jueves, 5 de diciembre de 2013

Arquitectura del Computador

Todo el computador no puede realizar todos los procesos en un solo componente, todo el trabajo es dividido en diferentes áreas o partes, aquí explicaremos su arquitectura:


Tarjeta madre:


   La tarjeta madre es el componente más importante de un computador. Es el dispositivo que funciona como la plataforma o circuito principal de una computadora, integra y coordina todos los demás elementos. También es conocida como placa base, placa central, placa madre, tarjeta madre o Board (en inglés motherboard, mainboard).
La tarjeta madre es un tablero que contiene todos los conectores que se necesitan para conectar las demás tarjetas del computador. Una tarjeta madre alberga los conectores del procesador, memoria RAM, BIOS, puerto en serie, puerto paralelo, expansión de la memoria, pantalla, teclado, disco duro, enchufes. Una vez que la tarjeta madre ha sido equipada con todos estos los elementos que se han mencionado, se le llama “Chipset” o conjunto de procesadores.
La tarjeta madre debe realizar las siguientes tareas:

Conexión física.
Administración, control y distribución de energía eléctrica.
Comunicación de datos.
Temporización.
Sincronismo.
Control y monitoreo.


Arquitectura del computador


Procesador:


   El procesador es el celebro de la PC, se encarga de hacer funcionar las aplicaciones y el sistema operativo dando respuesta a las órdenes que se le envían a través de los periféricos de entrada como el teclado o el ratón. Físicamente, el procesado una pastilla de silicio. En una PC se coloca sobre la placa base en un conector que se denomina “socket”. En un laptop es normal que se encuentre soldado. La placa permite la conexión con los restantes dispositivos del equipo como son la memoria RAM, la tarjeta gráfica o el disco duro usando para ello un conjunto de circuitos.
Las partes internas, que por lo general tiene un procesador son:
·        Núcleo: es un procesador en miniatura, permite trabajar con más de una aplicación al mismo tiempo, y además puede acelerar ciertos tipos de procesamientos.
·        Cache: Es uno de los sistemas más importantes de una PC. La memoria cache que esta interna en el procesador, se usa para mejorar la velocidad a los accesos a la memoria RAM.
·        Controlador de memoria: Al incorporar el controlador de memoria en el interior del procesador y quitarlo de la placa base se consigue que el acceso a la memoria RAM sea más eficiente.




Buses: 


   Es el conjunto de líneas conductoras o conexiones físicas, que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware, con la finalidad de que se comuniquen entre sí. Los buses buscan reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal (autopista de datos).
Cada bus esta generalmente constituido por entre 50 y 100 líneas físicas distintas que se dividen a su vez en tres subconjuntos:
·        El bus de direcciones (también conocido como bus de memoria): transporta las direcciones de memoria al que el procesador desea acceder, para leer o escribir datos. Se trata de un bus unidireccional.

·        El bus de datos: transfiere tanto las instrucciones que provienen del procesador como las que se dirigen hacia él. Se trata de un bus bidireccional.

·        El bus de control (en ocasiones denominado bus de comando): transporta las órdenes y las señales de sincronización que provienen de la unidad de control y viajan hacia los distintos componentes de hardware. Se trata de un bus bidireccional en la medida en que también transmite señales de respuesta del hardware.
Por lo general, dentro de un equipo se distinguen dos buses principales:
·        El bus interno (también se conoce como bus frontal o FSB). El bus interno permite al procesador comunicarse con la memoria central del sistema (la memoria RAM).

·        El bus de expansión (llamado algunas veces bus de entrada/salida) permite a diversos componentes de la placa madre (USB, puerto serial o paralelo, tarjetas insertadas en conectores PCI, discos duros, unidades de CD-ROM y CD-RW, entre otros.) comunicarse entre sí. Sin embargo, permite principalmente agregar nuevos dispositivos por medio de las ranuras de expansión que están a su vez conectadas al bus de entrada/salida.






Memoria RAM:
   La memoria principal o RAM (Random Access Memory, Memoria de Acceso Aleatorio) es donde el computador guarda los datos que está utilizando en el momento presente. El almacenamiento es considerado temporal por que los datos y programas permanecen en ella mientras que la computadora este encendida o no sea reiniciada.
Se le llama RAM porque es posible acceder a cualquier ubicación de ella aleatoria y rápidamente. Físicamente, están constituidas por un conjunto de chips o módulos de chips normalmente conectados a la tarjeta madre. Los chips de memoria son rectángulos negros que suelen ir soldados en grupos a unas plaquitas con "pines" o contactos.
Hay dos tipos básicos de memoria RAM: RAM dinámica (DRAM) y la RAM estática (SRAM). Estos dos tipos se diferencian en la tecnología que utilizan para almacenar los datos.
La memoria RAM dinámica es aquella que necesita actualizarse miles de veces por segundo, mientras que la memoria RAM estática no necesita actualizarse, por lo que es más rápida, aunque es más costosa. Tanto la DRAM como la SRAM son memorias volátiles, es decir, que pierden su contenido cuando se apaga el equipo





Cache:

  El cache es un componente que almacena datos, para que los futuros requerimientos a esos datos puedan ser servidos más rápidamente, generalmente dichos datos son temporales. La idea de duplicación de datos se basa en que los datos originales son más costosos en tiempo para acceder a diferencia de la copia que se ha guardado en el cache, estos datos pueden ser valores que se han computado recientemente o duplicados de valores almacenados en otro lugar.
Un cache almacena datos de forma trasparente, esto significa que un cliente que requiere los datos de un sistema, no sabe de la existencia del cache, es decir, que es opuesto al buffer.
Cuando un cliente cache (un CPU, un navegador, un sistema operativo) necesita acceder a un dato que se presume que existe en el cache, primero revisa allí, si lo encuentra esta situación se llama “cache hit”
Otra situación, es cuando el cache es consultado y no se encuentra el dato que se desea, esto se llama “caché miss”. Luego este dato es buscado donde corresponde y copiado al cache también, listo para el posible próximo acceso.

Uso del Cache


Ranuras de expansión:

   Las ranuras de expansión se trata de un bloque plástico que integra una ranura con una forma especial y con una cierta cantidad de conectores, los cuales permiten la conexión de tarjetas que amplían la funcionalidad del sistema, y así lograr que la computadora goce de mayores capacidades.
Existen varios tipos de ranuras, entre las cuales tenemos:
·        Ranura ISA: es el conector original de la computadora. Cada vez se utilizan menos debido a que los dispositivos conectados en ellas se comunican por un bus muy lento, estas ranuras se emplean para dispositivos que no requieren gran capacidad de transferencias de datos. Se pueden reconocer por su tamaño, ya que son más largas que las PCI y generalmente son de color negro.





·        Ranura EISA: 
   Se puede consideren una ranura de tercera generación, sus dos capacidades de datos que maneja son de 32 bits, tiene una velocidad de transferencia de 33 hasta 40 MB/s. cuenta con una velocidad interna de trabajo de 8.33 MHz, y posee una función llamada “bus máster”, la cual le permite trabajar de manera directa con los dispositivos sin que intervenga el microprocesador. Físicamente tiene dos secciones de contactos, con buen ajuste al momento de colocar las tarjetas.




·        Ranura PCI: 

Se podría considerar una ranura de cuarta generación, su tamaño es menor en comparación con las anteriores tanto en largo como en ancho. Posee una capacidad de 32 y 64 bits para el microprocesador. Tiene una velocidad de transferencia de 125.88 MB/s a 503.54 MB/s. cuenta con una velocidad interna de 33 MHz para 32 bits y 66 MHz para 64 bits. También cuenta con la función  “bus máster” que le permite trabajar de forma directa con los dispositivos y la memoria RAM sin que intervenga el microprocesador.




·        Ranura AGP:

      Es una ranura que ocupa muy poco espacio en la tarjeta madre, mide apenas 8 cm de largo. No está conectada a las ranuras de expansión por lo que no comparte recursos y agiliza su función. Tiene la capacidad de acceder de manera directa al chipset y por lo tanto consigue mayor rendimiento. Posee un seguro que le permite una mejor fijación de la tarjeta aceleradora de gráficos en la ranura. Tiene una capacidad de 32 bits, tiene una velocidad de transferencia de 267 MB/s hasta 2000, y su velocidad interna de trabajo es de 66MHz. Además cuenta con la función llamada DMA, la cual le permite trabajar de manera directa con los dispositivos y con la memoria RAM son que intervenga el microprocesador.





Puerto serial:

   Es el puerto por el cual se puede conectar un dispositivo a una computadora. La información se transmite por un solo conducto y por lo tanto bit a bit de forma serial. Por esta razón, los puertos seriales tradicionales son sumamente lentos y son usados para conectar el mouse o el teclado. Por lo general los computadores poseen dos puertos seriales: el COM1 y COM2. Actualmente los pue5rtos seriales modernos tienen grandes velocidades como el puerto USB.




Puerto USB:

   Es una entrada o acceso para que el usuario pueda compartir su información almacenada en deferentes dispositivos como una cámara de fotos, un pendrive, entre otros, con un computador
Los aparatos conectados a un puerto USB estándar no necesitan estar enchufados a la corriente o disponer de baterías para funcionar. El propio puerto está diseñado para transmitir energía eléctrica al dispositivo conectado.
Una de sus principales características es su capacidad plug & play. Con la cual, con sólo conectar el dispositivo al servidor central, éste sea capaz de interpretar la información almacenada y reproducirla inmediatamente. Es decir, que el computador y el aparato hablen el mismo idioma y se entiendan entre sí. Además, este sistema permite conectar y desconectar los diferentes dispositivos sin necesidad de reiniciar el equipo.
Esta forma de conexión también ha ido evolucionando en el tiempo. Desde 1996 ha mejorado su velocidad de transferencia de los datos de 12 MB/s a 480 MB/s.

Todas las versiones del puerto USB



Puerto paralelo:

   Es el puerto que sirve para conectar un periférico a una computadora.  La transmisión paralela consiste en enviar datos en forma simultánea por varios canales (hilos). Los puertos paralelos en las PC pueden utilizarse para enviar 8 bits por 8 hilos. Los primeros puertos paralelos bidireccionales permitían una velocidad de 2,4 Mb/s
   El cable paralelo es el encargado de transmitir la información entre el puerto paralelo y el periférico, una computadora por lo general suele tener un solo puerto paralelo llama LPT1.
Los puertos paralelos, al igual que los seriales, se encuentran integrados a la placa madre. Los conectores DB25 permiten la conexión con un elemento exterior (por ejemplo, una impresora).


Bueno con esto los dejo hasta la próxima entrada
 Zero
Bibliografía:

http://www.ecured.cu/index.php/Bus_%28Inform%C3%A1tica%29#Tipos_de_Buses
http://www.ecured.cu/index.php/Bus_%28Inform%C3%A1tica%29#Tipos_de_Buses
http://www.informatica-hoy.com.ar/hardware-pc-desktop/Que-es-la-memoria-RAM.php
http://hardwarepcutec.blogspot.com/2008/08/ranuras-de-expansion.html
http://es.kioskea.net/contents/404-puerto-serial-y-puerto-paralelo

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