes y conocidos:
 Direct3D: Es propietaria Microsoft y está formado por la librerías
DirectX, funcionan en Windows y en la mayoría de juegos. Los chips
de las primeras tarjetas gráficas agp empezaron a integrar
instrucciones que optimizaban el resultado de las librerías direc3d
dando lugar a las tarjetas gráficas aceleradoras 3d.
 OpenGL: Lo crearon la casa Silicon Graphics y funcionan
especialmente para entornos de CAD y RVirtual.

SEPTIMO TEMA:
CPU

CPU
7. CPU
"Es un conjunto de transistores conectados entre ellos por cables, y
ordenados de manera que forman puertas lógicas, y poder así, hacer
operaciones de toda clase"
7.1 Función
Se encarga del control y el procesamiento de datos en todo el
ordenador. Para esta tarea es necesario que le ayuden otros elementos

capaces de realizar funciones específicas y así liberar de trabajo costoso y
difícil al microprocesador.
 Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Lleva a cabo las funciones de
procesamiento de datos.
 Unidades Funcionales: se encargan de operaciones
matemáticas específicas, y así sacan y facilitan el trabajo al
microprocesador. (sumas, multiplicaciones, dividir por números
enteros, etc.)
 Registros: Almacenan datos durante cierto tiempo, dentro la
CPU.
etc.
Todos estos elementos están conectados entre sí por medio de un
conjunto de circuitos o conexiones nombrado bus. Todo su funcionamiento
se basa en interpretar las señales eléctricas como números y de esta forma
poder operar sobre ellas, para lo cual hace servir métodos como el
álgebra de Boole.
El nombre de microprocesador nos describe sólo el conjunto de
todos los componentes que forman la CPU una vez encajados y listos para
funcionar. Podemos dividir cualquier procesador en dos grandes bloques:
la Unidad de Control (UC) y la Unidad de Proceso (UP), se comunican
constantemente entre ellas. La Unidad de Control es la encargada de
gestionar y controlar el correcto funcionamiento de la Unidad de Proceso,
que es la que realiza el trabajo. Esta tarea de gestión y control de la UC, se
lleva a cabo mediante la activación/desactivación de señales enviadas a
la UP, indicadoras de qué acciones he de tomar en cada momento.
La Unidad de Proceso está formada por más componentes tales
como : la ALU, Registros, y buses.
En la figura 7.1 podemos ver el interior de la CPU, ésta en particular es
muy simple, tiene unos cuántos registros, tres buses y una ALU. Los buses A y
B traen los datos de los registros hasta la ALU para ser operados, y el C se
encarga de llevar los datos resueltos hacia la memoria, o a los registros
para ser sobrescritos con un nueve valor.

FIGURA 7.1. ESQUEMA INTERNO DE LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO.
La UC en cambio, es la encargada de controlar y dar órdenes (qué
órdenes pasan y por dónde, quien va primero, como se ha de operar, etc.)
C. Estas órdenes son en el interior de la instrucción a ejecutar, por lo tanto
podemos deducir que todas las instrucciones primero pasan por la UC y de
aquí hacia la UP. La instrucción, contiene en su interior los datos a operar, y
al principio de todo el tipo de operación a realizar con aquellos datos.
Hay diferentes tipos de operaciones:

 De transferencia de datos: Es la más típica, implica mover
datos desde un sitio a otro. Se ha de especificar la dirección de
entrada y la dirección de destino, y la longitud a transferir.
 Aritméticas: Cuando se usan las operaciones básicas (suma,
resto, multiplicación y división). También hay de otros tipos como
coger el valor absoluto de un número, negar (invertir) el
operando. Se pueden llevar a cabo sobre números enteros, pero
también es necesario sobre reales. Este tipo de operaciones son
llevadas a cabo por la ALU, la cual puede hacer necesario una
operación de transferencia de datos.
 Lógicas: Realizan operaciones bit a bit, lo hace
intermediando operaciones booleanas NOT, AND, OR, XOR, etc.
tienen múltiples utilidades, sobre todo si se combinan con
operaciones que muevan bit a bit.
 De conversión: Se cambia el formato de los datos, puede
ser necesario involucrar alguna operación de: transferencia,
aritméticas, lógicas, etc. ...
 De Entrada/Salida: Tienen que ver con la gestión de los
dispositivos de E/S, a menudo utilizan interrupciones.
 De control del sistema: Tienen ciertos privilegios sobre los
otros tipos de operaciones, por lo general solamente pueden ser
ejecutadas por el Sistema Operativo.
 De transferencia de control: Cambian el orden secuencial
normal de la ejecución de un programa. la operación que
indique estas instrucciones es el cambio del contador del PC
(memoria interna de la CPU) a la siguiente dirección a procesar.
se usan para acortar la longitud de programas.
7.2. Tipos de Procesadores
Básicamente existen dos tipos de estructura de procesador, que
constituyen hoy en día la diversidad de chips en el mercado (el caso más
claro y con más éxito es el de AMD e Intel).
De una parte tenemos microprocesadores RISC los cuales se basan en
instrucciones simples y por lo tanto la complejidad total de la CPU es
menor. Algunos ejemplos son: Power PC, Motorola y SPARC, la mayoría son
utilizados en empresas por su rendimiento y fiabilidad.

Por otro lado, los microprocesadores CISC (Complex-Instruction-Set-
Computing) contienen instrucciones complejas, ocupan más tamaño,
dedicando más tiempo por instrucción con menos instrucciones. Algunos
ejemplos son: Pentium, Cyrix y AMD.
7.3. Comparación
Cuando se ejecuta un programa difícil, o extenso, los CISC son más
rápidos y eficaces que los RISC. En cambio cuando tenemos en ejecución
un conjunto de instrucciones sencillas, cortas y simples, tenemos que los
RISC son más rápidos.
Estas desigualdades también se dan entre los diferentes modelos y
marcas de los dos tipos de procesadores.
7.4 Funcionamiento y componentes que lo forman
El microprocesador en sí, no es nada más que una fina placa de
silicio dónde van soldados un conjunto de componentes electrónicos, y
estos son los encargados de manejar todas las señales eléctricas que
representan los bits (acrónimo de Binary digit), ceros, cuando hay ausencia
de corriente, y unos, cuando pasa corriente eléctrica. Se utilizan
mayoritariamente transistores puesto que estos usan el silicio, el cual es un
material semiconductor, estos materiales tienen la propiedad de que en
ciertas condiciones permiten o no dejar pasar la corriente a través suyo, y
así resulta más sencillo simbolizar el código binario.
En el momento que se quiera dejar de permitir el paso a la corriente, se
aplica un campo negativo a la primera capa obligando de esta forma al
silicio p a repeler los electrones, y volver a su estado inicial. Así pues,
tenemos que para simbolizar un cero, no se deja pasar la corriente, y para
el uno, en cambio, si que la dejamos pasar. Y básicamente en esto consiste
un microprocesador, en el funcionamiento de los transistores (ausencia o
presencia de corriente eléctrica). Ahora que ya sabemos cómo es por
dentro, veremos cómo trabaja este "cerebro" artificial.

FIGURA 7.2. COMPONENTES INTERNOS DE LOS MICROPROCESADORES.
En la figura 7.2, podemos observar cómo se ven los componentes
internos del micro, la mayoría transistores, a simple vista. En cambio a la
derecha observamos una prueba de Intel para mejorar la estructura
interna del micro. Y finalmente respecto la CPU, hablaremos de la utilidad
del proceso en tiempo compartido en las operaciones del micro. Estos
tipos de procesadores se les denominan "fuera de orden". En un
procesador normal, sin segmentar, tenemos que empieza las operaciones
sólo cuando el anterior ya ha acabado, en cambio en los procesadores
segmentados, las operaciones se intercalan entre ellas, el que se respeta
es la duración de una etapa, acto seguido se usan las interrupciones para
dejar pasar primero a una en lugar de otra.
 Etapa 1: Transporte de la instrucción, desde la memoria al
procesador.
 Etapa 2: Decodificación de la instrucción y lectura de los
operandos a los registros.

 Etapa 3: Ejecución de los cálculos con los operandos a la ALU.
 Etapa 4: Etapa de acceso a la memoria.
 Etapa 5: Escritura del resultado de la ejecución de la
instrucción.

ALU
8. Unidad Aritmético Lógica (ALU)
8.1. Introducción:
El procesador después de acceder a memoria principal para copiar
la instrucción en el registro de instrucción, inicia la secuencia de acciones
propias de cada instrucción. Muchas de estas instrucciones consisten en la
transformación de datos mediante la realización de operaciones lógicas o
aritméticas. Para realizar estas operaciones existe un bloque especial de la
CPU denominado Unidad Aritmético Lógica (ALU).
Gobernada por la unidad de control, la ALU tiene como entradas os
datos almacenados en los registros internos de la CPU. Adicionalmente, la
ALU tiene como salida los indicadores de estado que señalan las
características del resultado de la última operación (por ejemplo, si el
resultado ha sido cero, negativo, etc.).
La ALU a su vez está compuesta por diversos circuitos especializados
en realizar una transformación particular de los datos, típicamente una

operación aritmética o lógica. Como ejemplo una ALU puede disponer de
una unidad de suma/resta de enteros, una unidad de multiplicación de
enteros, una unidad de división de enteros y su equivalente en punto
flotante.
Estos módulos en los que se divide la ALU se pueden clasificar en
función de diversos parámetros. Los criterios más habituales que van a
caracterizar los módulos de la ALU son:
 Módulo combinacional o secuencial. En el caso de
módulos combinacionales se tiene un circuito digital
combinacional, sin elementos de memoria. Si se modifica uno
de los operandos el resultado se modifica con un retraso que
vendrá dado por la suma de los retrasos de todas las puertas
que intervienen en la operación.
 Número de operandos del módulo. Hay módulos que
solamente emplean un operando, como es el de la negación,
pero habitualmente la mayoría de los módulos realizan
operaciones que utilizan dos operadores, como son la suma,
división o AND lógico.
 Incorporación de paralelismo al módulo. Si el módulo
realiza la operación bit a bit se dirá que es serie, sin embargo, si
se transforma toda la palabra simultáneamente se dirá que es
paralelo. El primero es de tipo secuencial y requiere tantas
fases como dígitos tengan los operandos, mientras que el
segundo es de tipo paralelo.
 Operación aritmética o lógica. La operación realizada
puede ser de tipo lógico (AND, OR, etc). O de tipo aritmético
(suma, multiplicación, etc).
 Integración en la CPU. Puede ocurrir que parte de los
módulos de la ALU estén integrados en la CPU (típicamente los
que realizan operaciones lógicas o aritméticas con números
enteros), y otros sean externos a la CPU debido a que son muy

complejos y ocupan mucha superficie de silicio. Es el caso de
los coprocesadores matemáticos que se utilizaban en
procesadores.
Un ejemplo de módulo ALU es el sumador elemental de 1 bit. Este
operador es aritmético y utiliza dos operandos. Suponiendo que una
palabra tiene una anchura de 8 bits, si se conectan 8 sumadores
elementales se obtiene un sumador paralelo. Sin embargo, si la unidad de
control suministra de manera secuencial los bits a una sola unidad de suma
elemental y almacena el resultado parcial en un registro, se trata de un
sumador serie.
La principal ventaja del operador serie es que es más pequeño y por
tanto ocupa menos superficie de silicio. La desventaja de este módulo es
que es más lento que el operador paralelo. Cabe destacar cómo el
operador serie ocupará más de 1/8 parte del módulo paralelo, al incluir
también la UC módulos que secuencian las operaciones.
8.2. Estructura y operaciones de la ALU
La ALU está formada por un conjunto de operadores, un conjunto de
registros que van a almacenar los operandos fuente y resultados parciales
y unos biestables de estado. El órgano secuenciador (si hay operadores
secuenciales) se integran en la UC.
Las operaciones más complejas no se implementan con circuitos
combinacionales, ya que requerirían una gran superficie de silicio. Será la
unidad de control la que se encarga de generar la ejecución secuencial
de los algoritmos de las operaciones complejas. Un ejemplo típico son las
operaciones de multiplicación y división. Este tipo de operaciones en
procesadores pequeños no suele implementarse con lógica
combinacional dentro del operador, sino que su ejecución se basa en
sumas y restas elementales realizadas en módulos combinacionales.
Las ALUs suelen tener varios operadores que pueden funcionales
independientemente de los demás y en algunos casos en paralelo. El
banco de registros de propósito general sirve para almacenar resultados
de operaciones intermedias, típicamente una ALU de tamaño intermedio
suele tener de 8 a 16 registros. En algunas CPU existe un registro especial

llamado acumulador que recibe los resultados del operador y ciertas
operaciones sólo pueden realizarse sobre el contenido del acumulador.
El registro de estado del procesador consta de una serie de
indicadores o flags que almacenan información sobre el resultado de la
última operación realizada.
Las operaciones más frecuentes que implementan los operadores de
la ALU son las siguientes:
 Desplazamientos: lógicos, circulares y aritméticos.
 Operaciones lógicas: NOT, AND, OR, XOR.
 Operaciones aritméticas: suma, resta, multiplicación y
división.
Estas operaciones se pueden ejecutar de diversas maneras,
dependiendo del paralelismo que implemente en cada una de ellas. A
mayor paralelismo, mayor rapidez; pero habrá más unidades funcionales,
con lo que la ALU ocupará más superficie de silicio y por tanto será más
cara.
Las operaciones básicas y más frecuentes (suma-7resta,
desplazamientos y operaciones lógicas) siempre se implementan con una
unidad combinacional específica. Los procesadores más potentes
incorporan unidades específicas para realizar las operaciones de
multiplicación y división en coma flotante, quedando para
coprocesadores aritméticos y programas específicos operaciones como
raíces y operaciones trigonométricas.

Bibliografía
 Luis Duran Rodríguez, El gran libro del PC
interno/Alfaomega Marcombo, 2007, ISBN 9789701512470
 Nicholas Carter, Arquitectura de computadores 1a. Edición, McGraw-
Hill 2004 ISBN: 8448142799.
 A.S. Tanenbaum / Organización de computadoras, enfoque
estructurado / Prentice Hall
 Valdivia Miranda Carlos, Arquitectura de equipos y sistemas
informáticos, 3a. Edición, Paraninfo 2003, ISBN: 8497321626.
 Juan Enrique Herrerías Rey, Hardware y Componentes. Primer Edición
2006, Anaya Multimedia, ISBN: 84-415-1979-X.
Enlaces de Internet
Zona DVD
 http://www.zonadvd.com/modules.php?
name=Sections&op=viewarticle&artid=528
Intel Corporation
 http://www.intel.com/technology/usb/
CPU-WORLD
 http://www.cpu-world.com/CPUs/

Manual para arquitectura de pc

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Destacado

Similar a Manual para arquitectura de pc

Último

Manual para arquitectura de pc