Comunicacion Interna de una Computadora

Comunicación interna de una Computadora

bus:

Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí. El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".

En el caso en que sólo dos componentes de hardware se comuniquen a través de la línea, podemos hablar de puerto hardaware "puerto serial opuerto paralelo.

"Características de un bus"

Un bus se caracteriza por la cantidad de información que se transmite en forma simultánea. Este volumen se expresa en bits y corresponde al número de líneas físicas mediante las cuales se envía la información en forma simultánea. Un cable plano de 32 hilos permite la transmisión de 32 bits en paralelo. El término "ancho" se utiliza para designar el número de bits que un bus puede transmitir simultáneamente. En su forma más simple, el ancho de banda es la capacidad de transferencia de datos, en otras palabras, la cantidad de datos que se pueden mover de un punto a otro en cierta cantidad de tiempo. El tener una comunicación de datos de punto a punto implica dos cosas:

1. Un conjunto de conductores eléctricos utilizados para hacer posible la comunicación a bajo nivel
2. Un protocolo para facilitar la comunicación de datos confiable y eficiente

"BUS LOCAL"

Teniendo en cuenta las mencionadas limitaciones del bus AT y la infalibilidad de los buses EISA y MCA para asentarse en el mercado, en estos años se han ideado otros conceptos de bus. Se inició con el llamado Vesa Local Bus (VL-Bus), que fue concebido y propagado independientemente por el comité VESA, que se propuso el definir estándares en el ámbito de las tarjetas gráficas y así por primera vez y realmente tuviera poco que ver con el diseño del bus del PC. Fueron y son todavía las tarjetas gráficas quienes sufren la menor velocidad del bus AT. Por eso surgió, en el Comité VESA, la propuesta para un bus más rápido que fue el VESA Local Bus. Vesa Local Bus

Al contrario que con el EISA, MCA y PCI, el bus VL no sustituye al bus ISA sino que lo complementa. Un PC con bus VL dispone para ello de un bus ISA y de las correspondientes ranuras (slots) para tarjetas de ampliación. Además, en un PC con bus VL puede haber, sin embargo, una, dos o incluso tres ranuras de expansión, para la colocación de tarjetas concebidas para el bus VL, casi siempre gráficos. Solamente estos slots están conectados con la CPU a través de un bus VL, de tal manera que las otras ranuras permanecen sin ser molestadas y las tarjetas ISA pueden hacer su servicio sin inconvenientes.

"BUS DE DATOS"

La propia palabra “Bus” ya está anunciando el “transporte” de algo, y en este caso, se refiere a datos para procesarse por un equipo informático. El Bus de Datos soporta tanto la información como las instrucciones declaradas sobre la misma, de tal forma de gestionar operaciones. De este modo, se da lugar a 3 tipos de “Buses”: Datos, Direcciones y Control. Mientras el Bus de Datos se encarga de mover la información por los componentes de hardware del sistema de computación, tanto de Entrada (teclado, mouse, etc) como de salida (monitor, impresora, etc.), el Bus de Direcciones ubica los datos en el Sub-sistema de Memoria teniendo relación directa con los procesos de CPU, y finalmente el Bus de Control tiene la tarea de marcar el estado de una instrucción dada a la PC. Es común dibujar y describir el Bus de Datos como una autopista de información y órdenes, porque no es otra cosa que eso. Se rige por la cantidad de bits capaz de soportar en el camino, y en este marco, el CPU cumple la función primaria. Es por ello, que hoy tenemos procesadores de 64 bits en lugar de 32 ó 16, porque la evolución de la PC y la exigencia informativa de los usuarios lo demandaron. Es común dibujar y describir el Bus de Datos como una autopista de información y órdenes, porque no es otra cosa que eso. Se rige por la cantidad de bits capaz de soportar en el camino, y en este marco, el CPU cumple la función primaria. Es por ello, que hoy tenemos procesadores de 64 bits en lugar de 32 ó 16, porque la evolución de la PC y la exigencia informativa de los usuarios lo demandaron.

"BUS DE DIRECCIONES"

En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta manera forman conjuntamente el número de la posición dentro de la memoria (es decir: la dirección). Cuanto más líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original había ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.

Los datos en si no se mandan al bus de direcciones sino al bus de datos. El bus XT tenía solo 8 bits con lo cual sólo podía transportar 1 byte a la vez. Si la CPU quería depositar el contenido de un registro de 16 bits o por valor de 16 bits, tenía que desdoblarlos en dos bytes y efectuar la transferencia de datos uno detrás de otro.

De todas maneras para los fabricantes de tarjetas de ampliación, cuyos productos deben atenderse a este protocolo, es de una importancia básica la regulación del tiempo de las señales del bus, para poder trabajar de forma inmejorable con el PC. Pero precisamente este protocolo no ha sido nunca publicado por lBM con lo que se obliga a los fabricantes a medir las señales con la ayuda de tarjetas ya existentes e imitarlas. Por lo tanto no es de extrañar que se pusieran en juego tolerancias que dejaron algunas tarjetas totalmente eliminadas.

"BUS DE CONTROL"

Es una colección de líneas que transportan un conjunto de señales cuyo propósito es la sincronía de todas las operaciones efectuadas por el CPU con los diferentes subsistemas de un equipo de cómputo, destacan las líneas para escritura (write) y lectura (read) de datos, el reloj del sistema, líneas de interrupción, líneas de estado, etc. El uso de éstas líneas se comprenderá mejor conforme se avance en éste curso. Los procesadores de la familia 80x86 proveen dos espacios diferentes de direccionamiento.

"BUSES NORMALIZADOS"

 Antes cada fabricante definía sus buses lo cual dificultaba mucho la comunicación entre distintos componentes. Para facilitar la interacción entre componentes de distintos fabricantes los buses se han “normalizado”. Siguen un estándar acordado previamente. Un bus debe cumplir las siguientes especificaciones:

Nivel mecánico
En el nivel mecánico deben definirse aspectos tales como el tipo de soporte, el número de hilos del bus, el tipo de conector, etc. Por ejemplo, en los buses para la conexión de placas impresas, hay que definir, entre otras cosas, la altura de las placas, los conectores y las posiciones de éstos, para garantizar la compatibilidad de las distintas placas.

Nivel eléctrico
El nivel eléctrico (u óptico, en el caso de emplear como soporte la fibra óptica), debe especificar el circuito equivalente de los dispositivos que se conectan a las líneas del bus, tanto de los emisores como de los receptores. También debe especificar las tensiones y corrientes utilizadas para establecer el valor de las señales. En este nivel, debe quedar definida la forma en la que los distintos dispositivos deben conectarse eléctricamente.

Nivel lógico
 Este nivel define estáticamente todas las líneas del bus, estableciendo las equivalencias entre los valores eléctricos de las señales y sus valores lógicos. Por ejemplo, se definirá que los hilos 0-7 su nivel alto (5V) equivale a un 1 lógico y los hilos 8-15 su nivel activo es a nivel bajo (0V).

Nivel de temporización básica
 En este nivel se establecen los cronogramas para la realización de la operación más elemental del bus, esto es, de un ciclo.

Nivel de transferencia elemental

En este nivel se establece el procedimiento empleado para realizar una transferencia de un dato por el bus. En el caso de un bus de ciclo completo, este nivel coincide con el anterior puesto que la temporización básica.

arquitectura del cpu

DIAGRAMA DE BLOQUES LA COMPUTADORA

Interfaz: Es la conexiòn entre dispositivo y la computadora.
Microcontrolador: Su pequeño CPU

Los teclados se clasifican en:

• Ergonòmico: Comodidad de un dispositivo
• Estandar: 102 Teclas
• Multimedia: Contiene accesos directos

y sus entradas son PS/2, USB
Mouse:

• Estandar: 2 botones izquierdo y derecho
• Scroll: 2 o màs botones

Se puede conectar:

• puerto serial: blanco
• PS/2: verde
• USB
• Puerto paralelo: rosa

Unidad de control
Errores 300 son del teclado
Error en la memoria: 2 bip
IRQ 9 u 11: Comunicaciòn generando problemas de hardware
EEPROM: Facil de borrar y programar
Velocidad del procesador se mide en GHZ

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO

*ARQUITECTURA DE LA CPU

Generalmente la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un unico trozo de silicio que contiene millones de coponentes electrónicos.

El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmétic lógica que realiza cálculs y comparaciones, y toma decisiones lógica (Determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole), por una serie de registros donde se almacena información temporalemente,y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones.

Para aceptar ordenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamados Bus.

El Bus conecta a CPU a los ispositivos de almcenamiento como: Un disco Duro, y los dispositivos de entrada como: Teclado o Mouse, y a los dispositivos de salida como: Monitor o impresora

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 MEDIOS PARA ACCESO A OTROS ELEMENTOS

PUERTOS: Un puerto es el lugar donde el CPU se comunica con otros dispositivos, existen de varios tipos:

• Puertos de entrada: Recogen datos de un dispositivo externo


• Puertos de salida: Son aquellos por los cuales la CP envía datos a otros dispositivos, como video



• Puertoss E/S: Son aquellos por donde la CPU puede enviar y recibir datos

PUERTO PS/2: Empleado para conectar teclados y mouse

PUERTO USB: Puede conectar los perifericos como mouse, scanner, teclado, cámara digital etc...
PUERTO SERIAL: Transmiten y reciben informació de bit a bit.
PUERTO PARALELO: Pueden ser usados para conectar una multitud de componenetes perifericos.
PUERTOS VGA: Puerto estandarizado para la conexión del monitor a la CPU.

 

 

 OPERACIÓN DE LA UNIDAD ARITMÉTICA Y LÓGICA

 

*ARQUITECTURA DEL ALU

La UAL es un circuito digital que calcula las operaciones aritmética, adiccón, sustracción y operaciones lógicas como NOR,NOT,XNOR y otros números.


Muchos tipos de circuitos electrónicos necesitan realizar algún tipo de operación aritmética, así que incluso el circuito dentro de un reloj digital tendrá una ALU.

*REGISTROS ALU

TIPOS DE INSTRUCCIONES

Las instrucciones que puede ejecutar la computadora son de lenguaje máquina entre las cuales encontramos instrucciones de transferencias de datos, instrucción de ruptura, de secuencia, instrucciones aritméticas y lógicas, instrucciones declarativas.

Las instrucciones que maneja la ALU son:

• Banco de registros (BR): Está constituido por 8,16,32 o 64 registros de tipo gral. que sirven para situar datos antes de cada operación, para almacenar datos intermdios en las operaciones y para las operaciones internas del procesador.


• Circuitos operadores (CIROP): Compuesto por uno o varios circuitos electrónicos que realizan operaciones elementales aritméticas y lógicas (sumador, complementador, desplazador, etc..).


• Registro de resultados (RR): Se trata de un registro especial, en el que se depositan los resultados que producen los circuitos operadores.


• Señalizadores de estado (SE): Registro con un conjunto de biestables en los que se deja constancia de algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada.

 

*REPRESENTACIÓN INTERNA ALU

La ALU es un bloque fundamental de la unidad central de procesamiento de una computadora, y aún el más simple microprocesador contiene uno.

Un tipico simbolo de ALU A&B son los datos de entrada (registros), R es el dispositivo de salida, F son las instrucciones de la unidad de control, D es un status de salida

La sección de almacenamiento primario (también llamado almacenamiento interno, almacenamiento principal, memoria principal) sirve para los siguientes propósitos:

• Mantiene la transferencia de datos de un dispositivo I/O hacia el área de almacenamiento, donde permanecen hasta que la computadora está lista para procesarlos.

• Mantiene el procesamiento de los datos y el intermediar los resultados de las operaciones aritméticas lógicas.


• Mantiene el procesamiento de los resultados en el área de salida de almacenamiento para transferirlo a un dispositivo I/O.

*SUMA Y REGISTRO ALU

La suma y la resta son operaciones de 2 palabras de un bit de las que se obtiene una suma y un carry.

Si sumamos números decimales es común la expresión "cinco más siete el igual a doce, entonces son dos y llevo uno". Este "Llevo uno" se conoce como el acarreo, de la misma manera se realiza una suma binaria de varios bits.

La resta se lleva de manera similar en números decimales y binarios. Si en la suma existe el acareo, en la resta existe el "prestámo" , igual que en decimales.

*MULTIPLICACION Y DIVISION ALU

La multiplicación se puede calcular facilmente mediante un algoritmo de sumas y desplazamientos, si el multiplicando es de n bits y el multiplicador de m, entonces el productos es de n+m bits. La multiplicación en binario se trata de multiplicar por "1" ó por "0".

Podemos expresar la división como: dividendo=cociente por divisor+resto. El resto es más pequeño que el divisor y hay que reservar el doble de espacio de éste para el dividendo.

*OPERACIONES LÓGICAS ALU

• AND: Realiza la función boolena de producto lógico. Y


• OR: Realiza la operación de suma lógica. O


• XOR: O-Exclusiva


• NOT: Realiza la función boolena de inversión o negación de una variable lógica.NO

 

 

 

dispositivos de entrada y salida

dispositivos de entrada y salida

                                                 Dispositivos de entrada
Son los que envían información a la unidad de procesamiento, en código binario. Dispositivos de entrada (entre otros):
Teclado: Un teclado se compone de una serie de teclas agrupadas en funciones que podremos describir:

Teclado alfanumérico: es un conjunto de 62 teclas entre las que se encuentran las letras, números, símbolos ortográficos, Enter, alt...etc.
Teclado de Función: es un conjunto de 13 teclas entre las que se encuentran el ESC, tan utilizado en sistemas informáticos, más 12 teclas de función. Estas teclas suelen ser configurables pero por ejemplo existe un convenio para asignar la ayuda a F1.
Teclado Numérico: se suele encontrar a la derecha del teclado alfanumérico y consta de los números así como de un Enter y los operadores numéricos de suma, resta,... etc.
Teclado Especial: son las flechas de dirección y un conjunto de 9 teclas agrupadas en 2 grupos; uno de 6 (Inicio y fin entre otras) y otro de 3 con la tecla de impresión de pantalla entre ellas.
Recomendaciones: En este apartado es conveniente distinguir entre dos tipos de teclado:

De Membrana: Fueron los primeros que salieron y como su propio nombre indica presentan una membrana entre la tecla y el circuito que hace que la pulsación sea un poco más dura.
Mecánico: Estos nuevos teclados presentan otro sistema que hace que la pulsación sea menos traumática y más suave para el usuario.
Mouse: A este periférico se le llamó así por su parecido con este roedor. Suelen estar constituidos por una caja con una forma más o menos anatómica en la que se encuentran dos botones que harán los famosos clicks de ratón siendo transmitidos por el cable al puerto PS/II o al puerto de serie (COM1 normalmente). Dentro de esta caja se encuentra una bola que sobresale de la caja a la que se pegan 4 rodillos ortogonalmente dispuestos que serán los que definan la dirección de movimiento del ratón. El ratón se mueve por una alfombrilla ocasionando el movimiento de la bola que a su vez origina el movimiento de uno o varios de estos rodillos que se transforma en señales eléctricas y producen el efecto de desplazamiento del ratón por la pantalla del ordenador.
Existen modelos modernos en los que la transmisión se hace por infrarrojos eliminando por tanto la necesidad de cableado. Otros presentan la bola en la parte superior de la caja no estando por tanto en contacto con la alfombrilla y teniendo que ser movida por los dedos del usuario aunque se origina el mismo efecto.

Micrófono: Periférico por el cual transmite sonidos que el ordenador capta y los reproduce, los salva, etc. Se conecta a la tarjeta de sonido.
Escáner: Es un dispositivo utiliza un haz luminoso para detectar los patrones de luz y oscuridad (o los colores) de la superficie del papel, convirtiendo la imagen en señales digitales que se pueden manipular por medio de un software de tratamiento de imágenes o con reconocimiento óptico de caracteres. Un tipo de escáner utilizado con frecuencia es el flatbed, que significa que el dispositivo de barrido se desplaza a lo largo de un documento fijo. En este tipo de escáneres, como las fotocopiadoras de oficina, los objetos se colocan boca abajo sobre una superficie lisa de cristal y son barridos por un mecanismo que pasa por debajo de ellos. Otro tipo de escáner flatbed utiliza un elemento de barrido instalado en una carcasa fija encima del documento.
Un tipo muy popular de escáner es el escáner de mano, también llamado hand-held, porque el usuario sujeta el escáner con la mano y lo desplaza sobre el documento. Estos escáneres tienen la ventaja de ser relativamente baratos, pero resultan algo limitados porque no pueden leer documentos con una anchura mayor a 12 o 15 centímetros.

Lector de código de barras: dispositivo que mediante un haz de láser lee dibujos formados por barras y espacios paralelos, que codifica información mediante anchuras relativas de estos elementos. Los códigos de barras representan datos en una forma legible por el ordenador, y son uno de los medios más eficientes para la captación automática de datos.
Cámara digital: Cámara que se conecta al ordenador y le transmite las imágenes que capta, pudiendo ser modificada y retocada, o volverla a tomar en caso de que este mal. Puede haber varios tipos:
Cámara de fotos digital: Toma fotos con calidad digital, casi todas incorporan una pantalla LCD (Liquid Cristal Display) donde se puede visualizar la imagen obtenida. Tiene una pequeña memoria donde almacena fotos para después transmitirlas a un ordenador.
Cámara de video: Graba videos como si de una cámara normal se tratara, pero las ventajas que ofrece en estar en formato digital, que es mucho mejor la imagen, tiene una pantalla LCD por la que ves simultáneamente la imagen mientras grabas. Se conecta al PC y este recoge el video que has grabado, para poder retocarlo posteriormente con el software adecuado.
Webcam: Es una cámara de pequeñas dimensiones. Sólo es la cámara, no tiene LCD. Tiene que estar conectada al PC para poder funcionar, y esta transmite las imágenes al ordenador. Su uso es generalmente para videoconferencias por internet, pero mediante el software adecuado, se pueden grabar videos como una cámara normal y tomar fotos estáticas.
Lápiz Óptico: dispositivo señalador que permite sostener sobre la pantalla un lápiz que está conectado al ordenador y con el que es posible seleccionar elementos u opciones (el equivalente a un clic de mouse o ratón), bien presionando un botón en un lateral del lápiz óptico o presionando éste contra la superficie de la pantalla.
El lápiz contiene sensores luminosos y envía una señal a la computadora cada vez que registra una luz, por ejemplo al tocar la pantalla cuando los píxeles no negros que se encuentran bajo la punta del lápiz son refrescados por el haz de electrones de la pantalla. La pantalla de la computadora no se ilumina en su totalidad al mismo tiempo, sino que el haz de electrones que ilumina los píxeles los recorre línea por línea, todas en un espacio de 1/50 de segundo. Detectando el momento en que el haz de electrones pasa bajo la punta del lápiz óptico, el ordenador puede determinar la posición del lápiz en la pantalla. El lápiz óptico no requiere una pantalla ni un recubrimiento especiales como puede ser el caso de una pantalla táctil, pero tiene la desventaja de que sostener el lápiz contra la pantalla durante periodos largos de tiempo llega a cansar al usuario.

Joystick: dispositivo señalador muy conocido, utilizado mayoritariamente para juegos de ordenador o computadora, pero que también se emplea para otras tareas. Un joystick o palanca de juegos tiene normalmente una base de plástico redonda o rectangular, a la que está acoplada una palanca vertical. Los botones de control se localizan sobre la base y algunas veces en la parte superior de la palanca, que puede moverse en todas direcciones para controlar el movimiento de un objeto en la pantalla. Los botones activan diversos elementos de software, generalmente produciendo un efecto en la pantalla. Un joystick es normalmente un dispositivo señalador relativo, que mueve un objeto en la pantalla cuando la palanca se mueve con respecto al centro y que detiene el movimiento cuando se suelta. En aplicaciones industriales de control, el joystick puede ser también un dispositivo señalador absoluto, en el que con cada posición de la palanca se marca una localización específica en la pantalla.
Tarjetas perforadas: ficha de papel manila de 80 columnas, de unos 7,5 cm (3 pulgadas) de ancho por 18 cm (7 pulgadas) de largo, en la que podían introducirse 80 columnas de datos en forma de orificios practicados por una máquina perforadora. Estos orificios correspondían a números, letras y otros caracteres que podía leer un ordenador equipada con lector de tarjetas perforadas.
Pantalla Táctil: pantalla diseñada o modificada para reconocer la situación de una presión en su superficie. Al tocar la pantalla, el usuario puede hacer una selección o mover el cursor. El tipo de pantalla táctil más sencillo está compuesto de una red de líneas sensibles, que determinan la situación de una presión mediante la unión de los contactos verticales y horizontales.
Otros tipos de pantallas más precisas utilizan una superficie cargada eléctricamente y sensores alrededor de los bordes externos de la pantalla, para detectar la cantidad de cambio eléctrico y señalar exactamente donde se ha realizado el contacto. Un tercer tipo fija diodos emisores de rayos infrarrojos (LEDs, acrónimo de Light-Emitting Diodes) y sensores alrededor de los bordes externos de la pantalla. Estos LEDs y sensores crean una red invisible de infrarrojos en la parte delantera de la pantalla que interrumpe el usuario con sus dedos.

Las pantallas táctiles de infrarrojos se usan a menudo en entornos sucios, donde la suciedad podría interferir en el modo de operación de otros tipos de pantallas táctiles. La popularidad de las pantallas táctiles entre los usuarios se ha visto limitada porque es necesario mantener las manos en el aire para señalar la pantalla, lo que sería demasiado incómodo en largos periodos de tiempo. Además no ofrece gran precisión al tener que señalar ciertos elementos en programas de alta resolución. Las pantallas táctiles, sin embargo, son enormemente populares en aplicaciones como los puestos de información porque ofrecen una forma de señalar que no requiere ningún hardware móvil y porque presionar la pantalla es algo intuitivo.

                                               Dispositivos de salida

Son los dispositivos que reciben información que es procesada por la CPU y la reproducen para que sea perceptible para la persona.

Dispositivos de salida (entre otros):

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 es una pantalla plana de cristal líquido (LCD).
Puntos a tratar en un monitor:

Resolución (RESOLUTION): Se trata del número de puntos que puede representar el monitor por pantalla, en horizontal x vertical. Así, un monitor cuya resolución máxima sea 1024x 768 puntos puede representar hasta 768 líneas horizontales de 1024 puntos cada una, probablemente además de otras resoluciones inferiores, como 640x480 u 800x600.
Refresco de Pantalla: Se puede comparar al número de fotogramas por segundo de una película de cine, por lo que deberá ser lo mayor posible. Se mide en HZ (hertzios) y debe estar por encima de los 60 Hz, preferiblemente 70 u 80. A partir de esta cifra, la imagen en la pantalla es sumamente estable, sin parpadeos apreciables, con lo que la vista sufre mucho menos.
Tamaño de punto (DOT PITCH): Es un parámetro que mide la nitidez de la imagen, midiendo la distancia entre dos puntos del mismo color; resulta fundamental a grandes resoluciones. En ocasiones es diferente en vertical que en horizontal, o se trata de un valor medio, dependiendo de la disposición particular de los puntos de color en la pantalla, así como del tipo de rejilla empleada para dirigir los haces de electrones.
Lo mínimo, exigible en este momento es que sea de 0,25 mm, no debiéndose admitir nada superior como no sea en monitores de gran formato para presentaciones, donde la resolución no es tan importante como el tamaño de la imagen.

Controles y conexiones: Aunque se va cada vez más el uso de monitores con controles digitales, en principio no debe ser algo determinante a la hora de elegir un monitor, si bien se tiende a que los monitores con dichos controles sean los más avanzados de la gama.
Multimedia: Algunos monitores llevan acoplados altavoces, e incluso micrófono y/o cámaras de video. Esto resulta interesante cuando se trata de un monitor de 15'' ó 17'' cuyo uso vaya a ser doméstico, para juegos o videoconferencias.
Pantalla táctil: véase en dispositivos de entrada.
Impresoras: Dispositivo que sirve para captar la información que le envía la CPU y imprimirla en papel, plástico, etc. Hay varios tipos:
Matriciales: Ofrecen mayor rapidez pero una calidad muy baja.
Inyección: La tecnología de inyección a tinta es la que ha alcanzado un mayor éxito en las impresoras de uso doméstico o para pequeñas empresas, gracias a su relativa velocidad, calidad y sobre todo precio reducidos, que suele ser la décima parte de una impresora de las mismas características. Claro está que hay razones de peso que justifican éstas características, pero para imprimir algunas cartas, facturas y pequeños trabajos, el rendimiento es similar y el coste muy inferior.
Hablamos de impresoras de color porque la tendencia del mercado es que la informática en conjunto sea en color. Esta tendencia empezó hace una década con la implantación de tarjetas gráficas y monitores en color. Todavía podemos encontrar algunos modelos en blanco y negro pero ya no son recomendables.

Las impresoras de inyección cuentan a favor con elementos como el coste, tanto de adquisición como de mantenimiento, la sencillez de manejo y el tamaño. En contra tenemos su escasa velocidad y calidad frente a otras tecnologías.

Láser: Ofrecen rapidez y una mayor calidad que cualquiera, pero tienen un alto coste y solo se suelen utilizar en la mediana y grande empresa. Por medio de un haz de láser imprimen sobre el material que le pongamos las imágenes que le haya enviado la CPU.
Altavoces: Dispositivos por los cuales se emiten sonidos procedentes de la tarjeta de sonido. Actualmente existen bastantes ejemplares que cubren la oferta más común que existe en el mercado. Se trata de modelos que van desde lo más sencillo (una pareja de altavoces estéreo), hasta el más complicado sistema de Dolby Digital, con nada menos que seis altavoces, pasando por productos intermedios de 4 o 5 altavoces. Sin duda alguna, se nota perfectamente el esfuerzo que todos los fabricantes han realizado para ponerse al día en esta tecnología, ya que en poco tiempo han incorporado a su tecnología desarrollos basados en Dolby Surround o Dolby Digital.
Los más avanzados constan de 4 altavoces (2 delanteros y 2 traseros) de reducido tamaño, otro más central para los diálogos y un último altavoz mucho más voluminoso que se encarga de realzar las fuerzas de los graves. Hasta aquí todo parece indicar que se trata de otros juegos de altavoces cuadrafónicos. Pero la diferencia principal de estos sistemas es que incorporan un descodificador Dolby Digital, mediante el cual, podremos ajustar los volúmenes de cada juego de altavoces, así como aplicar diferentes filtros de sonido en funcíon del tipo de sonido que estemos reproduciendo en cada momento (música, película...etc). Para sacar partido de estos altavoces es necesario que nuestra tarjeta de sonido cuente con una salida S/PDIF de Dolby Digital ya que a través de ésta es desde donde los conjuntos de altavoces toman el sonido.

La desventaja de este tipo de unidades suele ser la calidad de las mismas. Teniendo en cuenta el precio de este tipo de conjuntos, en el que se incluye un aparato decodificador, la calidad de los 6s altavoces no puede ser especialmente buena, aunque para un uso casero resulta más que válida. Otra cuestíon es la potencia. Tratándose de altavoces pequeños y baratos no conseguirán una fildelidad de sonido muy grande a poco que la habitación tenga un tamaño medio.

En cualquier caso los equipos basados en Dolby Digital son muy escasos por el momento y debemos recurrir a equipos grandes si deseamos una calidad de sonido suficiente y por tanto será inevitable gastar una cantidad de dinero bastante importante.

Auriculares: son dispositivos colocados en el oído para poder escuchar los sonidos que la tarjeta de sonido envía. Presentan la ventaja de que no pueden ser escuchados por otra persona, solo la que los utiliza.
Fax: Dispositivo mediante el cual se imprime una copia de otro impreso, transmitida o bien, vía teléfono, o bien desde el propio fax. Se utiliza para ello un rollo de papel que cuando acaba la impresión se corta.

Memorias

ARQUITECTURA DE LA MEMORIA (ROM)

La arquitectura (estructura) interna de un CI-ROM es muy compleja y no necesitamos conocer todos sus detalles. Sin embargo es constructivo observar un diagrama simplificado de la estructura interna. Existen cuatro partes básicas: decodificador de renglones, arreglo de registros y buffer de salida.

•Arreglo de registros.

El arreglo de registros almacena los datos que han sido programados en la ROM. Cada registro contiene un numero de celdas de memoria que es igual al tamaño de la palabra. En este caso, cada registro almacena una palabra de 8 bits. Los registros se disponen en un arreglo de matriz< cuadrada que es común a muchos circuitos de semiconductor. Podemos especificar la posición de cada registro como una ubicada en un reglon y una columna específicos.

Las 8 salidas de datos de cada registro se conectan a un canal de datos interno que corre atreves de todo el circuito. Cada registro tiene dos entradas de habilitación (E); ambas tienen que ser altas a fin de que los datos del registro sean colocados en el canal.•Decodificadores de direcciones.

El código de dirección aplicado A3, A2, A1, A0, determina que registro será habilitado para colocar su palabra de datos en 8 bits en el canal. Los bits de dirección A1, A0, se alimentan de un decodificador uno de 4 que activa una línea de selección de renglón, y los bits de dirección A3, A2, se alimentan de un segundo decodificador uno de cuatro que activa una línea de selección de columna. Solamente un registro estará en el renglón y la columna seleccionados por las entradas de difracción, y estará habilitado.

•Buffer de salida.

El registro habilitado por las entradas de selección coloca el dato que tiene sobre el canal de datos. Estos datos entraran en los buffers de salida mismos que se encargan de trasmitirlos hacia las salidas externas siempre y cuando CS este en bajo. Si CS esta en alto, los buffers de salida se encuentran en el estado de alta impedancia, con lo que D7 asta D0 estarán flotando0

                      ARQUITECTURA DE LA MEMORIA (RAM)

Como sucede con la ROM, es útil pensar que la RAM consta de varios registros, cada uno de los cuales almacena una sola palabra de datos y tiene una dirección única. Las RAMS comúnmente vienen con capacidades de palabras de 1K, 4K, 8K, 16K, 64K, 128K, 256K, y 1024K, y tamaños de palabras de 1, 4, u 8 bits. Como veremos mas adelante , la capacidad de las palabras y el tamaño de estas puede extenderse combinando circuios integrados de memoria.

•Operación de lectura.

El código de dirección selecciona un registro del circuito de memoria para leer o escribir. A fin de leer el contenido de registro seleccionado, la entrada lectura/escritura (R/-W)* debe ser un 1. además, la entrada (CS) selección de CI debe ser activada (un 0 de este caso). La combinación de R/-W es igual a 1 y CS es igual a 0 habilita los buffers de salida de manera que el contenido de registro seleccionado aparecerá en las cuatro salidas de datos. R/-W igual a 1 también deshabilita los buffers de entrada de manera que las entradas de datos no afecten la memoria durante la operación de lectura.

•Operación de escritura.

Para escribir una nueva palabra de cuatro bits en el registro seleccionado se requiere que R/-W igual a 0 y CS igual 0. esta combinación habilita los buffers de entrada de manera que la palabra de cuatro bits aplicada a las entradas de datos se cargara en el registro seccionado. R/-W igual a 0 también deshabilita los buffers de salida que son de tres estados, de manera que las salidas de datos se encuentran en el estado de alta-z, durante una operación de escritura. La operación de escritura, desde luego, destruye la palabra que antes estaba almacenada en la dirección.

•Selección de CI.

Muchos circuitos de memoria tienen una o mas entradas CS que se usan para habilitar o deshabilitar el circuito en su totalidad. En el modo deshabilitado todas las salidas y entradas de datos se deshabilitas (alta-z) de manera que no puede tener lugar no la operación de lectura ni de escritura. En este modo en contenido de la memoria no se afecta. La razón para tener entradas CS será mas clara cuando se combinen CI de memoria para tener mayores memorias. Observe que muchos fabricantes llaman a estas entradas CE (habilitación de circuito). Cuando las entradas CS o CE se encuentran en un estado activo, se dice que el CI de memoria a sido seleccionado; de otro modo se dice que no esta seleccionado. Muchos CI de memoria están diseñados para consumir una potencia mucho menor cuando están seleccionados. En sistemas de memoria grandes, para una operación dada de memoria, serán seleccionados una o mas CI de memoria mientras que los demás no.

•Terminales comunes de entrada/ salida.

A fin de conservar terminales en un encapsulado de CI, los fabricantes a menudo combinan los funciones de entradas y salida de datos utilizando terminales comunes de entrada/salida. La entrada R/-W controla la función de estas terminales E/S. Durante una operación de lectura, las terminales de entrada y salida actúan como salida de datos que reproducen el contenido de la localidad de dirección seleccionada. Durante una operación de escritura, las terminales de S/E actúan como entrada de datos. A las cuales se aplican los datos al ser escritos.

ARQUITECTURA DE LA MEMORIA (EPROM)

•ROM programable y borrable.

Una EPROM puede ser programada por el usuario y también puede borrarse y reprogramarse tantas veces como desee. Una ves programada, la EPROM es una memoria no volátil que contendrá sus datos almacenados indefinidamente. El proceso para programar una EPROM implica la aplicación de niveles de voltaje especiales (comúnmente en un orden de 10 a 25 volts) a las entradas adecuadas del circuito en una cantidad de tiempo especificada (por lo general 50 minutos) por la localidad de dirección. El proceso de programación generalmente es efectuado por un circuito especial de programación que esta separando del circuito en el cual la EPROM eventualmente trabajara. El proceso de programación completo puede llevar barios minutos para un microcircuito EPROM.

En una EPROM las celdas de almacenamiento son transistores MOSFET que tienen una compuerta de cilicio sin ninguna conexión eléctrica (es decir, una compuerta flotante). En un estado normal, cada transistor esta apagado y cada celda guarda un 1 lógico un transistor puede encenderse mediante la aplicación de un curso de programación de alto voltaje, el cual inyecta electrones de alta energía en la región formada por la compuerta flotante. Estos electrones permanecen en esta región una ves que a finalizado el pulso ya que no existe ninguna trayectoria de descarga.

Una ves que sea programado una celda de la EPROM se puede borrar su contenida exponiendo la EPROM a la luz ultravioleta (UV), la cual se aplica a través de la ventana que se encuerta sobre el encapsulado del circuito. La luz (UV) produce una foto corriente que va desde la compuerta flotante hacia el sustrato de cilicio; con esto se apaga el transistor y se lleva de nuevo la celda hacia el estado uno lógico. Este proceso de borrado requiere entre 15 a 20 minutos de exposición a los rayos (UV). Desafortunadamente, no existe ninguna forma de borrar solo algunas celdas; la luz (UV) borra todas las celdas al mismo tiempo por lo que una EPROM barrada almacena solamente unos lógicos. Una ves borrada puede volverse a programar.

TIPOS DE MEMORIAS

1:RAM 

             Siglas de Random Access Memory, un tipo de memoria a la que se puede acceder de forma aleatoria; esto es, se puede acceder a cualquier byte de la memoria sin pasar por los bytes precedentes. RAM es el tipo más común de memoria en las computadoras y en otros dispositivos, tales como las impresoras.

Hay dos tipos básicos de RAM:

•DRAM (Dynamic RAM), RAM dinámica

•SRAM (Static RAM), RAM estática

Los dos tipos difieren en la tecnología que usan para almacenar los datos. La RAM dinámica necesita ser refrescada cientos de veces por segundo, mientras que la RAM estática no necesita ser refrescada tan frecuentemente, lo que la hace más rápida, pero también más cara que la RAM dinámica. Ambos tipos son volátiles, lo que significa que pueden perder su contenido cuando se desconecta la alimentación.

En el lenguaje común, el término RAM es sinónimo de memoria principal, la memoria disponible para programas. En contraste, ROM (Read Only Memory) se refiere a la memoria especial generalmente usada para almacenar programas que realizan tareas de arranque de la máquina y de diagnósticos. La mayoría de los computadores personales tienen una pequeña cantidad de ROM (algunos Kbytes). De hecho, ambos tipos de memoria ( ROM y RAM )permiten acceso aleatorio. Sin embargo, para ser precisos, hay que referirse a la memoria RAM como memoria de lectura y escritura, y a la memoria ROM como memoria de solo lectura.

Se habla de RAM como memoria volátil, mientras que ROM es memoria no-volátil.

Tipos de memoria RAM

•VRAM :

                Siglas de Vídeo RAM, una memoria de propósito especial usada por los adaptadores de vídeo. A diferencia de la convencional memoria RAM, la VRAM puede ser accedida por dos diferentes dispositivos de forma simultánea. Esto permite que un monitor pueda acceder a la VRAM para las actualizaciones de la pantalla al mismo tiempo que un procesador gráfico suministra nuevos datos. VRAM permite mejores rendimientos gráficos aunque es más cara que la una RAM normal.

•SIMM :

               Siglas de Single In line Memory Module, un tipo de encapsulado consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, y que se inserta en un zócalo SIMM en la placa madre o en la placa de memoria. Los SIMMs son más fáciles de instalar que los antiguos chips de memoria individuales, y a diferencia de ellos son medidos en bytes en lugar de bits. El primer formato que se hizo popular en los computadores personales tenía 3.5″ de largo y usaba un conector de 32 pins. Un formato más largo de 4.25″, que usa 72 contactos y puede almacenar hasta 64 megabytes de RAM es actualmente el más frecuente. Un PC usa tanto memoria de nueve bits (ocho bits y un bit de paridad, en 9 chips de memoria RAM dinámica) como memoria de ocho bits sin paridad. En el primer caso los ocho primeros son para datos y el noveno es para el chequeo de paridad.

•DIMM :

               Siglas de Dual In line Memory Module, un tipo de encapsulado, consistente en una pequeña placa de circuito impreso que almacena chips de memoria, que se inserta en un zócalo DIMM en la placa madre y usa generalmente un conector de 168 contactos.

•DIP :

          Siglas de Dual In line Package, un tipo de encapsulado consistente en almacenar un chip de memoria en una caja rectangular con dos filas de pines de conexión en cada lado.

•RAM Disk :

                     Se refiere a la RAM que ha sido configurada para simular un disco duro. Se puede acceder a los ficheros de un RAM disk de la misma forma en la que se acceden a los de un disco duro. Sin embargo, los RAM disk son aproximadamente miles de veces más rápidos que los discos duros, y son particularmente útiles para aplicaciones que precisan de frecuentes accesos a disco.

Dado que están constituidos por RAM normal. los RAM disk pierden su contenido una vez que la computadora es apagada. Para usar los RAM Disk se precisa copiar los ficheros desde un disco duro real al inicio de la sesión y copiarlos de nuevo al disco duro antes de apagar la máquina. Observe que en el caso de fallo de alimentación eléctrica, se perderán los datos que huviera en el RAM disk. El sistema operativo DOS permite convertir la memoria extendida en un RAM Disk por medio del comando VDISK, siglas de Virtual DISK, otro nombre de los RAM Disks.

•SRAM:

              Siglas de Static Random Access Memory, es un tipo de memoria que es más rápida y fiable que la más común DRAM (Dynamic RAM). El término estática viene derivado del hecho que necesita ser refrescada menos veces que la RAM dinámica.

Los chips de RAM estática tienen tiempos de acceso del orden de 10 a 30 nanosegundos, mientras que las RAM dinámicas están por encima de 30, y las memorias bipolares y ECL se encuentran por debajo de 10 nanosegundos.

Un bit de RAM estática se construye con un --- como circuito flip-flop que permite que la corriente fluya de un lado a otro basándose en cual de los dos transistores es activado. Las RAM estáticas no precisan de circuiteria de refresco como sucede con las RAMs dinámicas, pero precisan más espacio y usan mas energía. La SRAM, debido a su alta velocidad, es usada como memoria caché.

•DRAM :

              Siglas de Dynamic RAM, un tipo de memoria de gran capacidad pero que precisa ser constantemente refrescada (re-energizada) o perdería su contenido. Generalmente usa un transistor y un condensador para representar un bit Los condensadores debe de ser energizados cientos de veces por segundo para mantener las cargas. A diferencia de los chips firmware (ROMs, PROMs, etc.) las dos principales variaciones de RAM (dinámica y estática) pierden su contenido cuando se desconectan de la alimentación. Contrasta con la RAM estática.

Algunas veces en los anuncios de memorias, la RAM dinámica se indica erróneamente como un tipo de encapsulado; por ejemplo “se venden DRAMs, SIMMs y SIPs”, cuando deberia decirse “DIPs, SIMMs y SIPs” los tres tipos de encapsulado típicos para almacenar chips de RAM dinámica. Tambien algunas veces el término RAM (Random Access Memory) es utilizado para referirse a la DRAM y distinguirla de la RAM estática (SRAM) que es más rápida y más estable que la RAM dinámica, pero que requiere más energía y es más cara

•EDO:

           Siglas de Extended Data Output, un tipo de chip de RAM dinámica que mejora el rendimiento del modo de memoria Fast Page alrededor de un 10%. Al ser un subconjunto de Fast Page, puede ser substituida por chips de modo Fast Page.

Sin embargo, si el controlador de memoria no está diseñado para los más rápidos chips EDO, el rendimiento será el mismo que en el modo Fast Page.

MEMORIA ROM

ROM es el acrónimo de Read-Only Memory (memoria de sólo lectura). Es una memoria de semiconductor no destructible, es decir, que no se puede escribir sobre ella, y que conserva intacta la información almacenada, incluso en el caso de interrupción de corriente (memoria no volátil). La ROM suele almacenar la configuración del sistema o el programa de arranque del ordenador.

La memoria de sólo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamiento de datos en los ordenadores. Debido a que no se puede escribir fácilmente, su uso principal reside en la distribución de programas que están estrechamente ligados al soporte físico del ordenador, y que seguramente no necesitarán actualización. Por ejemplo, una tarjeta gráfica puede realizar algunas funciones básicas a través de los programas contenidos en la ROM.

Hay una tendencia a poner cada vez menos programas en la estática ROM, y más en los discos, haciendo los cambios mucho más fáciles. Los ordenadores domésticos a comienzos de los 80 venían con todo su sistema operativo en ROM. No había otra alternativa razonable ya que las unidades de disco eran generalmente opcionales. La actualización a una nueva versión significa usar un soldador o un grupo de interruptores DIP y reemplazar el viejo chip de ROM por uno nuevo. En el año 2000 los sistemas operativos en general ya no van en ROM. Todavía los ordenadores pueden dejar algunos de sus programas en memoria ROM, pero incluso en este caso, es más frecuente que vaya en memoria flash. Los teléfonos móviles y los asistentes personales digitales (PDA) suelen tener programas en memoria ROM (o, por lo menos en memoria flash). Algunas de las consolas de videojuegos que utilizan programas basados en la memoria ROM son la Super Nintendo, la Nintendo 64, la Mega Drive o la Game Boy. Estas memorias ROM, pegadas a cajas de plástico aptas para ser utilizadas e introducidas repetidas veces, son conocidas como cartuchos. Por extensión la palabra ROM puede referirse también a un archivo de datos que contenga una imagen del programa que se distribuye normalmente en memoria ROM, como una copia de un cartucho de videojuego.

Una razón de que todavía se utilice la memoria ROM para almacenar datos es la velocidad ya que los discos son más lentos. Aún más importante, no se puede leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio disco. Por lo tanto, la BIOS, o el sistema de arranque oportuno del ordenador normalmente se encuentran en una memoria ROM.

La memoria RAM normalmente es más rápida de leer que la mayoría de las memorias ROM, por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmente a la memoria RAM cuando se utiliza.

Sobre todo lectura

Además de los chips clásicos de memoria ROM puros, hay ROM llamada de “sobre todo lectura” (del inglés, Read-Mostly Memory). Esta pueden ser escrita durante su realización, pero además se puede cambiar su contenido después. Algunos ejemplos:

•Memoria PROM

•Memoria EPROM

•Memoria EEPROM

•Memoria flash

PROM:

             Es el acrónimo de Programmable Read-Only Memory (ROM programable). Es una memoria digital donde el valor de cada bit depende del estado de un fusible (o antifusible), que puede ser quemado una sola vez. Estas memorias son utilizadas para grabar datos permanentes en cantidades menores a las ROMs, o cuando los datos deben cambiar en muchos o todos los casos.

EPROM:

                Son las siglas de Erasable Programmable Read-Only Memory (ROM borrable programable). Es un tipo de chip de memoria ROM inventado por el ingeniero Dov Frohman que retiene los datos cuando la fuente de energía se apaga. En otras palabras, es no volátil.

EEPROM:

                  Son las siglas de electrically-erasable programmable read-only memory (ROM programable y borrable eléctricamente), en español o castellano se suele referir al hablar como E

PROM y en inglés “E-Squared-PROM”. Es un tipo de memoria ROM que puede ser programado, borrado y reprogramado eléctricamente, a diferencia de la EPROM que ha de borrarse mediante rayos ultravioletas. Aunque una EEPROM puede ser leída un número ilimitado de veces, sólo puede ser borrada y reprogramada entre 100.000 y 1.000.000 de veces.

 Memoria RAM

 Memoria ROM

CARACTERISTICAS ENTRE LA MEMORIA ROM Y RAM

La capacidad de una memoria (RAM y ROM) es el número de posiciones de un sistema, o dicho de otra manera, número de informaciones que puede contener una memoria.

La capacidad total de memoria será un dato esencial para calibrar la potencia de un computador. La capacidad de la memoria se mide en múltiplos de byte (8 bits): kilobytes (1.024 bytes) y megabytes (1.024 kilobytes).

Si bien es cierto, aquí sí se aplica la frase de a mayor capacidad, mayor velocidad. A la hora de escoger una memoria, intenta escoger un valor que sea óptimo (sea de 512 megabytes, 1 gigabyte o así) para que tengas mejor rendimiento en tu computadora.

FUNCIONAMIENTO DE LAS MEMORIAS RAM.

La memoria principal o RAM (acrónimo de Random Access Memory,Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el ordenador guarda los datos que estáutilizando en el momento presente. Se llama de acceso aleatorio porque el procesador accede a la información que está en la memoria en cualquier punto sin tener que accedera la información anterior y posterior. Es la memoria que se actualiza constantementemientras el ordenador está en uso y que pierde sus datos cuando el ordenador se apaga.

Proceso de carga en la memoria RAM:

Cuando las aplicaciones se ejecutan, primeramente deben ser cargadas enmemoria RAM. El procesador entonces efectúa accesos a dicha memoria para cargar instrucciones y enviar o recoger datos. Reducir el tiempo necesario para acceder a la memoria, ayuda a mejorar las prestaciones del sistema. La diferencia entre la RAM yotros tipos de memoria de almacenamiento, como los disquetes o discos duros, es que laRAM es mucho más rápida, y se borra al apagar el ordenador.

Es una memoria dinámica, lo que indica la necesidad de “recordar” los datos ala memoria cada pequeños periodos de tiempo, para impedir que esta pierda lainformación. Eso se llama Refresco. Cuando se pierde la alimentación, la memoria pierde todos los datos. “Random Access”, acceso aleatorio, indica que cada posición de memoria puede ser leída o escrita en cualquier orden. Lo contrario seria el accesosecuencial, en el cual los datos tienen que ser leídos o escritos en un orden predeterminado.

Las memorias poseen la ventaja de contar con una mayor velocidad, mayor capacidad de almacenamiento y un menor consumo. En contra partida presentan el CPU, Memoria y Disco Duro. Los datos de instrucciones cuando se carga un programa, se carga en memoria. (DMA)

El inconveniente es de que precisan una electrónica especial para su utilización, la función de esta electrónica es generar el refresco de la memoria. La necesidad de los refrescos de las memorias dinámicas se debe al funcionamiento de las mismas, ya que este se basa en generar durante un tiempo la información que contiene. Transcurrido este lapso, la señal que contenía la célula biestable se va perdiendo. Para que no ocurra esta perdida, es necesario que antes que transcurra el tiempo máximo que la memoria puede mantener la señal se realice una lectura del valor que tiene y se recargue la misma. Es preciso considerar que a cada bit de la memoria le corresponde un pequeño condensador al que le aplicamos una pequeña carga eléctrica y que mantienen durante un tiempo en función de la constante de descarga. Generalmente el refresco de memoria se realiza cíclicamente y cuando esta trabajando el DMA. El refresco de la memoria en modo normal esta a cargo del controlador del canal que también cumple la función de optimizar el tiempo requerido para la operación del refresco.

Unidad central de procesamiento (CPU)

Arquitectura del CPU

Existen dos tipos más comunes:

1.     CISC: Su sistema de trabajo se basa en la microprogramación. Consiste en hacer que cada instrucción sea interpretada por un mini programa.

2.     RISC: Microprocesador con un conjunto de instrucciones muy reducidas en contraposición. Se basan en estructuras simples y por lo tanto su complejidad total de la CPU es menor.

ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA INTERNA DE LA CPU

Diagrama de bloques

Los bloques funcionales básicos son: la unidad de procesamiento central (CPU), la memoria principal, y el procesador de Entrada - Salida.Unidad de proceso central: esta es la responsable de la interpretación y ejecución de instrucciones contenidas en la memoria principal, las comunicaciones entre la CPU y la memoria principal se realizan a través de 2 canales funcionalmente distintos: el de direcciones y el de datos.

Para introducir en la memoria, una instrucción especifica, la CPU envía a dicha memoria la dirección de la instrucción por el canal de direcciones y recibe por el mismo medio la instrucción que está en esa dirección.

Parte de la instrucción es utilizada por la CPU para identificar la operación. Esta parte se llama código de operación de la instrucción. La información restante se utiliza para determinar la o las localidades de los datos con los cuales se va a efectuar la operación.

La acción de leer una instrucción en la CPU y prepararla para su ejecución se denomina ciclo de búsqueda. Para completar una instrucción la CPU decodifica el código de operación, genera las señales de control que se necesitan para introducir los operandos requeridos y controla la ejecución de la instrucción.

La CPU también haría que la ULA funcione como sumadora y dirija la salida hacia el tercer registro. El proceso de realización que especifica una función se denomina ciclo de ejecución.

La CPU puede dividirse funcionalmente en 3 subunidades, la unidad de control, dedicada a los ciclos de búsqueda y ejecución, la ULA que desempeña funciones aritméticas como por ejemplo, suma y resta, de lógica por ejemplo AND, OR y un conjunto de registros dedicados al almacenamiento de datos en la CPU y a ciertas funciones de control.

·        Registro e instrucciones de la CPU

·        Registros

·        Instrucciones

·        Aritmética y Lógica

·        Movimientosde datos

·        Operaciones de datos en bloque

·        Instrucciones de control de programa

·        Instrucciones  de Entrada-Salida

La CPU contiene un conjunto de localidades de almacenamiento temporal de datos de alta velocidad llamada registro. Algunos de los registros están dedicados al control, y solo la unidad de control tiene acceso a ellos. Los registros restantes son los registros de uso general y el programador es el usuario que tiene acceso a ellos.

Dentro del conjunto básico de registros de control se deben incluir a los siguientes:

1.     Contador de programa (PC).

2.     Registro de direcciones de la memoria (MAR).

3.     Registro de datos (RD).

4.     Registro de instrucciones (ER).

5.     Palabra de estado de programa (PSW).

(PC): La función del PC consiste en seguir la pista de la instrucción por buscar (capturar) en el siguiente ciclo de máquina, por lo tanto contiene la dirección de la siguiente instrucción por ejecutar. El PC es modificado dentro del ciclo de búsqueda de la instrucción actual mediante la suma de una constante. El numero que se agrega al PC es la longitud de una instrucción en palabras.

tipos de cpu

Supercomputadoras

Una supercomputadora es el tipo de computadora más potente y más rápido que existe en un momento dado. Estas máquinas están diseñadas para procesar enormes cantidades de información en poco tiempo y son dedicadas a una tarea específica.

Así mismo son las más caras, sus precios alcanzan los 30 MILLONES de dólares y más; y cuentan con un control de temperatura especial, esto para disipar el calor que algunos componentes alcanzan a tener. Unos ejemplos de tareas a las que son expuestas las supercomputadoras son los siguientes:

1. Búsqueda y estudio de la energía y armas nucleares.

2. Búsqueda de yacimientos petrolíferos con grandes bases de datos sísmicos.

3. El estudio y predicción de tornados.

4. El estudio y predicción del clima de cualquier parte del mundo.

5. La elaboración de maquetas y proyectos de la creación de aviones, simuladores de vuelo.

Debido a su precio, son muy pocas las supercomputadoras que se construyen en un año.

Macrocomputadoras o Mainframes. Las macrocomputadoras son también conocidas como Mainframes. Los mainframes son grandes, rápidos y caros sistemas que son capaces de controlar cientos de usuarios simultáneamente, así como cientos de dispositivos de entrada y salida.

Los mainframes tienen un costo que va desde 350,000 dólares hasta varios millones de dólares. De alguna forma los mainframes son más poderosos que las supercomputadoras porque soportan más programas simultáneamente. PERO las supercomputadoras pueden ejecutar un sólo programa más rápido que un mainframe.

 En el pasado, los Mainframes ocupaban cuartos completos o hasta pisos enteros de algún edificio, hoy en día, un Mainframe es parecido a una hilera de archiveros en algún cuarto con piso falso, ésto para ocultar los cientos de cables d e los periféricos , y su temperatura tiene que estar controlada.

Minicomputadoras En 1960 surgió la minicomputadora, una versión más pequeña de la Macrocomputadora. Al ser orientada a tareas específicas, no necesitaba de todos los periféricos que necesita un Mainframe, y ésto ayudo a reducir el precio y costos de mantenimiento.

Las minicomputadoras, en tamaño y poder de procesamiento, se encuentran entre los mainframes y las estaciones de trabajo. En general, una minicomputadora, es un sistema multiproceso (varios procesos en paralelo) capaz de soportar de 10 hasta 200 usuarios simultáneamente. Actualmente se usan para almacenar grandes bases de datos, automatización industrial y aplicaciones multiusuario.

Microcomputadoras o PC´s Las microcomputadoras o Computadoras Personales (PC´s) tuvieron su origen con la creación de los microprocesadores. Un microprocesador es “una computadora en un chip”, o sea un circuito integrado independiente. Las PC´s son computadoras para uso personal y relativamente son baratas y actualmente se encuentran en las oficinas, escuelas y hogares. El término PC se deriva de que para el año de 1981 , IBM®, sacó a la venta su modelo “IBM PC”, la cual se convirtió en un tipo de computadora ideal para uso “personal”, de ahí que el término “PC” se estandarizó y los clones que sacaron posteriormente otras empresas fueron llamados “PC y compatibles”, usando procesadores del mismo tipo que las IBM , pero a un costo menor y pudiendo ejecutar el mismo tipo de programas.

Existen otros tipos de microcomputadoras , como la Macintosh®, que no son compatibles con la IBM, pero que en muchos de los casos se les llaman también “PC´s”, por ser de uso personal.

En la actualidad existen variados tipos en el diseño de PC´s:

1.     Computadoras personales, con el gabinete tipo minitorre, separado del monitor.

2.     Computadoras personales portátiles “Laptop” o “Notebook”.

3.     Computadoras personales más comunes, con el gabinete horizontal, separado del monitor.

4.     Computadoras personales que están en una sola unidad compacta el monitor y el CPU.

5.     Las computadoras “laptops” son aquellas computadoras que están diseñadas para poder ser transportadas de un lugar a otro. Se alimentan por medio de baterías recargables , pesan entre 2 y 5 kilos y la mayoría trae integrado una pantalla de LCD (Liquid Crys tal Display). 6. Estaciones de trabajo o Workstations

Características del CPU

Memoria

· Unidad aritmetica logica

· Unidad o procesador de control

MEMORIA PRINCIPAL(interna o central).

Se almacenan datos y programas, hay dos operaciones que se hacen en la memoria (lee y escribe) entonces se dice que es donde almacena, se lee y se escribe. Es un conjunto de células numeradas y dos registros especiales con los que realiza las transacciones.

El registro de dirección que indica el número de la célula afectada y el de intercambio que contiene la información leída o la que hay que escribir en la célula de cuestión.

La memoria central o simplemente memoria (interna o principal) se utiliza para almacenar información. En general, la información almacenada en memoria puede ser de dos tipos: las instrucciones de un programa y los datos con los que se operan las instrucciones.

Por ejemplo: Para que un programa se pueda ejecutar (correr, rodar, funcionar,…), debe ser situado en la memoria, en una operación denominada carga(load) del programa.

La memoria central de una computadora es una zona de almacenamiento organizada en centenares o millares de unidades de almacenamiento individual celdas.

La unidad elemental de memoria se llama byte(octeto). Un byte tiene la capacidad de almacenar un caracter de información, y esta formado por un conjunto de unidades más pequeñas de almacenamiento denominadas bits, que son dígitos binarios (0 ó 1). Generalmente se acepta que un byte contiene ocho bits. Por consiguiente, si se desea alamacenar la frase la computadora utilizara exactamente 23 bytes consecutivos de memoria. Obsérvese que además de las letras, existen cuatro espacios en blanco y un punto (un espacio es un carácter que emplea también un byte). De modo similar, el número del pasaporte

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Ocupara 9 bytes. Estos datos se llaman alfanuméricos y pueden constar de alfabeto, Dígitos o incluso caracteres especiales (simbolos:$,#,*,etc.). Mientras que cada carácter de un dato alfanumérico se almacena en un byte, la información numérica se almacena de un modo diferente. Los datos numéricos ocupan 2,4 e incluso 8 bytes consecutivos, dependiendo del tipo de dato numérico.

Existen dos conceptos importantes asociados a cada byte o posición de memoria: su dirección y contenido. Cada celda o byte tiene asociada una unica dirección que indica su posición relativa en memoria mediante la cual se puede acceder a la posición para almacenar o recuperar información. La información almacenada en una posición de memoria es su contenido.

El contenido de estas direcciones o posiciones de memoria se llaman palabras, de modo que existen palabras de 8,16,32, y 64 bits. Por consiguiente, si trabaja con una maquina de 32 bits, es decir, 32 digitos, bien ceros o unos.

Siempre que una nueva información se almacena en una posición, se destruye (desaparece) cualquier información que en ella hubiera y no se puede recuperar. La dirección es permanente y única, el contenido puede cambiar mientras se ejecuta un programa.

La memoria central de una computadora puede tener desde unos centenares de millares de bytes hasta millones de bytes. Como el byte es una unidad elemental de almacenamiento, se utilizan múltiplos para definir el tamaño de la memoria central: kilo-byte(KB o Kb) igual a 1.024 bytes(210) prácticamente se toman 1.000 y Mega byte(MB o Mb) igual a 1.024 x 1.024 bytes (220) prácticamente se considera un 1.000.000. Las computadoras personales tipo Pc tienen memorias centrales desde 512 ó 640 k aunque es frecuentemente ver PC,s con memorias de 1,2,4,12,etc.,Mb.

Pasos que se hacen en la lectura:

1.- Almacenar la dirección de la célula en la que se encuentra la información a leer datos se almacena en el registro de dirección.

2.- Cambiar el registro de intercambio la información contenida en la célula apuntada por el registro de dirección.

3.- Transferir el contenido de registro de intercambio al registro de la CPU que corresponda.

Pasos para la escritura:

1.- Transferir el registro de intercambio la información a escribir.

2.- Almacenar la segunda dirección de la célula receptora de la información en el registro de dirección.

3.- Cargar el contenido de registro de intercambio en la célula apuntada por el registro de dirección.

UAL(UNIDAD ARITMETICA LOGICA).

La unidad aritmetica logica opera los datos que recibe siguiendo las indicaciones por la unidad de control. Esta unidad puede realizar operaciones aritmeticas logicas, por ejemplo: el de realizar la suma, la forma en que realiza la operación.

1.- Se debe tener el codigo de operación que indique la operación a efectuar en este caso el codigo de suma.

2.- Dirección de la célula en la que se encuentra almacenado el primer sumando.

3.- Dirección del segundo sumando.

4.- Dirección de la célula en la que se almacena el resultado.

 

Instrucciones para efectuar la suma.

a) Cargar el primer operando en el acumulador.

b) Sumar el segundo operando con el contenido del acumulador.

c) Cargar el contenido del acumulador en la dirección del resultado.

UNIDAD DE CONTROL (La unidad que va decidir controlar).

La unidad de control es el autentico cerebro que controla y coordina el funcionamiento de la computadora. A raíz de la interpretación de las instrucciones que integran el programa esta unidad genera el conjunto de ordenes elementales necesarias para que se realice la tarea necesitada.

Pasos para la unidad de control.

1. Se estrae de la memoria principal la instrucción a ejecutar esa información es almacenada en el contador de instrucciones, la información que se almacena es la proxima instrucción a ejecutar en el registro de instrucción propiamente dicha.

2.- Una vez conocido el codigo de la operación la unidad de control ya sabe que circuitos de la UAL deben de intervenir pueden establecerse las conexiones electricas necesarias atraves del secuenciador.

3.- Extrae de la memoria principal los datos necesarios para ejecutar la instrucción en proceso

4.- Ordena la AUL que efectua las operaciones el resultado de este es depositado en el acumulador de la AUL.

5.- Si la instrucción a proporcionado nuevos datos estos son almacenados en la memoria principal.

6.- Incrementa en una unidad el contenido del contador de instrucciones a ejecutar.

UNIDADES PERIFÉRICAS

Unidades de comunicación

Memorias auxiliares.

Las unidades de comunicación: Permiten el dialogo con el exterior que son las de entrada y salida ejemplo: teclado, monitor impresora, mouse.

Las memorias auxiliares: Sirven para almacenar grandes volúmenes de datos de forma permanente por ejemplo: Unidades de discos y cintas magnéticas.

 

Funcionamiento del CPU

Funciones que realiza

La Unidad central de proceso o CPU, se puede definir como:

• Un circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones.

• La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en los ordenadores. Habitualmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos.

El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético lógica que realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones.

Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus. El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, un disco duro), los dispositivos de entrada (por ejemplo, un teclado o un ratón) y los dispositivos de salida (por ejemplo, un monitor o una impresora).

Procesamiento de la CPU

Una CPU procesa información almacenada en los bytes de la memoria. Esta información puede ser datos o instrucciones. Un dato es una representación binaria de una letra, un número, o un color; mientras que una instrucción le dice a la CPU que hacer con ese dato, es decir si sumarlo, si restarlo, moverlo, etc.

Como dijimos anteriormente, la CPU realiza tres operaciones básicas con los datos: puede leerlos, procesarlos , y escribirlos en la memoria. Es decir que, la CPU necesita solo cuatro elementos para realizar dichas operaciones con los datos: Las instrucciones, un puntero a las instrucciones (Instrucción Pointer), algunos registros, y la unidad aritmética lógica.

El Instrucción Pointer le indica a la CPU en que lugar de la memoria necesita ser ubicada la instrucción.

Los Registros son lugares de almacenamiento temporario ubicados en la CPU. Un registro contiene datos que esperan ser procesados por cualquier instrucción, o datos que ya han sido procesados, como por ejemplo, la suma o resta de algún número, etc.

La unidad aritmética lógica es una especie de calculadora que ejecuta funciones matemáticas y lógicas dedicadas a las instrucciones.

Por otro lado, la CPU contiene algunas partes adicionales que ayudan a dichos componentes principales a realizar el trabajo:

Un buscador de instrucciones (fetch), que recoge las instrucciones de la RAM o un área de memoria localizada en la CPU.

Un decodificador de instrucciones, que toma la instrucción desde el buscador y la traslada hasta que la CPU la entienda. Luego determina cuales son los pasos necesarios para cumplir con dicha instrucción.

La unidad de control, maneja y coordina toda las operaciones del chip. Este le permite saber a la unidad aritmética lógica cuando debe calcular, al buscador cuando debe grabar una cifra, y al decodificador cuando trasladar la cifra dentro de una instrucción