Arquitectura de computadoras

Introducción

Las arquitecturas de las computadoras evolucionando de forma rápida alcanzando sorprendes velocidades y capacidades , sobre sus orígenes y sus partes más importantes, aclararemos puntos muy importante sobre buses, puertos de comunicación, configuración de placas sobre algunos modelos, en capitulo trato sobre la evolución de la mainboard y muestro alguno planos y estructura de mainboard sacadas por asi decirlo de un museo, también incluyo descripción fuentes y case se desarrollaron, en el capitulo tres vero sobre los socket y slot para microprocesadores.

Presentación

Este documento fue recopilado buscando realidades diferentes que hay mercado, bueno espero que se gran utilidad este documento para los que desean profundizar sobre el tema de arquitectura de PC´s, espero que me envíen sus comentarios a [email protected], agradecido anticipadamente a todos los lectores.

CAPITULO I

Historia y evolución de computadoras

HISTORIA DEL PC

Para todo estudiante de Computación el estudio de la HISTORIA DEL PC es necesario para comprender y valorar lo que hoy son los PC. Consecuentes con ello citamos a continuación las principales etapas, hechos y hombres de ciencia que dieron origen a una de las más grandes revoluciones científicas de la civilización occidental.

¿QUIÉN INVENTÓ EL PC?

Ante esta pregunta hemos de responder que NADIE COMO PERSONA EXCLUSIVA INVENTO EL PC, porque no se trata de una máquina simple. La realidad es que el PC – como muchos otros inventos – es el resultado del trabajo investigativo de muchos científicos, empresas, emprendedores y estudiosos, quienes aportaron secuencialmente innovaciones para producir lo que hoy tenemos: equipos poderosos, compactos y versátiles en un espacio reducido. La historia de la informática y el hardware de las computadoras constituye una emocionante aventura cuyo estudio merece un capitulo aparte. En las paginas siguientes veremos como se dio el invento del PC.

Los antecedentes de la computación. Es importante tener en cuenta que el desarrollo de la electrónica a partir de del sistema digital aplicado en el trabajo de las computadoras es quien marca el inicio de las actuales generaciones de PC. Aunque sus antecesores fueron las máquinas mecánicas – analógicas, este análisis se centra en la era electrónica.

EVOLUCIÓN DEL PC

Entre los precursores del PC, existieron hombres de ciencia y emprendedores que se unieron en torno a un punto común: EL CALCULO MATEMATICO. Partiendo de una era a la que podemos llamar MECANICA el hombre creó aparatos basados en el movimiento coordinado de ejes y ruedas para simplificar las 4 operaciones básicas: sumar, restar, multiplicar y dividir. Uno de ellos fué el científico alemán WILHEILM SCHICKARD (1592-1635) quien en el año 1623 creó una máquina a la que llamó RELOJ CALCULANTE pues trabajaba con ruedas dentadas y era capaz de sumar y restar. No obstante su novedad, no se pudo fabricar completamente. Posteriormente seria BLAISE PASCAL (filósofo frances, 1623-1662) quien en el año 1662 inventó la primera máquina automática de calcular completa a base de ruedas dentadas. Dicha máquina mostraba los resultados en una ventanilla y se la llamó PASCALINA. Diez años más tarde, el filósofo y matemático alemán GOTTFRIED WILHELM von LEIBNITZ (1646-1716) mejoró la máquina de Pascal creando la CALCULADORA UNIVERSAL, capaz de sumar, restar, multiplicar, dividir y extraer raíces cuadradas, además de hacer la multiplicación en forma directa, en vez de realizarla por sumas sucesivas, como la máquina de Pascal.

En el año 1805 el francés JOSEPTH MARIE JACQUARD (1752 -1834) dio el paso siguiente. Después de varios intentos, construyó un telar automático que efectuaba un control perfecto sobre las agujas tejedoras mediante la utilización de TARJETAS PERFORADAS que contenían los datos de control de las agujas. Esta máquina se puede considerar como la primera máquina mecánica programada. Se conoció como el TELAR DE JACQUARD.

Posteriormente y dando un paso muy grande – según muchos, demasiado adelantado para su época -, en el año 1822 el inglés y profesor de la Universidad de Cambridge CHARLES BABBAGE (1792-1871), diseñó la MAQUINA DE DIFERENCIAS. Su funcionamiento se basaba en mecanismos con ruedas dentadas. Podía resolver funciones y obtener tablas de las mismas. Pero las deficiencias tecnológicas de la época no permitieron su fabricación completa sino hasta años después.

En 1937, HOWARD H. AIKEN de la Universidad de Harvard enasociación con un grupo de científicos universitarios e ingenieros de IBM crea una calculadora numérica basada en el uso de relés electromagnéticos, ruedas dentadas y embragues electromecánicos dando origen a la que se puede considerar como la PRIMERA COMPUTADORA ELECTROMECANICA. Se la denominó MARK-I. Utilizaba medios de entrada tarjetas y cinta perforadas que procesaba en unidades aritméticas, unidad de control y una unidad de memoria. Se terminó de construír en 1944 y a pesar de que funcionó bien, fué rápidamente superada por las COMPUTADORAS ELECTRONICAS que aparecieron a casi a la par que su construcción.

LOS INICIOS DE LA COMPUTACIÓN DIGITAL.

La aparición de varios factores coincidentes propiciaron la rápida evolución de las computadoras a partir de este punto: la aplicación de la teoría del álgebra de Boole en la representación de circuitos lógicos, la definición de la medida de información BIT, la invención de la válvula de vacío y el interés del gobierno estadounidense (a través del Ministerio de Defensa). Esto propició que en 1940 JOHN W. MAUCHLY y JOHN PRESPER ECKERT junto con científicos de la Universidad de Pensilvania construyeran en la Escuela Moore de Ingeniería Eléctrica, la PRIMERA COMPUTADORA ELECTRONICA a la que llamaron ENIAC(Electronic NUmerical Integrator and Calculator).

ENIAC era programable y universal (se podía utilizar para cualquier tipo de calculo), era mil veces más rápida que MARK-I, ocupaba 160 metros cuadrados, pesaba 30 toneladas, con 17.468 válvulas de vacío, 70.000 resistencias, 10.000 condensadores y un consumo de aproximadamente 200.000

vatios. En los años 50 (la generación del transistor) con la creación de los semiconductores, el diodo y el transistor, surge la segunda generación de aparatos de cómputo. El tamaño se redujo sustancialmente. Se crean las compuertas lógicas y sus circuitos derivados. Esta fase duró hasta aproximadamente el año 1964.

El primer PC de uso general (universal) fué una creación de IBM en unión de INTEL (que aportó el Microprocesador) y MICROSOFT (que aportó el Sistema Operativo). Fué lanzado el 12 de Agosto de 1981 y rápidamente se convirtió en el estándar de la industria opacando a sus rivales que en ese entonces construían máquinas con sistemas operativos y programas incompatibles entre sí . Este primer IBM PC (IBM Personal Computer) llamado así por IBM utilizaba un procesador Intel 8088, tenia una velocidad de 4,8 MHz, no tenía disco duro sino una unidad de disquete de 160 KB de capacidad y una memoria Ram de 64 KB (expandible hasta 256 KB).

• EQUIPO XT

Año 1981, (IBM) con procesador 8086 u 8088 de Intel, máquina pionera de los PC, usaba 64-128K de memoria Ram. Funcionaba con el Sistema operativo D.O.S, unidad de disquete de 160 KB y posteriormente de 256KB y 360KB, inicialmente sin disco duro y posteriormente con 5 o 10 megabytes de capacidad en disco, gabinete (chasis) horizontal, bus de 8 bits, el monitor monocromático con fondo negro y letras de color verde. Su velocidad de procesamiento estaba entre los 4 y 8 MHz.

• EQUIPO AT 80286. ( ADVANCED TECHNOLOGY DE IBM)

Su memoria Ram podía alcanzar los 16 MB adicionándole una placa de expansión especial, el disco duro normal para él era de 30 o 40MB, las unidades de disquetes eran de 1.2 y 1.44 MB de capacidad, microprocesador Intel 80286, Sistema operativo DOS 2.1, gabinete horizontal, monitor a color con tecnología EGA (baja resolución comparados con los actuales VGA). Velocidad promedio: los 25MHz.

• EQUIPOS AT 80386 (IBM)

Usaban en promedio 8 y 16 MB de Ram, utilizando módulos removibles de memoria, tipo SIMM de 32 pines, el disco disco duro promediaba los 512 MB, DOS 4.0, monitores super VGA, modem interno de 14.400 baudios por segundo. Velocidad promedio: 40MHz. Aparece la unidad Cd-ROM de simple velocidad. El programa Windows de Microsoft empieza a popularizarse y los clones inician su auge auspiciados por los fabricantes de partes de oriente (China, Taiwan, Singapur, Malasia).

• EQUIPOS AT 80486 (VARIOS FABRICANTES)

Ram promedio de 8 y 16 MB, discos duros de 1 gigabyte promedio, DOS 6.22, modem de 28.800 bps, monitores con resolución .28. Unidad CD-ROM de 2, 4 y 8 velocidades. Internet empieza a popularizarse.

• EQUIPOS BASADOS EN PENTIUM DE 75MZ DE INTEL Y EN 586 DE AMD

Ram promedio de 16 MB expandible a 128 MB, discos duros de 3 gigas o mayor, modem de 33.600 bps, Windows 95, coprocesador matemático y memoria caché interna. Unidad CD-ROM de 16 velocidades. Otros procesadores: el 586 y 686 de AMD.

• EQUIPOS BASADOS EN PENTIUM MMX Y EN 686 DE AMD

Tecnología con prestaciones para multimedia, con velocidades de 200, 233 y 266 MHz, discos duros de 4 y 6 gigas, ram promedio de 16 y 32 MB expandible, unidad de Cd rom de 24 y 36 velocidades. Sistema Operativo Windows 95 A y Windows 95 B.

• EQUIPOS BASADOS EN PENTIUM CELERON, CON VELOCIDADES DESDE 300 MHZ A 1.3 GHZ

Caché de 128 KB, discos duros mayores de 6 gigas como promedio, monitores no entrelazados, ram promedio de 32 MB expandible, motherboard multifuncional, tanto en equipos genéricos como de marca, incluyen normalmente sonido, video y modem fax incorporado en la placa madre, la velocidad de los modems promedio es de 56.600 bps, las unidades de Cd rom alcanzan velocidades de 40X, se mejora Windows 95 creando Windows 98.

• LAS GENERACIONES DE PENTIUM II, PENTIUM III Y PENTIUM IV

Básicamente utilizan los mismos elementos de base: motherboard multifuncional, ram promedio de 128 MB, discos de 15, 30, 40 o más gigas, multimedias de 52x – 56x, modem de 56.600, y sus velocidades varian desde los 350MHz a 550MHz los pentium II, de 500, 1 GHz los pentium III y 1.4 a 2GHz los Pentium IV. Sistemas Operativos: Windows 98, Windows 2000, Windows NT, Windows Me y Windows XP. Otros procesadores: los K6-2 y Athlon de AMD.

• LAS GENERACIONES DE PENTIUM D, CORE

Estas nuevas en la actualidad tienen capacidades potentes de multitarea por incorporar tecnología de varios núcleos de trabajo esto permite ejecutar varias aplicaciones e incluso varios usuarios simultáneamente

CAPITULO II

Mainboard (placa base)

ANTECEDENTES

Desde su aparición en 1974, las microcomputadoras han incluido la mayor parte de su electrónica esencial en una placa de circuito impreso, llamada motherboard (tarjeta o placa madre). IBM la denomino system board(tarjeta o placa de sistema) o placa base. Yo lo denominare (Tarjeta o placa principal).

La mainboard es una placa donde se encuentra la circuitería principal de una computadora. Se caracteriza por tener en su interior circuitos integrados tales como el microprocesador, controladores y diversos tipos de soporte.

Para profundizar el tema sobre mainboard debemos narrar parte de sus orígenes.

HISTORIA

La historia de las tarjetas madres comienza en 1947 cuando William Shockley, Walter Brattain y John Bardeen, científicos de los laboratorios Bell, muestran su invento, el transistor amplificador de punto-contacto, iniciando el desarrollo de la miniaturización de circuitos electrónicos. Dummer, un británico que en 1952 presentó sobre la utilización de un bloque de material sólido que puede ser utilizado para conectar componentes electrónicos sin cables de conexión.

1961 cuando Fairchild Semiconductor anuncia el primer circuito integrado, Con estos inventos se comienza a trabajar en la computadora con una tarjeta, como las que mencionamos a continuación estas en orden de evolución.

CONCEPTO DE UNA MAINBOARD

La mainboard es la parte principal de un computador ya que nos sirve de alojamiento de los demás componentes permitiendo que estos interactúen entre si y puedan realiza procesos.

La tarjeta madre es escogida según nuestras necesidades.

PARTES DE LA TARJETA MADRE

Mencionare a continuación las partes más principales y destacadas de una mainboard. Aclarando que estas partes varían según el avance de la tecnología.

• Bios

• Ranuras PCI

• Caché

• Chipset

• Conectores USB

• Zócalo ZIF

• Ranuras DIMM

• Ranuras SIMM

• Conector EIDE (disco duro)

• Conector disquetera

• Ranuras AGP

• Ranuras ISA

• Pila del sistema

• Conector disquetera

• Conector electrónico

• A. BIOS (basic input output sistem)- (sistema básico de entrada-salida)

Programa incorporado en un chip de la tarjeta madre que se encarga de realizar las funciones básicas de manejo y configuración del ordenador.

Es un código de software que localiza y carga el sistema operativo en la RAM; es un software muy básico instalado en la placa base que permite que ésta cumpla su cometido. Proporciona la comunicación de bajo nivel, el funcionamiento y configuración del hardware del sistema que, como mínimo, maneja el teclado y proporciona salida básica (emitiendo pitidos normalizados por el altavoz de la computadora si se producen fallos) durante el arranque.

• B. CACHÉ

Es un tipo de memoria del ordenador; por tanto, en ella se guardarán datos que el ordenador necesita para trabajar.

Para explicar su funcionamiento haremos la siguiente analogía: supongamos que se debe realizar una torta, para ello se recurre al supermecado y se compra la harina. Luego se va a una cocina y se coloca la harina necesaria según la receta. Esta indica que debe agregarse leche; nuevamente se va al supermercado y se compra leche. De vuelta en la casa se agrega la leche, pero el próximo ítem es azúcar por lo que se debe recurrir nuevamente al supermercado y así sucesivamente con cada ingrediente. Definitivamente jamás se haría esto en la vida real, sino que se compraría todo lo necesario y se lo guardaría en la alacena, recurriendo a ésta por cada ingrediente sin mayor pérdida de tiempo.

Llevando la analogía a la computadora, supongamos que la memoria principal es el mercado, el programa a ejecutar es la receta, el microprocesador la persona que realiza la torta y la memoria caché la alacena.

• C. CHIPSET

Es el conjunto de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador

El chipset como tal, no incluye todos los integrados instalados sobre una misma tarjeta madre, por lo general son los dos o tres mas grandes. Los demás son los que realizan funciones especificas como red, sonido, PLL, alimentación eléctrica y control de las temperaturas. El chipset determina muchas de las características de una tarjeta madre y por lo general, la referencia de la misma, esta relacionada con la del Chipset.

• D. ZÓCALO ZIF

El zócalo o (en inglés) socket es un sistema electromecánico de soporte y conexión eléctrica, instalado en la placa base, que se usa para fijar y conectar un microprocesador. Se utiliza en equipos de arquitectura abierta, donde se busca que haya variedad de componentes permitiendo el cambio de la tarjeta o el integrado. Es decir que se pueden retirar de la placa base cuando se quiera cambiar.

Es el lugar donde se aloja el procesador

• E. SLOT DE EXPANSIÓN

Son ranuras de plástico con conectores eléctricos (slots) donde se introducen las tarjetas de expansión.

También llamado slot de expansión o ranura de expansión, es un elemento de la placa base de un ordenador que permite conectar a ésta una tarjeta adaptadora adicional o de expansión, la cual suele realizar funciones de control de dispositivos periféricos adicionales, tales como monitores, impresoras o unidades de disco.

• F. RANURAS PCI

Peripheral Component Interconnect ("Interconexión de Componentes Periféricos") Generalmente son de color blanco, miden 8.5 cm es de hasta 132 MB/s a 33 MHz, no es compatible para alguna tarjetas de vídeo 3D.

• G. RANURAS DIMM

Son ranuras de 168 contactos y 13 cm. de color negro, es lugar donde nos permite inserta memorias RAM tipo DIMM

• H. RANURAS SIMM

Son ranuras de 30 conectores, y meden 8,5 cm. En 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm de color blanco, es lugar donde almacenaremos las memorias RAM tipo SIMM.

• I. RANURAS AGP

Puerto de Gráficos Acelerado, en ocasiones llamado Advanced Graphics Port, Puerto de Gráficos Avanzado) es un puerto (puesto que solo se puede conectar un dispositivo, mientras que en el bus se pueden conectar varios) desarrollado por Intel en 1996 como solución a los cuellos de botella que se producían en las tarjetas gráficas que usaban el bus PCI. El diseño parte de las especificaciones del PCI 2.1.

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8 canales más adicionales para acceso a la memoria RAM. Además puede acceder directamente a esta a través del puente norte pudiendo emular así memoria de vídeo en la RAM. La velocidad del bus es de 66 MHz.

Se dedica exclusivamente a conectar tarjetas de vídeo 3D,. ofrece 264 MB/s o incluso 528 MB/s. Mide unos 8 cm

• J. RANURAS ISA

Son las más antiguas,. Funcionan con 8 MHz-16MB/s sirve para conectar un módem o una tarjeta de sonido , Miden unos 14 cm y su color suele ser negro.

• K. PILA

Se encarga de conservar los parámetros de la BIOS como la fecha y hora.

• L. JUMPER

Es la forma mas simple de un conmutador de encendido/apagado, es un habilitador o deshabilitado de funciones , trata de un conjunto de pines que se encuentran en los circuitos impresos de mainboard, discos, etc.

Mediante los mismos, se configuran determinados aspectos periféricos. La tarea de las características del seteo, se lleva a cabo mediante el uso de puentes(de conexión).

• M. CONECTORES FRONTALES

Es un conjunto de pines donde conectamos el panel frontal del case, es decir los botones de encendido , reset y los leds o indicadores, posee una regla de conexión: "Cables oscuros hacia el pin positivo (+), y en el caso del speaker, el cable negro es tierra y el rojo tiene +5 v DC"

Después de haber detallado alguna de las partes de mainboard, se le vendrá a las memoria que he obviado varias partes como: conectores SATA, IDE, Puertos USB, Ranuras para memorias RIM, DDR1,DDR2, Slot para microprocesadores y otros más que faltan el tema es muy amplio, por lo que voy a dividirlo en: Motherboards viejos, Motherboards modernos y Motherboards contemporáneos, les aclaro que no hablo de tipos de placa que otro tema.

• 1. MOTHERBOARDS VIEJOS

En los motherboard viejos existe una serie de switches, (pequeños interruptores) y Jumpers (puentecitos metálicos que se pueden sacar y poner). En la mayoría de los casos, no es necesario meterse con los jumpers éstos ya vienen configurados por el fabricante.

Los switches de opciones son otra historia; estos le dicen al motherboard que tipo de accesorios tiene conectados al mismo, y cuanta memoria tiene instalada. Los switches están localizados en un pequeño banco, denominado DIP (por Dual In-Line Package). El conjunto de switches DIP tiene ocho pequeños controles en un algunos motherboards. Se pueden mover con la punta de una lapicera o cualquier otro instrumento de punta.

• 2. MOTHERBOARDS MODERNOS

En los motherboards modernos la configuración no esta dada por los switches, sino por un pequeño programa de setup. Este programa esta disponible en discos de utilidades embalados junto con la maquina o insertos dentro del sistema y siempre disponibles. Este programa de setup es accedido por muchos motherboards presionando la tecla Delete mientras la maquina esta booteando (recién arrancada).

Los cambios que usted realiza en el programa de Setup son almacenados en un tipo especial de memoria denominado CMOS (los circuitos integrados CMOS con conocidos por su poco consumo de energía). El contenido de esta memoria no se pierde al apagar la maquina gracias a una pequeña batería conectada al motherboard.

Aunque se usa el programa de setup, también hay una serie de switches para setear(reiniciar) las opciones, muchos motherboards tienen al menos dos o tres conjuntos del tipo de chips RAM y ROM que se tengan instalados.

Las motherboards tienen diferentes configuraciones acceso para entrar al programa Setup, en otros se presiona la tecla F1, F10, CRTL+S, F12 y otros. Esto se debe a las diferentes marcas que existen en el marcado

• 3. MOTHERBOARDS CONTEMPORÁNEOS

En los motherboards contemporáneos son similares a los modernos, con algunos avances como detección y configuración automática, también se puede actualizar el programa Setup, para poder reconocer nuevos dispositivos.

Gracias a al avance de las Flash Rom, además hay modelos donde incorporan doble BIOS, como respaldo lo cual nos permite un mejor rendimiento, esta forma de trabajo lo patentan mainboard que son de la familia AMD

PROBLEMAS GENERALES DE INCOMPATIBILIDAD

La flexibilidad de las computadoras personales nos permiten incorporar las llamadas tarjetas o placas de expansión. Estas tarjetas agregan funciones que pueden no estar disponibles en el mainboard, tales como interfaces extras, aceleradores de gráficos, etc. Estas placas de han estandarizado bastante, pero subsisten algunas cuestiones de incompatibilidad, como puede ser:

• a) VELOCIDAD DEL RELOJ DEL SISTEMA:

A veces sucede que el sistema opera demasiado rápido para la expansión. Generalmente la memoria suele ser lugar que causa el problema de incompatibilidad.

• b) ESPECIFICACIONES DEL BUS:

Las maquinas mas veloces suelen tener un bus levemente modificado y esto tiende a causar la mayor parte de los problemas Interferencia de radio frecuencia: algunas placas emiten señales de radio a un nivel suficientemente alto como para llegar a causar interferencia sobre otros dispositivos. Esto generalmente sucede con las tarjetas gráficas.

• c) INCOMPATIBILIDAD DE DIRECCIONES:

Puede suceder que distintas placas instaladas en una misma máquina posean direcciones conflictivas.

• d) CALOR Y CONSUMO DE ENERGÍA:

Aunque no es exactamente un problema de compatibilidad, el exceso de calor puede presentar dificultades

• N. PUERTOS DE COMUNICACIÓN EN LA MAINBOARD

Los ports(puertos de comunicacion) son muy importantes pues representan la interfase entre el procesador y el hardware del sistema. El procesador utiliza el bus de datos para comunicarse con los ports. Si necesita acceder a alguno de ellos, transmite una señal de control. Esta señal le avisa al hardware que el procesador desea acceder a un port en lugar de acceder a la RAM.

La dirección del port se coloca en los 16 bits mas bajos del bus de direcciones. Esto instruye al sistema para que transfiera los ocho bits de información presentes en el bus de datos hacia el port correcto. El hardware conectado, a su vez, recibe la información y responde.

Existen dos instrucciones para controlar los ports: IN y OUT (enviar y recibir información de un port).

Cada dispositivo de hardware es responsable de un área de direcciones de ports. Es por esta razón que se producen conflictos entre las placas de expansión que utilizan las mismas direcciones de ports. Así es que muchas de estas placas incluyen switches DIP para modificar la dirección del port al cual van a responder.

• O. INTERRUPCIONES

Existen dos tipos de interrupciones que puede manejar la PC.

• 1. INTERRUPCIONES DE SOFTWARE:

Éstas ejecutan una determinada parte de un código a partir de la ejecución de una instrucción de interrupción. Para esto existe la tabla de vectores de interrupción en la parte baja de memoria. En esta tabla se encuentra la dirección que va a tomar el registro IP, a partir de la cual seguirá ejecutando. Por supuesto, en el momento de la interrupción se guarda el contexto inherente a la parte del programa que estaba en ejecución, para ser restaurado luego de finalizada la interrupción.

Una de las ventajas del uso de interrupciones es que un fabricante puede escribir sus propias rutinas en BIOS y, aunque estas sean totalmente diferentes a las originales de IBM, le basta con mantener el numero de interrupción y el formato de parámetros que se le pasa (y en los mismos registros) para mantener la compatibilidad.

• 2. INTERRUPCIONES DE HARDWARE:

Estas interrupciones son producidas por diferentes componentes del hardware, y son pasadas al procesador por el controlador de interrupciones. Seguidamente se da un listado detallado de las mismas:

00h – División por cero

01h – Paso a paso

02h – NMI (Non-Maskable Interrup)

03h – Breakpoint

04h – Overflow

05h – Impresión de pantalla

08h – Timer

09h – Teclado

PRECAUCIONES GENERALES

Debido a que los componentes de la plaqueta madre son sumamente delicados, un descarga electrostática puede fácilmente dañarla. Es muy importante, por lo tanto, tomar ciertos recaudos a la hora de manipular la plaqueta, sobre todo en ambientes secos o con aire acondicionado.

A continuación detallamos algunas de las precauciones que deben de llevarse a cabo con el fin de evitar posibles daños al equipo:

• Mantenga la plaqueta en su envoltorio anti-estático, hasta que esté listo para instalarlo.

• Antes de retirar cualquier componente de su envoltura es conveniente tocar un superficie a tierra con el fin de descargar posibles corrientes estáticas en el cuerpo.

• Durante la instalación de los componentes o la configuración de los conectores se recomienda descargarse frecuentemente.

• P. LOS BUSES

Es el que envía la información entre las partes del computador, son los canales de comunicación por el que circulan los datos entre el micro, la memoria, la memoria caché, etc.

En el ordenador hay varios buses, pero por «bus» se entiende al bus principal, que es el que comunica el micro con el chipset.

Se trata de un conjunto de conductores (líneas) muy delgadas de cobre que están fijas, colocadas sobre la superficie de la placa madre, se utilizan para intercambiar información y conectar entre sí a los diferentes elementos que posee la placa madre, como así también los que se encuentran conectados a ella.

Los buses son espacios físicos que permiten el transporte de información y energía entre dos puntos de la computadora. Los Buses Generales son los siguientes:

• BUS DE DATOS

• BUS DE DIRECCIÓN

• BUS DE CONTROL.

Vemos como están ubicados y como se comunican con las partes de la mainboard mediante una representación grafica

• 1. BUS DE DATOS

El bus de datos es el camino por el que se transmite la instrucción o dato apuntado por el bus de direcciones. Este bus se usa para realizar el intercambio de instrucciones y datos tanto internamente, entre los diferentes componentes del sistema informático y los diferentes subsistemas periféricos que se encuentran en el exterior.

• 2. BUS DE DIRECCIÓN

Es el camino por el que se envía la dirección de memoria que ocupa o va a ocupar la información a tratar. Para determinar la cantidad de memoria directamente accesible por la CPU, hay que tener en cuenta el número de líneas que integran el bus de direcciones, ya que cuanto mayor sea el número de líneas, mayor será la cantidad de direcciones y, por lo tanto, el tamaño máximo de memoria a manejar por el sistema informático. Este bus se compone de 32 líneas.

• 3. BUS DE CONTROL

El bus de control se encarga de manejar las señales de lectura/escritura a memoria, las peticiones de interrupciones , las señales de reloj. Su trabajo, como lo dice su nombre es controlar que la transmisión de datos se efectué sin problemas (colisiones).

EL ANCHO DEL BUS:

Es «él número de líneas disponibles para transferir datos», éste determina la cantidad de bits que se pueden transportar a la vez. Cuanto más ancho sea el canal, mayor cantidad de datos podrá transportar en cada ciclo de trabajo.

VELOCIDAD DEL BUS:

Los buses son también responsables del rendimiento final de una PC. La velocidad a la que es capaz de trabajar el bus marca la tasa de transferencia a la que los datos viajan entre el micro y otros componentes del sistema (memoria, etc.). Esta frecuencia depende de la arquitectura del micro, y el Comportamiento del sistema depende de la buena conjunción de la potencia interna del micro (que continuamente ofrece información a este bus), y de la velocidad a la que puedan transmitirse los datos a través del bus.

FRECUENCIA DE BUS

La frecuencia del bus debe de ser la misma que la frecuencia base del microprocesador. Ésta se determina en el caso de motherboards antiguos mediante el uso de Jumpers de configuración. En la actualidad este parámetro es determinado mediante el uso del programa SETUP.

FACTOR DE MULTIPLICACIÓN INTERNO

El multiplicador determina la frecuencia interna (cantidad total de Mhz.) del procesador.Este parámetro realiza el trabajo de multiplicar la frecuencia base del bus, por la cantidad de X, valor correspondiente al factor de multiplicación interno (2x,3x,…etc) se establece por medio del uso de jumpers (mothers antiguos) o bien mediante el uso del programa SETUP (mothers actuales). Ejemplo: En una placa base con un bus de 66 MHz, si multiplicamos este valor (66 Mhz) por tres (3x, factor de multiplicación) se conseguirá una frecuencia total de 198 MHz, que comercialmente se equivaldría con un procesador de 200 MHz.

TECNOLOGÍA P54C Y P55C

La tecnología del tipo P54C se relaciona con los micros de Intel que no trabajan con tecnología MMX(Multi-Media-eXtension) que aceleran hasta un 400% el procesamiento de archivos multimedia, esta tecnología aparece a partir del Pentium 166Mhz (P55C) hasta el 233Mhz. Para establecer el tipo de procesador (P54C o P55C) se lo hacia por medio de un Jumper de configuración.

CONFIGURACIÓN DEL VOLTAJE DE LOS MÓDULOS DE MEMORIA DIMM PC-100

Este parámetro (voltaje) se debe determinar en los mothers antiguos, porque los módulos DIMM PC-100 requieren de un voltaje de 3,3v , este valor se configura mediante un Jumper que permite setear el voltaje para los módulos de memoria en 5v o 3,3v.

Como muestra la imagen anterior existen distintas formas de configurar un Jumper, la misma se lleva a cabo mediante la lectura de las serigrafías (tablas impresas en las placas). Si la placa base carece de serigrafías, para determinar la configuración de los Jumpers se debe poseer el manual del motherboard. A continuación se muestra cómo se debe proceder para setear los parámetros de un microprocesador.

Ejemplo:

Como puede observar el microprocesador tiene una frecuencia de 166Mhz, siendo su frecuencia base de 60Mhz, su factor de multiplicación es de 2.5x y la tensión del microprocesador es de 2.9v.

En este ejemplo solamente se configurará la tensión del microprocesador y la configuración P54C o P55C (dependiendo de si posee instrucciones MMX o no.)

PASOS PARA CONFIGURAR UN MICROPROCESADOR EN UNA MODELO DE MAINBOARD

1º PASO

Identificar las serigrafías impresas al motherboard o bien siguiendo las indicaciones del manual correspondiente al motherboard, utilizar el mismo para ubicar donde están situados los jumpers para poder realizar el seteo correspondiente.

CPU Voltage Setting (JP30,JP1 and JP2)

2º Paso

Una vez identificados los jumpers de seteo, procederá a leer las tablas que se encuentran en el manual para la configuración o lo que sería lo mismo leer las serigrafías impresas en el motherboard para así saber cuál es la combinación de jumpers que se debe utilizar de acuerdo al microprocesador que vaya a incorporar al motherboard.

En este caso el microprocesador es un Cyrix 6x86MX por lo tanto el tipo de

voltaje es (Dual Voltaje: Voltaje Doble).

Esta imagen detalla como debe ser configurado el jumper JP30 que determina el voltaje, en el caso del procesador que se está explicando, el mismo es de 2,9v, ubicando este valor en la tabla se procederá a setear el jumper de la manera indicada.

Así quedará seteado el motherboard:

El jumper jp30 es seteado en la posición 1-2 y en la posición 7-8 para determinar la tensión correspondiente al microprocesador (2,9v), y es seteado el jumper jp2 para indicar la tensión dual.

EVOLUCIÓN DE LOS BUSES

A lo largo de la evolución de los sistemas de PC y de sus microprocesadores se han ido desarrollando y adaptando los diferentes sistemas de bus. La frecuencia y el ancho del bus han evolucionado paralelamente al aumento de las prestaciones de los microprocesadores. A lo largo de este camino han aparecido una serie de estándares:

• Bus XT

• Bus ISA

• Bus local VESA (VLB)

• Bus PCI

• Bus AGP

Cada uno de estos sistemas de bus necesita slots de expansión específicos.

• Q. EL BUS PCI (PERIPHEREAL COMPONENENT INTERCONNECT)

Fue desarrollado por Intel en 1990 para superar las limitaciones del bus ISA en las computadoras personales.

El bus PCI emplea un conector tipo Micro Channel de 124 pines (188 en caso de una implementación de 64 bits) miden unos 8,5 cm y generalmente son blancas, es el estándar actual. tiene una capacidad de transferencia de 132 MB/s a 33 MHz, actualmente llega a manejar hasta 64 bits , con una transferencia máxima de 256 MBytes por segundo, lo que es suficiente para casi todo, excepto quizá para algunas tarjetas de vídeo 3D.

Este bus es independiente de la CPU, ya que entre la CPU y el bus PCI se instalará siempre un controlador de bus PCI, lo que facilita en gran medida el trabajo de los diseñadores de placas.

el bus PCI no depende del reloj de la CPU, porque está separado de ella por el controlador del bus.

• R. BUS AGP(ACCELERATED GRAPHICS PORT)

El puerto AGP fue diseñado especialmente para potenciar la tecnologia 3D aprovechando todas las prestaciones que ofrece el más rápido y moderno slot de conexión de tarjetas gráficas, que implementan una mayor velocidad debido a la comunicación directa de la tarjeta con el microprocesador.

El AGP opera con un ancho de 32 bits y una velocidad de reloj de 66 MHz esta es el doble de la velocidad de reloj del PCI estándar (32bits/33 MHz).

Para calcular la tasa de transferencia deberá utilizar la siguiente fórmula

• S. BUSES AMR, CNR Y ACR (CONECTADOS AL BUS PCI)

• AMR (AUDIO/MODEM RISER).