HARDWARE; Arquitectura de una CPU

Apuntes de informática N° 2

ENCENDIDO

Al presionar el botón power de una computadora se inicia una secuencia interna denominada proceso de arranque  que dura hasta que la computadora queda habilitada para recibir instrucciones por parte del usuario. Este proceso consiste en:

1. Encendido. Cuando se presiona el botón
2. La energía se distribuye por circuitos internos hacia la FUENTE y luego al PROCESADOR y la memoria ROM
3. El procesador ejecuta el programa de arranque almacenado en la memoria ROM.
4. La ROM realiza un diagnostico del sistema y de cada uno de sus  componentes
5. El procesador carga del Sistema Operativo  desde el disco duro a la memoria RAM
6. Chequeo de la configuración.
7. Lista para el uso del usuario.

FUENTE

La fuente de alimentación, es el componente electrónico encargado de transformar la corriente de la red eléctrica con una tensión de 200V ó 125V, a una corriente de tensión 5 a 12 voltios en forma continua que es lo que necesita la PC para su funcionamiento. Luego estabiliza esa corriente.

PLACA MADRE

Tarjeta o placa central de circuitos que convergen en el procesador. Estos circuitos le proveen las conexiones lógicas y eléctricas con los otros y entre los  componentes del sistema.
La placa madre también es conocida como motherboard, mainboard, baseboard, system board, placa/tarjeta base, etc.

Componentes de una placa madre
Además de alojar al procesador y sus conecciones, consta de chips de memoria no volatil (ROM), slots, donde se conecta la memoria principal, de puertos , reloj,  ventiladores,  conectores, etc. El resto de los dispositivos electrónicos como discos duros, tarjeta gráficas, placa de sonido, etc. pueden estar integrados en la placa o conectados a ella a través de conectores y/o cables.

Factores de forma de las placas madres
Las placas madres tienen un  tamaño físico estandarizado y ciertas características normadas para integrarla con el resto de los dispositivos. El factor de forma define:
• Forma de la placa madre: cuadrada o rectangular.
• Ancho y largo de la placa madre.
• Posición de los anclajes (ubicación de tornillos).
• Áreas donde se sitúan los componentes (ranuras de expansión, conectores y puertos).
• Forma física del conector de la fuente de alimentación y las conexiones eléctricas.

EL PROCESADOR

También llamado  microprocesador o microships. Es el cerebro de una PC pues procesa todos los datos, órdenes y todo lo que hacemos en la PC. Controla, distribuye y administra la información.

Está constituido por millones de transistores integrados. Este dispositivo se ubica en un zócalo especial en la placa madre y dispone de un sistema de enfriamiento (generalmente un ventilador).
Su "velocidad" es medida por la cantidad de operaciones por segundo que puede realizar: la frecuencia de reloj que  se mide en MHz (megahertz) o gigahertz (GHz).
También dispone de una memoria caché (medida en kilobytes), y un ancho de bus (medido en bits).
Lógicamente funciona como la unidad central de procesos (CPU), que está formada  por registros, la unidad de control y la unidad aritmético-lógica.

un registro es una porción de memoria ultrarrápida, de poca capacidad e integrado al microprocesador, que permite almacenar y acceder datos usados frecuentemente. Se emplean para aumentar la velocidad de ejecución de los programas moviendo datos desde la memoria principal hacia los registros, se opera sobre éstos, y el resultado es movido nuevamente a la memoria principal.

BUS

Son todas las interconexiones entre los distintos dispositivos de una PC por la cual se transmite información. Las velocidades de los buses influyen mucho en el rendimiento general de la máquina. Puede ser regulada en la BIOS.

MEMORIAS

Son necesarias para almacenar temporariamente datos o simplemente ayudar al microprocesador.

Memoria ROM: De solo lectura, es la encargada de inspeccionar y controlar todos los dispositivos antes que inicie el sistema operativo.. En esta memoria están guardados todas las instrucciones que necesita para realizar el testeo, si el control sale bien le avisa al microprocesador que puede levantar el sistema operativo a la memoria principal. Esta memoria es permanente, y los datos no se pierden aunque esté apagada, está alimentada por una pequeña pila del tamaño de un botón.

Memoria RAM: Es la memoria principal de la PC  y es de acceso aleatorio. Es el espacio de trabajo. El microprocesador puede acceder a cualquier dato almacenado en  la memoria sin seguir un orden, por eso es muy rápida. Es la encargada de almacenar todos los programas que tenemos abierto en la PC, por eso, cuanto más capacidad de memoria tenemos, más datos o programas, podemos tener abiertos.

Es necesaria pues en ella se inicia el sistema operativo sin el cual no funcionan los restantes programas en uso. Esta memoria es volátil ya que se borran los datos una vez apagada la PC

Otras memorias
Memoria CACHE: De lectura rápida; guarda el registro de un programa utilizado recientemente, para que abrirlo nuevamente sea más rápido. El microprocesador primero va a consultar si el programa está guardado en la memoria cache para abrirlo. Esta memoria es volátil ya que se borran los registros una vez apagada la PC.

Memoria VIRTUAL: esta memoria es bastante moderna y por lo general se ubica en el disco rígido. Su función principal es auxiliar a la memoria RAM para aumentar su capacidad.

UNIDADES DE ALMACENAMIENTO DE DATOS

MEMORIA FLASH  son unidades de almacenamiento rápida, son memorias y discos a la vez, algunos de estos son los pendrive, las memorias de celulares (memory card), memorias de cámaras digitales (memory stick), y sirven para almacenar datos y una vez almacenado no necesitan alimentación eléctrica alguna para conservar dichos datos.

La unidades de almacenamiento mantienen guardada toda la información que tenemos alojada en nuestra PC. Son soportes magnéticos o de tecnología láser donde guardamos los documentos que estamos trabajando para poder acceder a ellos en otra oportunidad. También sirven para trasladar la información de una PC a otra. Estos dispositivos requieren de lectoras que pueden o no estar incorporadas al gabinete, requieren de alimentación de energía y se conectan a la placa madre por medio de conectores o puertos.

Para identificar estas unidades de almacenamiento o volúmenes tienen asignada una letra seguida de dos puntos (:). Las primeras unidades fueron A: y B: para guardar pequeñas porciones de información. Actualmente en desuso.

C: Identifica al Disco Rígido o Disco Duro, también conocido como Hard disk. Permite crear, leer y modificar, guardar o eliminar archivos. Es la unidad de almacenamiento que normalmente está fija al interior de la PC conectada a la placa madre. Por lo general tiene una gran capacidad de almacenamiento y guarda todo el software que utiliza la máquina. También  guardamos gran parte de los documentos que creamos. Su capacidad va desde decenas de MB hasta decenas de GB.

Existen otros tipos de soportes para almacenar o copiar información, que por lo general tienen gran capacidad de almacenamiento. Al incorporarlas a la PC se le asigna una nueva letra en secuencia alfabética que las identifique.

D: Identifica la unidad de disco compacto o CD-ROM. Por lo general, en estas unidades sólo podemos leer la información sin poder modificarla. Para tal fin, tenemos que transferirla a nuestro disco rígido y una vez modificada la información, gravarla en un CD-ROM grabable. Tiene una capacidad de almacenamiento entre 500 y 700 MB, 500 veces más información que un disquete. Frecuentemente se utilizan para almacenar y escuchar música.

El DVD con capacidad de hasta 17 GB, muy parecido a un CD. Su gran capacidad de almacenamiento y alta velocidad de lectura permiten guardar Videos. Actualmente, por lo general la lectora de DVD y de CD es la misma. (Cuando en la etiqueta dice CDR o DVDR: la R significa que se pueden regrabar)

E: El Pendrive: Es una memoria USB (de Universal Serial Bus; en inglés) es un dispositivo de almacenamiento que utiliza memoria flash para guardar la información. Estas memorias se han convertido en el sistema de almacenamiento y transporte personal de datos más utilizado,

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 64 GB por su elevado costo. Esto supone, como mínimo, el equivalente a 180 CD de 700MB o 91.000 disquetes de 1.44 MB aproximadamente.
Se conecta a la PC por medio de un puerto.

Otros dispositivos menos utilizados requieren de lectoras externas conectadas por cable. Las cintas Streamer, muy parecidas a los cassetes convencionales, Zip con capacidad de 100 MB o Jazz con capacidad de 1 GB, etc.

PUERTOS

Son necesarios para la comunicación con los periféricos, algunos de estos son:

LPT : puerto en donde se conecta una impresora, casi en desuso
SERIE: se conectaba el Mouse y algunos dispositivos de poco consumo de datos, casi en desuso)
MINIDIN: se conecta el Mouse y el teclado, se los diferencia por el color
VGA: se conecta el monitor
PLUG se conecta los parlantes
USB puerto de gran alcance en el mercado, se conectan varios dispositivos, desde impresoras, teclados modernos, mouses, parlantes, cámaras, celulares, etc.
RJ45 se conecta cable de red, para comunicarnos con otra PC
RJ11: se conecta el MODEM, para Internet

Fuente: http://www.alegsa.com.ar/Diccionario/

               http://es.wikipedia.org