arquitectura del procesador

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 3.2 Arquitectura del Procesador §1 Sinopsis El procesador es todo un mundo en sí mismo; aunque los primeros eran comparativamente simples, actualmente han alcanzado una notable complejidad. En el presente capítulo dedicaremos algunos comentarios a su estructura lógica, mencionando de pasada que su tecnología física ha avanzado paralelamente con la de construcción de circuitos integrados, IC's, lo que a la postre ha significado unas dimensiones físicas cada vez más pequeñas y un menor consumo. La evolución de ambos parámetros no solo ha permitido incrementar la densidad de integración, también la velocidad (frecuencia de funcionamiento). Si nos referimos a la familia Intel, de los 2.100 transistores del 4004 en 1970, que con solo 46 instrucciones funcionaba a unos 800 KHz, se pasó a los 29.000 transistores del 8086 en 1979 a 14 MHz; y en 1999 a los 8.200.000 transistores del Pentium III a 2 GHz. Nota: acabo de leer (Noviembre 2001) que Intel anuncia la nueva tecnología de 0.13 micras para su serie Pentium 4 (hasta ahora era de 0.18 micras), con la que se espera que a fines de 2002 se alcancen los 3 GHz. en estos procesadores. Un poco después (Enero 2002) leo que Intel espera alcanzar 1.2 THz en sus procesadores para el 2005 (escribo esto en un Pentium II a 200 MHz no demasiado antiguo). En Abril del 2002 Intel anuncia el procesador Pentium 4 con tecnología CMOS de 0,16 micras a 2.4 G Hz y mejoras en e l proceso de fabricación que permiten su fabricación en obleas de 300 mm. Esta tecnología permite al fabricante proporcionar más de cinco veces el volumen de productos en una sola oblea en comparación con la del procesador Pentium 4 inicial. En Junio del mismo año Intel desvela su nueva tecnología de fabricación de transistores "Tera-Herz", con la que pretende que en el 2005 pueda alcanzar los 10 GHz. Craig Barret, CEO [7] de la compañía, afirma que en un futuro no lejano esperan conseguir 2.000 millones de transistores en un procesador a 30 GHz. Actualmente se trabaja en el límite de la resolución óptica de los dispositivos utilizados en su construcción (se usan técnicas fotográficas con longitudes de onda cada vez menores para la luz utilizada), y debido a la altísima frecuencia de funcionamiento, los conductores internos funcionan más como guías de onda que como conductores eléctricos convencionales. Además, las dimensiones físicas del propio dispositivo están teóricamente limitadas si se desea que todos sus elementos funcionen según un mismo patrón de tiempo (cosa que es imprescindible). Para dar una idea de las formidables dificultades técnicas que han debido resolver los diseños actuales, considere que a la velocidad del Pentium III, las señales eléctricas solo recorren 15 centímetros en cada ciclo de reloj. §2 Tipos de arquitectura Una de las primeras decisiones a la hora de diseñar un procesador es decidir cual será su  juego de instrucciones. Este conjunto de instru cciones (órdenes) es el lenguaje que

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32 Arquitectura del Procesador

sect1 Sinopsis

El procesador es todo un mundo en siacute mismo aunque los primeros eran

comparativamente simples actualmente han alcanzado una notable complejidad En elpresente capiacutetulo dedicaremos algunos comentarios a su estructura loacutegica mencionandode pasada que su tecnologiacutea fiacutesica ha avanzado paralelamente con la de construccioacuten decircuitos integrados ICs lo que a la postre ha significado unas dimensiones fiacutesicascada vez maacutes pequentildeas y un menor consumo

La evolucioacuten de ambos paraacutemetros no solo ha permitido incrementar la densidad deintegracioacuten tambieacuten la velocidad (frecuencia de funcionamiento) Si nos referimos a lafamilia Intel de los 2100 transistores del 4004 en 1970 que con solo 46 instruccionesfuncionaba a unos 800 KHz se pasoacute a los 29000 transistores del 8086 en 1979 a 14MHz y en 1999 a los 8200000 transistores del Pentium III a 2 GHz

Nota acabo de leer (Noviembre 2001) que Intel anuncia la nueva tecnologiacutea de 013micras para su serie Pentium 4 (hasta ahora era de 018 micras) con la que se esperaque a fines de 2002 se alcancen los 3 GHz en estos procesadores Un poco despueacutes(Enero 2002) leo que Intel espera alcanzar 12 THz en sus procesadores para el 2005(escribo esto en un Pentium II a 200 MHz no demasiado antiguo)

En Abril del 2002 Intel anuncia el procesador Pentium 4 con tecnologiacutea CMOS de 016micras a 24 GHz y mejoras en el proceso de fabricacioacuten que permiten su fabricacioacutenen obleas de 300 mm Esta tecnologiacutea permite al fabricante proporcionar maacutes de cincoveces el volumen de productos en una sola oblea en comparacioacuten con la del procesadorPentium 4 inicial

En Junio del mismo antildeo Intel desvela su nueva tecnologiacutea de fabricacioacuten de transistoresTera-Herz con la que pretende que en el 2005 pueda alcanzar los 10 GHz CraigBarret CEO [7] de la compantildeiacutea afirma que en un futuro no lejano esperan conseguir2000 millones de transistores en un procesador a 30 GHz

Actualmente se trabaja en el liacutemite de la resolucioacuten oacuteptica de los dispositivos utilizadosen su construccioacuten (se usan teacutecnicas fotograacuteficas con longitudes de onda cada vezmenores para la luz utilizada) y debido a la altiacutesima frecuencia de funcionamiento los

conductores internos funcionan maacutes como guiacuteas de onda que como conductoreseleacutectricos convencionales Ademaacutes las dimensiones fiacutesicas del propio dispositivo estaacutenteoacutericamente limitadas si se desea que todos sus elementos funcionen seguacuten un mismopatroacuten de tiempo (cosa que es imprescindible) Para dar una idea de las formidablesdificultades teacutecnicas que han debido resolver los disentildeos actuales considere que a lavelocidad del Pentium III las sentildeales eleacutectricas solo recorren 15 centiacutemetros en cadaciclo de reloj

sect2 Tipos de arquitectura

Una de las primeras decisiones a la hora de disentildear un procesador es decidir cual seraacute su

juego de instrucciones Este conjunto de instrucciones (oacuterdenes) es el lenguaje que

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realmente entiende el procesador y constituye lo que se conoce como lenguajeensamblador o lenguaje-maacutequina [1]

La decisioacuten es trascendente por dos razones Primero el juego de instrucciones decideel disentildeo fiacutesico del conjunto Segundo cualquier operacioacuten que deba ejecutarse con el

procesador deberaacute poder ser descrita en teacuterminos de este lenguaje elemental (recuerdeque los compiladores e inteacuterpretes son en realidad traductores desde el lenguaje de altonivel (fuente) a este lenguaje-maacutequina

Sin entrar en detalles podemos decir que frente a esta cuestioacuten caben dos filosofiacuteas dedisentildeo La primera conduce a maacutequinas denominadas CISC (Complex Instruction SetComputer) las maacutequinas construidas seguacuten el otro criterio se denominan RISC (Reduced Instruction Set Computer)

Como puede deducirse de sus propios nombres las maacutequinas CISC utilizaninstrucciones muy complejas diriacuteamos que muy descriptivas y especiacuteficas lo que

necesariamente se traduce en varias consecuencias

El lenguaje debe contener un amplio surtido de ellas (una para cadacircunstancia distinta)

Son instrucciones complejas por tanto de ejecucioacuten lenta La circuiteriacutea delprocesador tambieacuten es compleja

Para un trabajo especiacutefico se requieren pocas instrucciones (siempre hay una queresuelve el problema)

Las maacutequinas RISC representan el enfoque opuesto Utilizan instrucciones muysimples que deben ser cuidadosamente escogidas porque cualquier operacioacuten debe serexpresada como una secuencia de estas pocas instrucciones Las consecuencias son

justamente opuestas a las anteriores

El lenguaje contiene un conjunto pequentildeo de instrucciones Las instrucciones son muy simples por tanto de ejecucioacuten raacutepida La circuiteriacutea

es maacutes simple que en los procesadores CISC Para cualquier operacioacuten se requieren varias instrucciones elementales

Naturalmente cada criterio tiene sus pros y sus contra en lo que a rendimiento serefiere En las maacutequinas CISC lentitud de cada instruccioacuten frente a poca cantidad de

ellas en las RISC rapidez individual aunque hay que ejecutar un mayor nuacutemero [2]sect3 Componentes principales

De forma esquemaacutetica podemos suponer que un procesador se compone de cincoelementos

Memoria Unidad Artimeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic and Logic Unit ) Unidad de Control CU (Control Unit ) Bus interno Conexiones con el exterior ( 321)

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Puesto que su conocimiento es esencial para la programacioacuten en ensamblador nosdetendremos brevemente la descripcioacuten de la arquitectura del 8088 ademaacutes de ser elmotor del primer PC es uno de los primeros ejemplares de una proliacutefica saga que hatenido una gran influencia en la informaacutetica actual Ademaacutes recordemos que incluso losmodernos Pentium pueden emular el funcionamiento en modo real de sus ancestros

En le figura 1 se muestransus elementos

sect31 Los registros

El procesador necesita parasu funcionamiento de ciertasaacutereas de almacenamientoque aquiacute se llamanregistros y que son de

dimensiones miacutenimas [3]sin embargo tienen laventaja de su rapidezComparados con los accesosa RAM los de registro soncomo miacutenimo 10 veces maacutesveloces

El 8088 dispone de catorceregistros de 16 bits que seagrupan en cuatro grupos yque reciben nombresespeciales (precisamente losque se utilizan para designarlos en lenguaje ensamblador)

sect311 Registros de uso general

Existen 4 registros denominados AX BX CX y DX que en realidad tienen asignadosusos caracteriacutesticos aunque pueden ser utilizados a discrecioacuten para cualquier cosa quenecesitemos

AX es denominado acumulador suele contener uno de los operandos queintervienen en las operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas y despueacutes de esta elresultado de la operacioacuten En general las instrucciones que trabajan con esteregistro (o su mitad inferior) tienen un microcoacutedigo maacutes simple que la mismainstruccioacuten ejecutada con otro registro

BX es el registro base suele contener la direccioacuten de inicio de una tabla devalores

CX es denominado contador Las instrucciones de bucle (LOOP) utilizan esteregistro como contador

DX es un registro de datos multiuso Se utiliza en operaciones demultiplicacioacuten y divisioacuten junto con AX En operaciones de entradasalida de

puertos INOUT su mitad inferior DL contiene el nuacutemero de puerto ( 25)

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Aunque estos cuatro registros son de 16 bits (como los 10 restantes) [6] en casonecesario pueden ser utilizados en dos mitades (nibbles) High y Low de 8 bits conlo que puede considerarse que existen 12 registros de uso general (no simultaacuteneos) losanteriores y sus mitades AH AL BH BL CH CL DH y DL

sect312 Registros de segmento

Se dispone de cuatro registros que sirven para contener las direcciones de otros tantossegmentos (zonas de 64 KB de memoria) Utilizaacutendolos en conjuncioacuten con otrosregistros que sentildealan las direcciones concretas dentro de estos segmentos (losdesplazamientos ) permiten manejar la totalidad de la memoria direccionable (el busde direcciones es de 20 bits) Ver al respecto el epiacutegrafe Direccionamientosegmentado ( 51)

Segmento de coacutedigo CS (Code segment) Sentildeala la direccioacuten del segmentode coacutedigo del programa que se estaacute ejecutando ( E132)

Segmento de datos DS (Data segment) Sentildeala la direccioacuten del segmento dedatos del programa en ejecucioacuten ( E132)

Segmento de pila SS (Stack segment) Sentildeala la direccioacuten del segmentodonde estaacute la pila del programa ( E132)

Segmento extra ES (Extra segment) Es un segmento auxiliar a losanteriores se utiliza para sentildealar espacio extra en alguno de los segmentos opara almacenar momentaacuteneamente direcciones intermedias

Nota Puede ocurrir que programas pequentildeos utilicen el mismo segmento para elcoacutedigo los datos y la pila

sect313 Registros de puntero

Son 5 registros destinados a contener direcciones estas direcciones sondesplazamientos dentro de los segmentos indicados por los registros de segmento (ver figura 51 Fig2)

El primero denominado indistintamente puntero de instruccioacuten IP (Instruccioacuten pointer) y contador de programa PC (Program counter)indica el desplazamiento (dentro del segmento de coacutedigo CS) de la proacuteximainstruccioacuten a ejecutar

El puntero de pila SP (Stack Pointer) sentildeala el desplazamiento del final de lapila dentro del segmento de pila SS En caso necesario la pila puede crecer apartir de este punto de forma que por ejemplo una nueva invocacioacuten de funcioacutencrearaacute un nuevo registro de activacioacuten que comenzaraacute en este punto

El puntero base BP (Base pointer) sentildeala el desplazamiento (dentro delsegmento de pila SS) donde se encuentra el origen de la zona ocupada por lasvariables dinaacutemicas

Existen dos registros denominados de iacutendice en razoacuten de su utilizacioacuten muyparticular el iacutendice fuente SI (Source index) y el iacutendice destino DI (Destination index) Generalmente estos dos registros se utilizan con algunode los registros de uso general y con ciertas instrucciones especiacuteficamente

pensadas para transferir datos (dentro de un rango de posiciones de memoria)desde un punto inicial de un segmento de datos a otro

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Ver en la paacutegina adjunta un ejemplo relativo al uso de punteros ( 32 Ejemplo-2)

sect314 Registro de estado

Existe un registro especial el registro de estado (FLAGS) en el que 9 de los 18 bits

actuacutean como semaacuteforos (indicadores del estado del procesador y del resultado dedeterminadas operaciones) Por ejemplo si despueacutes de una suma aritmeacutetica hay o nodesbordamiento del bit maacutes significativo

Los nombres ysituacioacuten de cadauno dentro de lapalabra de 16 bits semuestran en la figura2

Cada bits individual puede estar activo (1) o inactivo (0) y tiene un identificadorque termina en F (Flag) Son los siguientes

Bit Indicador de Uso

CF Acarreo (CarryFlag)

Indicador de arrastre del bit de mayor orden que puedeocurrir en las operaciones aritmeacuteticas suma y resta

PF Paridad (ParityFlag)

Si estaacute activo Indica un nuacutemero par de bits activos (bitscuyo contenido es 1) Esta informacioacuten es uacutetil cuandoel procesador controla transmisiones de datos

AF Acarreo auxiliar Indicador de ajuste en operaciones aritmeacuteticas concantidades BCD ( E01w1)

ZF Cero (ZeroFlag)

Estaacute activo si el resultado de operacioacuten es cero oresultado de comparacioacuten igual

SF Signo (SignFlag)

Si estaacute activo indica que el resultado de operacioacuten o decomparacioacuten son negativos [5]

TF Detencioacuten (TrapFlag)

Si estaacute activo el procesador genera automaacuteticamenteuna interrupcioacuten despueacutes de la ejecucioacuten de cadainstruccioacuten lo que permite controlar paso a paso la

ejecucioacuten del programa Este bit debe estarnormalmente inactivo (a 0)

IF Interrupcioacuten(Interrupt Flag)

Este bit controla el estado del sistema de interrupcionesenmascarables ( 24) Cuando estaacute activo (1)

permite las interrupciones el estado inactivo (0) lasdeshabilita

DF Direccioacuten(DirectionFlag)

Indica la direccioacuten de las operaciones

OF Desbordamiento

(Overflow Flag)

Sentildeala desbordamiento aritmeacutetico

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Nota Los usuarios de MS-DOS o Windows puede usar el programa DEBUG (171) para inspeccionar y modificar el contenido de los registros de la siguiente forma

Invocar DEBUG desde una ventana DOS (suponemos que estamos enWindows el prompt es un guioacuten -)

introducir el comando R (pedimos que nos muestre el contenido de losregistros)

Salir de Debug con Q

En mi PC la respuesta al comando tiene el siguiente aspecto

AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000DS=1779 ES=1779 SS=1779 CS=1779 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC

Los valores estaacuten expresados en hexadecimal La uacuteltima secuencia de caracteres (NV UPEI PL NZ NA PO NC) muestra el contenido del registro de estado (el bit TF dedetencioacuten no se muestra) el significado de la notacioacuten utilizada es el siguiente

Bit Indicador de Indicativo si bit 1 Indicativo si bit 0

CF Acarreo CY (Carry yes) NC (No Carry)

PF Paridad PE (Parity Even) paridadpar

PO (Parity Odd) paridad impar

AF Acarreo auxiliar AC (Auxiliar Carry) NA (No Auxiliar)

ZF Cero ZR (Zero) NZ (No Zero)

SF Signo NG (Negative) negativo PL (Plus) positivo

IF Interrupcioacuten EI (Enabled Interrupt)activa

DI (Disabled Interrupt)desactivada

DF Direccioacuten DN (Down) decremento UP incremento

OF Desbordamiento OV (Overflow) NV (No overflow)

Tambieacuten es posible inspeccionar el contenido de un solo registro antildeadiendo al comandoR el nombre del registro Por ejemplo el comando R IP muestra el contenido delcontador de programa Los nombres que pueden utilizarse para los registros son lossiguientes AX BX CX DX SP BP SI DI DS ES SS CS IP y F (este

uacuteltimo para el registro de estado)

Despueacutes de un comando de este tipo DEBUG responde con un prompt distinto delhabitual para indicar que debe introducir el nuevo valor que desea para el registroPulsando INTRO se vuelve al modo normal

sect315 Comentario

Observe que tanto el registro contador de programa IP como el de base BP siemprecontienen direcciones de memoria (los otros pueden contener direcciones o datos) Nilos registros de segmento ni los de puntero se pueden dividir en mitades (como los de

uso general)

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sect32 Unidad Aritmeacutetico-loacutegica

Como su propio nombre indica la unidad Aritmeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic andLogic Unit) es responsable de realizar ciertas operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas

En cuanto a las primeras ya hemos indicado ( 3) que los primeros procesadores soloeran capaces de realizar operaciones de aritmeacutetica baacutesica con nuacutemeros enteros y que lasoperaciones con nuacutemeros fraccionarios debiacutean hacerse mediante artificios softwareEsto habiacutea motivado la aparicioacuten de procesadores especiacuteficos para estas operaciones losdenominados coprocesadores matemaacuteticos A partir de la introduccioacuten del Intel80486 el coprocesador matemaacutetico fue incluido en el procesador

La unidad aritmeacutetica de los procesadores actuales no solo puede realizar lasoperaciones aritmeacuteticas baacutesicas con nuacutemeros enteros o fraccionarios tambieacuten ejecutaoperaciones como raiacutez cuadrada y funciones trascendentes como caacutelculo del senocoseno tangente arcotangente logaritmos y exponenciacioacuten

Nota En C++ los operadores aritmeacuteticos estaacuten incluidos en el lenguaje ( E491) lasoperaciones trascendentes estaacuten implementadas mediante funciones de la LibreriacuteaEstaacutendar ( 5) en la que existe toda una seccioacuten dedicada a estas operacionesltmathhgt

Por su parte la unidad loacutegica es la responsable de realizar operaciones loacutegicas comoAND OR XOR etc ( E498)

sect33 Unidad de Control

La Unidad de Control CU (Control Unit) funciona como aacuterbitro del funcionamientodel procesador Se encarga de coordinar que todos los elementos funcionen de formaarmoacutenica

Para la ejecucioacuten de una instruccioacuten de lenguaje maacutequina se requieren una serie deoperaciones elementales y de sucesos fiacutesicos en los diversos componentes delprocesador Podriacuteamos poner un ejemplo El procesador es un submarino en inmersioacuteny el comandante da la orden de emerger Esto requiere una serie de operaciones lostripulantes deben abrir unas vaacutelvulas cerrar otras orientar el timoacuten de profundidadajustar la velocidad etc etc En el procesador la operacioacuten MOV AX BX (mover el

contenido del registro BX a AX) requiere tambieacuten la operacioacuten de una serie de vaacutelvulas(aquiacute se llaman puertas loacutegicas) en un orden determinado El conjunto de operacionesnecesarias para que se complete cada instruccioacuten de lenguaje-maacutequina se conoce comomicrocoacutedigo Es un programa de actuacioacuten cableado en silicio (firmware) o en unamemoria interna especial del procesador CROM (Control Read Only Memory) ysuele comenzar con las maniobras necesarias para traer (Fetch) la proacutexima instruccioacuten(sentildealada por el contador de programa IP) a un moacutedulo de la CU denominadodecodificador de instrucciones La Unidad de Control responsable de que todas estasoperaciones se ejecuten correctamente es en realidad el poder ejecutivo de la UCP(siguiendo con nuestro siacutemil en las maacutequinas de von Neumann [4] el Poderlegislativo seriacutea el programa grabado en memoria)

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Nota Algunos microprocesadores modernos (por ejemplo los Pentium de Intel)permiten modificar el contenido de la CROM alterando asiacute el microcoacutedigo Esto nosolo permite actualizarlo tambieacuten corregir ocasionalmente algunos errores (Bugs)estas actualizaciones se realizan a traveacutes de la secuencia POST del BIOS ( 42) Enla terminologiacutea utilizada por los fabricantes de procesadores las versiones del

microcoacutedigo se denominan escalamientos Al referirse al microcoacutedigo el nuacutemero deescalamiento es equivalente al nuacutemero de versioacuten en el caso del software

Como todo lo demaacutes que ocurre en el ordenador estas operaciones se ejecutan seguacuten elcompaacutes de las sentildeales de reloj que llegan desde la placa-base En ocasiones se trata deun microcoacutedigo complicado para el que se necesitan varios ciclos de reloj Porejemplo en el

8080 (un antepasado del 8088 montado en los primeros PCs) elmicrocoacutedigo de las instrucciones maacutes complejas necesitaba nada menos que 18 ciclos dereloj (CLK) para su ejecucioacuten frente a los 4 ciclos de las instrucciones maacutes raacutepidas

Aunque el microcoacutedigo se mejora constantemente su simplificacioacuten tiene un liacutemite que

marca el rendimiento del procesador Las uacutenicas formas de acelerarlo es aumentar lafrecuencia del reloj y el procesamiento paralelo y simultaneo de varias instruccionesEsta uacuteltima capacidad requiere una arquitectura especial (suacuteper escalar) de losprocesadores a la que ya nos hemos referido ( 3)

sect34 El bus interno

Los diversos elementos de un microprocesador estaacuten interconectadas de forma muycompleja (el propio micro lo eacutes) de forma que la imagen de la figura 1 es solo unasimplificacioacuten conceptual En realidad existen varios buses principales cuya anchura

que es dos a cuatro veces la del bus externo ( H2) de los PCs y muchos maacutessecundarios

En la figura adjunta se muestra un esquema de la arquitectura interna de un procesadorde la familia Pentium de Intel ( Arq Pentium) en la que puede apreciarse sucomplejidad

sect4 El lenguaje del procesador

Hemos sentildealado que el lenguaje que entiende el procesador es lenguaje-maacutequina peroraacuteramente se emplea como tal se utiliza un lenguaje de un poco maacutes alto nivel

ensamblador o macro-ensamblador Cada modelo de procesador tiene su propiolenguaje-maacutequina y necesita su propio ensamblador pero todos los miembros de la sagaIntel x86 (incluiacutedos los actuales Pentium) comparten un nuacutecleo que proviene de suancestro el 8086

Desde luego este tutorial Tecnologiacutea del PC no trata sobre programacioacuten enassembler (que ademaacutes no es mi especialidad) pero como algunos me han escritosolicitando informacioacuten al respecto incluyo algunas referencias donde puedeencontrarse informacioacuten acerca de la programacioacuten en ensamblador y donde conseguirmacroensambladores

WEB Ster webstercsucredu

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

Winston (Leos Literak) wwwpenguincz

Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

wwwprogrammersheavencom

wwwprogrammersheavencom

Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

0

Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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realmente entiende el procesador y constituye lo que se conoce como lenguajeensamblador o lenguaje-maacutequina [1]

La decisioacuten es trascendente por dos razones Primero el juego de instrucciones decideel disentildeo fiacutesico del conjunto Segundo cualquier operacioacuten que deba ejecutarse con el

procesador deberaacute poder ser descrita en teacuterminos de este lenguaje elemental (recuerdeque los compiladores e inteacuterpretes son en realidad traductores desde el lenguaje de altonivel (fuente) a este lenguaje-maacutequina

Sin entrar en detalles podemos decir que frente a esta cuestioacuten caben dos filosofiacuteas dedisentildeo La primera conduce a maacutequinas denominadas CISC (Complex Instruction SetComputer) las maacutequinas construidas seguacuten el otro criterio se denominan RISC (Reduced Instruction Set Computer)

Como puede deducirse de sus propios nombres las maacutequinas CISC utilizaninstrucciones muy complejas diriacuteamos que muy descriptivas y especiacuteficas lo que

necesariamente se traduce en varias consecuencias

El lenguaje debe contener un amplio surtido de ellas (una para cadacircunstancia distinta)

Son instrucciones complejas por tanto de ejecucioacuten lenta La circuiteriacutea delprocesador tambieacuten es compleja

Para un trabajo especiacutefico se requieren pocas instrucciones (siempre hay una queresuelve el problema)

Las maacutequinas RISC representan el enfoque opuesto Utilizan instrucciones muysimples que deben ser cuidadosamente escogidas porque cualquier operacioacuten debe serexpresada como una secuencia de estas pocas instrucciones Las consecuencias son

justamente opuestas a las anteriores

El lenguaje contiene un conjunto pequentildeo de instrucciones Las instrucciones son muy simples por tanto de ejecucioacuten raacutepida La circuiteriacutea

es maacutes simple que en los procesadores CISC Para cualquier operacioacuten se requieren varias instrucciones elementales

Naturalmente cada criterio tiene sus pros y sus contra en lo que a rendimiento serefiere En las maacutequinas CISC lentitud de cada instruccioacuten frente a poca cantidad de

ellas en las RISC rapidez individual aunque hay que ejecutar un mayor nuacutemero [2]sect3 Componentes principales

De forma esquemaacutetica podemos suponer que un procesador se compone de cincoelementos

Memoria Unidad Artimeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic and Logic Unit ) Unidad de Control CU (Control Unit ) Bus interno Conexiones con el exterior ( 321)

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Puesto que su conocimiento es esencial para la programacioacuten en ensamblador nosdetendremos brevemente la descripcioacuten de la arquitectura del 8088 ademaacutes de ser elmotor del primer PC es uno de los primeros ejemplares de una proliacutefica saga que hatenido una gran influencia en la informaacutetica actual Ademaacutes recordemos que incluso losmodernos Pentium pueden emular el funcionamiento en modo real de sus ancestros

En le figura 1 se muestransus elementos

sect31 Los registros

El procesador necesita parasu funcionamiento de ciertasaacutereas de almacenamientoque aquiacute se llamanregistros y que son de

dimensiones miacutenimas [3]sin embargo tienen laventaja de su rapidezComparados con los accesosa RAM los de registro soncomo miacutenimo 10 veces maacutesveloces

El 8088 dispone de catorceregistros de 16 bits que seagrupan en cuatro grupos yque reciben nombresespeciales (precisamente losque se utilizan para designarlos en lenguaje ensamblador)

sect311 Registros de uso general

Existen 4 registros denominados AX BX CX y DX que en realidad tienen asignadosusos caracteriacutesticos aunque pueden ser utilizados a discrecioacuten para cualquier cosa quenecesitemos

AX es denominado acumulador suele contener uno de los operandos queintervienen en las operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas y despueacutes de esta elresultado de la operacioacuten En general las instrucciones que trabajan con esteregistro (o su mitad inferior) tienen un microcoacutedigo maacutes simple que la mismainstruccioacuten ejecutada con otro registro

BX es el registro base suele contener la direccioacuten de inicio de una tabla devalores

CX es denominado contador Las instrucciones de bucle (LOOP) utilizan esteregistro como contador

DX es un registro de datos multiuso Se utiliza en operaciones demultiplicacioacuten y divisioacuten junto con AX En operaciones de entradasalida de

puertos INOUT su mitad inferior DL contiene el nuacutemero de puerto ( 25)

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Aunque estos cuatro registros son de 16 bits (como los 10 restantes) [6] en casonecesario pueden ser utilizados en dos mitades (nibbles) High y Low de 8 bits conlo que puede considerarse que existen 12 registros de uso general (no simultaacuteneos) losanteriores y sus mitades AH AL BH BL CH CL DH y DL

sect312 Registros de segmento

Se dispone de cuatro registros que sirven para contener las direcciones de otros tantossegmentos (zonas de 64 KB de memoria) Utilizaacutendolos en conjuncioacuten con otrosregistros que sentildealan las direcciones concretas dentro de estos segmentos (losdesplazamientos ) permiten manejar la totalidad de la memoria direccionable (el busde direcciones es de 20 bits) Ver al respecto el epiacutegrafe Direccionamientosegmentado ( 51)

Segmento de coacutedigo CS (Code segment) Sentildeala la direccioacuten del segmentode coacutedigo del programa que se estaacute ejecutando ( E132)

Segmento de datos DS (Data segment) Sentildeala la direccioacuten del segmento dedatos del programa en ejecucioacuten ( E132)

Segmento de pila SS (Stack segment) Sentildeala la direccioacuten del segmentodonde estaacute la pila del programa ( E132)

Segmento extra ES (Extra segment) Es un segmento auxiliar a losanteriores se utiliza para sentildealar espacio extra en alguno de los segmentos opara almacenar momentaacuteneamente direcciones intermedias

Nota Puede ocurrir que programas pequentildeos utilicen el mismo segmento para elcoacutedigo los datos y la pila

sect313 Registros de puntero

Son 5 registros destinados a contener direcciones estas direcciones sondesplazamientos dentro de los segmentos indicados por los registros de segmento (ver figura 51 Fig2)

El primero denominado indistintamente puntero de instruccioacuten IP (Instruccioacuten pointer) y contador de programa PC (Program counter)indica el desplazamiento (dentro del segmento de coacutedigo CS) de la proacuteximainstruccioacuten a ejecutar

El puntero de pila SP (Stack Pointer) sentildeala el desplazamiento del final de lapila dentro del segmento de pila SS En caso necesario la pila puede crecer apartir de este punto de forma que por ejemplo una nueva invocacioacuten de funcioacutencrearaacute un nuevo registro de activacioacuten que comenzaraacute en este punto

El puntero base BP (Base pointer) sentildeala el desplazamiento (dentro delsegmento de pila SS) donde se encuentra el origen de la zona ocupada por lasvariables dinaacutemicas

Existen dos registros denominados de iacutendice en razoacuten de su utilizacioacuten muyparticular el iacutendice fuente SI (Source index) y el iacutendice destino DI (Destination index) Generalmente estos dos registros se utilizan con algunode los registros de uso general y con ciertas instrucciones especiacuteficamente

pensadas para transferir datos (dentro de un rango de posiciones de memoria)desde un punto inicial de un segmento de datos a otro

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Ver en la paacutegina adjunta un ejemplo relativo al uso de punteros ( 32 Ejemplo-2)

sect314 Registro de estado

Existe un registro especial el registro de estado (FLAGS) en el que 9 de los 18 bits

actuacutean como semaacuteforos (indicadores del estado del procesador y del resultado dedeterminadas operaciones) Por ejemplo si despueacutes de una suma aritmeacutetica hay o nodesbordamiento del bit maacutes significativo

Los nombres ysituacioacuten de cadauno dentro de lapalabra de 16 bits semuestran en la figura2

Cada bits individual puede estar activo (1) o inactivo (0) y tiene un identificadorque termina en F (Flag) Son los siguientes

Bit Indicador de Uso

CF Acarreo (CarryFlag)

Indicador de arrastre del bit de mayor orden que puedeocurrir en las operaciones aritmeacuteticas suma y resta

PF Paridad (ParityFlag)

Si estaacute activo Indica un nuacutemero par de bits activos (bitscuyo contenido es 1) Esta informacioacuten es uacutetil cuandoel procesador controla transmisiones de datos

AF Acarreo auxiliar Indicador de ajuste en operaciones aritmeacuteticas concantidades BCD ( E01w1)

ZF Cero (ZeroFlag)

Estaacute activo si el resultado de operacioacuten es cero oresultado de comparacioacuten igual

SF Signo (SignFlag)

Si estaacute activo indica que el resultado de operacioacuten o decomparacioacuten son negativos [5]

TF Detencioacuten (TrapFlag)

Si estaacute activo el procesador genera automaacuteticamenteuna interrupcioacuten despueacutes de la ejecucioacuten de cadainstruccioacuten lo que permite controlar paso a paso la

ejecucioacuten del programa Este bit debe estarnormalmente inactivo (a 0)

IF Interrupcioacuten(Interrupt Flag)

Este bit controla el estado del sistema de interrupcionesenmascarables ( 24) Cuando estaacute activo (1)

permite las interrupciones el estado inactivo (0) lasdeshabilita

DF Direccioacuten(DirectionFlag)

Indica la direccioacuten de las operaciones

OF Desbordamiento

(Overflow Flag)

Sentildeala desbordamiento aritmeacutetico

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Nota Los usuarios de MS-DOS o Windows puede usar el programa DEBUG (171) para inspeccionar y modificar el contenido de los registros de la siguiente forma

Invocar DEBUG desde una ventana DOS (suponemos que estamos enWindows el prompt es un guioacuten -)

introducir el comando R (pedimos que nos muestre el contenido de losregistros)

Salir de Debug con Q

En mi PC la respuesta al comando tiene el siguiente aspecto

AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000DS=1779 ES=1779 SS=1779 CS=1779 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC

Los valores estaacuten expresados en hexadecimal La uacuteltima secuencia de caracteres (NV UPEI PL NZ NA PO NC) muestra el contenido del registro de estado (el bit TF dedetencioacuten no se muestra) el significado de la notacioacuten utilizada es el siguiente

Bit Indicador de Indicativo si bit 1 Indicativo si bit 0

CF Acarreo CY (Carry yes) NC (No Carry)

PF Paridad PE (Parity Even) paridadpar

PO (Parity Odd) paridad impar

AF Acarreo auxiliar AC (Auxiliar Carry) NA (No Auxiliar)

ZF Cero ZR (Zero) NZ (No Zero)

SF Signo NG (Negative) negativo PL (Plus) positivo

IF Interrupcioacuten EI (Enabled Interrupt)activa

DI (Disabled Interrupt)desactivada

DF Direccioacuten DN (Down) decremento UP incremento

OF Desbordamiento OV (Overflow) NV (No overflow)

Tambieacuten es posible inspeccionar el contenido de un solo registro antildeadiendo al comandoR el nombre del registro Por ejemplo el comando R IP muestra el contenido delcontador de programa Los nombres que pueden utilizarse para los registros son lossiguientes AX BX CX DX SP BP SI DI DS ES SS CS IP y F (este

uacuteltimo para el registro de estado)

Despueacutes de un comando de este tipo DEBUG responde con un prompt distinto delhabitual para indicar que debe introducir el nuevo valor que desea para el registroPulsando INTRO se vuelve al modo normal

sect315 Comentario

Observe que tanto el registro contador de programa IP como el de base BP siemprecontienen direcciones de memoria (los otros pueden contener direcciones o datos) Nilos registros de segmento ni los de puntero se pueden dividir en mitades (como los de

uso general)

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sect32 Unidad Aritmeacutetico-loacutegica

Como su propio nombre indica la unidad Aritmeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic andLogic Unit) es responsable de realizar ciertas operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas

En cuanto a las primeras ya hemos indicado ( 3) que los primeros procesadores soloeran capaces de realizar operaciones de aritmeacutetica baacutesica con nuacutemeros enteros y que lasoperaciones con nuacutemeros fraccionarios debiacutean hacerse mediante artificios softwareEsto habiacutea motivado la aparicioacuten de procesadores especiacuteficos para estas operaciones losdenominados coprocesadores matemaacuteticos A partir de la introduccioacuten del Intel80486 el coprocesador matemaacutetico fue incluido en el procesador

La unidad aritmeacutetica de los procesadores actuales no solo puede realizar lasoperaciones aritmeacuteticas baacutesicas con nuacutemeros enteros o fraccionarios tambieacuten ejecutaoperaciones como raiacutez cuadrada y funciones trascendentes como caacutelculo del senocoseno tangente arcotangente logaritmos y exponenciacioacuten

Nota En C++ los operadores aritmeacuteticos estaacuten incluidos en el lenguaje ( E491) lasoperaciones trascendentes estaacuten implementadas mediante funciones de la LibreriacuteaEstaacutendar ( 5) en la que existe toda una seccioacuten dedicada a estas operacionesltmathhgt

Por su parte la unidad loacutegica es la responsable de realizar operaciones loacutegicas comoAND OR XOR etc ( E498)

sect33 Unidad de Control

La Unidad de Control CU (Control Unit) funciona como aacuterbitro del funcionamientodel procesador Se encarga de coordinar que todos los elementos funcionen de formaarmoacutenica

Para la ejecucioacuten de una instruccioacuten de lenguaje maacutequina se requieren una serie deoperaciones elementales y de sucesos fiacutesicos en los diversos componentes delprocesador Podriacuteamos poner un ejemplo El procesador es un submarino en inmersioacuteny el comandante da la orden de emerger Esto requiere una serie de operaciones lostripulantes deben abrir unas vaacutelvulas cerrar otras orientar el timoacuten de profundidadajustar la velocidad etc etc En el procesador la operacioacuten MOV AX BX (mover el

contenido del registro BX a AX) requiere tambieacuten la operacioacuten de una serie de vaacutelvulas(aquiacute se llaman puertas loacutegicas) en un orden determinado El conjunto de operacionesnecesarias para que se complete cada instruccioacuten de lenguaje-maacutequina se conoce comomicrocoacutedigo Es un programa de actuacioacuten cableado en silicio (firmware) o en unamemoria interna especial del procesador CROM (Control Read Only Memory) ysuele comenzar con las maniobras necesarias para traer (Fetch) la proacutexima instruccioacuten(sentildealada por el contador de programa IP) a un moacutedulo de la CU denominadodecodificador de instrucciones La Unidad de Control responsable de que todas estasoperaciones se ejecuten correctamente es en realidad el poder ejecutivo de la UCP(siguiendo con nuestro siacutemil en las maacutequinas de von Neumann [4] el Poderlegislativo seriacutea el programa grabado en memoria)

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Nota Algunos microprocesadores modernos (por ejemplo los Pentium de Intel)permiten modificar el contenido de la CROM alterando asiacute el microcoacutedigo Esto nosolo permite actualizarlo tambieacuten corregir ocasionalmente algunos errores (Bugs)estas actualizaciones se realizan a traveacutes de la secuencia POST del BIOS ( 42) Enla terminologiacutea utilizada por los fabricantes de procesadores las versiones del

microcoacutedigo se denominan escalamientos Al referirse al microcoacutedigo el nuacutemero deescalamiento es equivalente al nuacutemero de versioacuten en el caso del software

Como todo lo demaacutes que ocurre en el ordenador estas operaciones se ejecutan seguacuten elcompaacutes de las sentildeales de reloj que llegan desde la placa-base En ocasiones se trata deun microcoacutedigo complicado para el que se necesitan varios ciclos de reloj Porejemplo en el

8080 (un antepasado del 8088 montado en los primeros PCs) elmicrocoacutedigo de las instrucciones maacutes complejas necesitaba nada menos que 18 ciclos dereloj (CLK) para su ejecucioacuten frente a los 4 ciclos de las instrucciones maacutes raacutepidas

Aunque el microcoacutedigo se mejora constantemente su simplificacioacuten tiene un liacutemite que

marca el rendimiento del procesador Las uacutenicas formas de acelerarlo es aumentar lafrecuencia del reloj y el procesamiento paralelo y simultaneo de varias instruccionesEsta uacuteltima capacidad requiere una arquitectura especial (suacuteper escalar) de losprocesadores a la que ya nos hemos referido ( 3)

sect34 El bus interno

Los diversos elementos de un microprocesador estaacuten interconectadas de forma muycompleja (el propio micro lo eacutes) de forma que la imagen de la figura 1 es solo unasimplificacioacuten conceptual En realidad existen varios buses principales cuya anchura

que es dos a cuatro veces la del bus externo ( H2) de los PCs y muchos maacutessecundarios

En la figura adjunta se muestra un esquema de la arquitectura interna de un procesadorde la familia Pentium de Intel ( Arq Pentium) en la que puede apreciarse sucomplejidad

sect4 El lenguaje del procesador

Hemos sentildealado que el lenguaje que entiende el procesador es lenguaje-maacutequina peroraacuteramente se emplea como tal se utiliza un lenguaje de un poco maacutes alto nivel

ensamblador o macro-ensamblador Cada modelo de procesador tiene su propiolenguaje-maacutequina y necesita su propio ensamblador pero todos los miembros de la sagaIntel x86 (incluiacutedos los actuales Pentium) comparten un nuacutecleo que proviene de suancestro el 8086

Desde luego este tutorial Tecnologiacutea del PC no trata sobre programacioacuten enassembler (que ademaacutes no es mi especialidad) pero como algunos me han escritosolicitando informacioacuten al respecto incluyo algunas referencias donde puedeencontrarse informacioacuten acerca de la programacioacuten en ensamblador y donde conseguirmacroensambladores

WEB Ster webstercsucredu

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

Winston (Leos Literak) wwwpenguincz

Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

wwwprogrammersheavencom

wwwprogrammersheavencom

Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

0

Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Puesto que su conocimiento es esencial para la programacioacuten en ensamblador nosdetendremos brevemente la descripcioacuten de la arquitectura del 8088 ademaacutes de ser elmotor del primer PC es uno de los primeros ejemplares de una proliacutefica saga que hatenido una gran influencia en la informaacutetica actual Ademaacutes recordemos que incluso losmodernos Pentium pueden emular el funcionamiento en modo real de sus ancestros

En le figura 1 se muestransus elementos

sect31 Los registros

El procesador necesita parasu funcionamiento de ciertasaacutereas de almacenamientoque aquiacute se llamanregistros y que son de

dimensiones miacutenimas [3]sin embargo tienen laventaja de su rapidezComparados con los accesosa RAM los de registro soncomo miacutenimo 10 veces maacutesveloces

El 8088 dispone de catorceregistros de 16 bits que seagrupan en cuatro grupos yque reciben nombresespeciales (precisamente losque se utilizan para designarlos en lenguaje ensamblador)

sect311 Registros de uso general

Existen 4 registros denominados AX BX CX y DX que en realidad tienen asignadosusos caracteriacutesticos aunque pueden ser utilizados a discrecioacuten para cualquier cosa quenecesitemos

AX es denominado acumulador suele contener uno de los operandos queintervienen en las operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas y despueacutes de esta elresultado de la operacioacuten En general las instrucciones que trabajan con esteregistro (o su mitad inferior) tienen un microcoacutedigo maacutes simple que la mismainstruccioacuten ejecutada con otro registro

BX es el registro base suele contener la direccioacuten de inicio de una tabla devalores

CX es denominado contador Las instrucciones de bucle (LOOP) utilizan esteregistro como contador

DX es un registro de datos multiuso Se utiliza en operaciones demultiplicacioacuten y divisioacuten junto con AX En operaciones de entradasalida de

puertos INOUT su mitad inferior DL contiene el nuacutemero de puerto ( 25)

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Aunque estos cuatro registros son de 16 bits (como los 10 restantes) [6] en casonecesario pueden ser utilizados en dos mitades (nibbles) High y Low de 8 bits conlo que puede considerarse que existen 12 registros de uso general (no simultaacuteneos) losanteriores y sus mitades AH AL BH BL CH CL DH y DL

sect312 Registros de segmento

Se dispone de cuatro registros que sirven para contener las direcciones de otros tantossegmentos (zonas de 64 KB de memoria) Utilizaacutendolos en conjuncioacuten con otrosregistros que sentildealan las direcciones concretas dentro de estos segmentos (losdesplazamientos ) permiten manejar la totalidad de la memoria direccionable (el busde direcciones es de 20 bits) Ver al respecto el epiacutegrafe Direccionamientosegmentado ( 51)

Segmento de coacutedigo CS (Code segment) Sentildeala la direccioacuten del segmentode coacutedigo del programa que se estaacute ejecutando ( E132)

Segmento de datos DS (Data segment) Sentildeala la direccioacuten del segmento dedatos del programa en ejecucioacuten ( E132)

Segmento de pila SS (Stack segment) Sentildeala la direccioacuten del segmentodonde estaacute la pila del programa ( E132)

Segmento extra ES (Extra segment) Es un segmento auxiliar a losanteriores se utiliza para sentildealar espacio extra en alguno de los segmentos opara almacenar momentaacuteneamente direcciones intermedias

Nota Puede ocurrir que programas pequentildeos utilicen el mismo segmento para elcoacutedigo los datos y la pila

sect313 Registros de puntero

Son 5 registros destinados a contener direcciones estas direcciones sondesplazamientos dentro de los segmentos indicados por los registros de segmento (ver figura 51 Fig2)

El primero denominado indistintamente puntero de instruccioacuten IP (Instruccioacuten pointer) y contador de programa PC (Program counter)indica el desplazamiento (dentro del segmento de coacutedigo CS) de la proacuteximainstruccioacuten a ejecutar

El puntero de pila SP (Stack Pointer) sentildeala el desplazamiento del final de lapila dentro del segmento de pila SS En caso necesario la pila puede crecer apartir de este punto de forma que por ejemplo una nueva invocacioacuten de funcioacutencrearaacute un nuevo registro de activacioacuten que comenzaraacute en este punto

El puntero base BP (Base pointer) sentildeala el desplazamiento (dentro delsegmento de pila SS) donde se encuentra el origen de la zona ocupada por lasvariables dinaacutemicas

Existen dos registros denominados de iacutendice en razoacuten de su utilizacioacuten muyparticular el iacutendice fuente SI (Source index) y el iacutendice destino DI (Destination index) Generalmente estos dos registros se utilizan con algunode los registros de uso general y con ciertas instrucciones especiacuteficamente

pensadas para transferir datos (dentro de un rango de posiciones de memoria)desde un punto inicial de un segmento de datos a otro

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Ver en la paacutegina adjunta un ejemplo relativo al uso de punteros ( 32 Ejemplo-2)

sect314 Registro de estado

Existe un registro especial el registro de estado (FLAGS) en el que 9 de los 18 bits

actuacutean como semaacuteforos (indicadores del estado del procesador y del resultado dedeterminadas operaciones) Por ejemplo si despueacutes de una suma aritmeacutetica hay o nodesbordamiento del bit maacutes significativo

Los nombres ysituacioacuten de cadauno dentro de lapalabra de 16 bits semuestran en la figura2

Cada bits individual puede estar activo (1) o inactivo (0) y tiene un identificadorque termina en F (Flag) Son los siguientes

Bit Indicador de Uso

CF Acarreo (CarryFlag)

Indicador de arrastre del bit de mayor orden que puedeocurrir en las operaciones aritmeacuteticas suma y resta

PF Paridad (ParityFlag)

Si estaacute activo Indica un nuacutemero par de bits activos (bitscuyo contenido es 1) Esta informacioacuten es uacutetil cuandoel procesador controla transmisiones de datos

AF Acarreo auxiliar Indicador de ajuste en operaciones aritmeacuteticas concantidades BCD ( E01w1)

ZF Cero (ZeroFlag)

Estaacute activo si el resultado de operacioacuten es cero oresultado de comparacioacuten igual

SF Signo (SignFlag)

Si estaacute activo indica que el resultado de operacioacuten o decomparacioacuten son negativos [5]

TF Detencioacuten (TrapFlag)

Si estaacute activo el procesador genera automaacuteticamenteuna interrupcioacuten despueacutes de la ejecucioacuten de cadainstruccioacuten lo que permite controlar paso a paso la

ejecucioacuten del programa Este bit debe estarnormalmente inactivo (a 0)

IF Interrupcioacuten(Interrupt Flag)

Este bit controla el estado del sistema de interrupcionesenmascarables ( 24) Cuando estaacute activo (1)

permite las interrupciones el estado inactivo (0) lasdeshabilita

DF Direccioacuten(DirectionFlag)

Indica la direccioacuten de las operaciones

OF Desbordamiento

(Overflow Flag)

Sentildeala desbordamiento aritmeacutetico

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Nota Los usuarios de MS-DOS o Windows puede usar el programa DEBUG (171) para inspeccionar y modificar el contenido de los registros de la siguiente forma

Invocar DEBUG desde una ventana DOS (suponemos que estamos enWindows el prompt es un guioacuten -)

introducir el comando R (pedimos que nos muestre el contenido de losregistros)

Salir de Debug con Q

En mi PC la respuesta al comando tiene el siguiente aspecto

AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000DS=1779 ES=1779 SS=1779 CS=1779 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC

Los valores estaacuten expresados en hexadecimal La uacuteltima secuencia de caracteres (NV UPEI PL NZ NA PO NC) muestra el contenido del registro de estado (el bit TF dedetencioacuten no se muestra) el significado de la notacioacuten utilizada es el siguiente

Bit Indicador de Indicativo si bit 1 Indicativo si bit 0

CF Acarreo CY (Carry yes) NC (No Carry)

PF Paridad PE (Parity Even) paridadpar

PO (Parity Odd) paridad impar

AF Acarreo auxiliar AC (Auxiliar Carry) NA (No Auxiliar)

ZF Cero ZR (Zero) NZ (No Zero)

SF Signo NG (Negative) negativo PL (Plus) positivo

IF Interrupcioacuten EI (Enabled Interrupt)activa

DI (Disabled Interrupt)desactivada

DF Direccioacuten DN (Down) decremento UP incremento

OF Desbordamiento OV (Overflow) NV (No overflow)

Tambieacuten es posible inspeccionar el contenido de un solo registro antildeadiendo al comandoR el nombre del registro Por ejemplo el comando R IP muestra el contenido delcontador de programa Los nombres que pueden utilizarse para los registros son lossiguientes AX BX CX DX SP BP SI DI DS ES SS CS IP y F (este

uacuteltimo para el registro de estado)

Despueacutes de un comando de este tipo DEBUG responde con un prompt distinto delhabitual para indicar que debe introducir el nuevo valor que desea para el registroPulsando INTRO se vuelve al modo normal

sect315 Comentario

Observe que tanto el registro contador de programa IP como el de base BP siemprecontienen direcciones de memoria (los otros pueden contener direcciones o datos) Nilos registros de segmento ni los de puntero se pueden dividir en mitades (como los de

uso general)

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sect32 Unidad Aritmeacutetico-loacutegica

Como su propio nombre indica la unidad Aritmeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic andLogic Unit) es responsable de realizar ciertas operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas

En cuanto a las primeras ya hemos indicado ( 3) que los primeros procesadores soloeran capaces de realizar operaciones de aritmeacutetica baacutesica con nuacutemeros enteros y que lasoperaciones con nuacutemeros fraccionarios debiacutean hacerse mediante artificios softwareEsto habiacutea motivado la aparicioacuten de procesadores especiacuteficos para estas operaciones losdenominados coprocesadores matemaacuteticos A partir de la introduccioacuten del Intel80486 el coprocesador matemaacutetico fue incluido en el procesador

La unidad aritmeacutetica de los procesadores actuales no solo puede realizar lasoperaciones aritmeacuteticas baacutesicas con nuacutemeros enteros o fraccionarios tambieacuten ejecutaoperaciones como raiacutez cuadrada y funciones trascendentes como caacutelculo del senocoseno tangente arcotangente logaritmos y exponenciacioacuten

Nota En C++ los operadores aritmeacuteticos estaacuten incluidos en el lenguaje ( E491) lasoperaciones trascendentes estaacuten implementadas mediante funciones de la LibreriacuteaEstaacutendar ( 5) en la que existe toda una seccioacuten dedicada a estas operacionesltmathhgt

Por su parte la unidad loacutegica es la responsable de realizar operaciones loacutegicas comoAND OR XOR etc ( E498)

sect33 Unidad de Control

La Unidad de Control CU (Control Unit) funciona como aacuterbitro del funcionamientodel procesador Se encarga de coordinar que todos los elementos funcionen de formaarmoacutenica

Para la ejecucioacuten de una instruccioacuten de lenguaje maacutequina se requieren una serie deoperaciones elementales y de sucesos fiacutesicos en los diversos componentes delprocesador Podriacuteamos poner un ejemplo El procesador es un submarino en inmersioacuteny el comandante da la orden de emerger Esto requiere una serie de operaciones lostripulantes deben abrir unas vaacutelvulas cerrar otras orientar el timoacuten de profundidadajustar la velocidad etc etc En el procesador la operacioacuten MOV AX BX (mover el

contenido del registro BX a AX) requiere tambieacuten la operacioacuten de una serie de vaacutelvulas(aquiacute se llaman puertas loacutegicas) en un orden determinado El conjunto de operacionesnecesarias para que se complete cada instruccioacuten de lenguaje-maacutequina se conoce comomicrocoacutedigo Es un programa de actuacioacuten cableado en silicio (firmware) o en unamemoria interna especial del procesador CROM (Control Read Only Memory) ysuele comenzar con las maniobras necesarias para traer (Fetch) la proacutexima instruccioacuten(sentildealada por el contador de programa IP) a un moacutedulo de la CU denominadodecodificador de instrucciones La Unidad de Control responsable de que todas estasoperaciones se ejecuten correctamente es en realidad el poder ejecutivo de la UCP(siguiendo con nuestro siacutemil en las maacutequinas de von Neumann [4] el Poderlegislativo seriacutea el programa grabado en memoria)

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Nota Algunos microprocesadores modernos (por ejemplo los Pentium de Intel)permiten modificar el contenido de la CROM alterando asiacute el microcoacutedigo Esto nosolo permite actualizarlo tambieacuten corregir ocasionalmente algunos errores (Bugs)estas actualizaciones se realizan a traveacutes de la secuencia POST del BIOS ( 42) Enla terminologiacutea utilizada por los fabricantes de procesadores las versiones del

microcoacutedigo se denominan escalamientos Al referirse al microcoacutedigo el nuacutemero deescalamiento es equivalente al nuacutemero de versioacuten en el caso del software

Como todo lo demaacutes que ocurre en el ordenador estas operaciones se ejecutan seguacuten elcompaacutes de las sentildeales de reloj que llegan desde la placa-base En ocasiones se trata deun microcoacutedigo complicado para el que se necesitan varios ciclos de reloj Porejemplo en el

8080 (un antepasado del 8088 montado en los primeros PCs) elmicrocoacutedigo de las instrucciones maacutes complejas necesitaba nada menos que 18 ciclos dereloj (CLK) para su ejecucioacuten frente a los 4 ciclos de las instrucciones maacutes raacutepidas

Aunque el microcoacutedigo se mejora constantemente su simplificacioacuten tiene un liacutemite que

marca el rendimiento del procesador Las uacutenicas formas de acelerarlo es aumentar lafrecuencia del reloj y el procesamiento paralelo y simultaneo de varias instruccionesEsta uacuteltima capacidad requiere una arquitectura especial (suacuteper escalar) de losprocesadores a la que ya nos hemos referido ( 3)

sect34 El bus interno

Los diversos elementos de un microprocesador estaacuten interconectadas de forma muycompleja (el propio micro lo eacutes) de forma que la imagen de la figura 1 es solo unasimplificacioacuten conceptual En realidad existen varios buses principales cuya anchura

que es dos a cuatro veces la del bus externo ( H2) de los PCs y muchos maacutessecundarios

En la figura adjunta se muestra un esquema de la arquitectura interna de un procesadorde la familia Pentium de Intel ( Arq Pentium) en la que puede apreciarse sucomplejidad

sect4 El lenguaje del procesador

Hemos sentildealado que el lenguaje que entiende el procesador es lenguaje-maacutequina peroraacuteramente se emplea como tal se utiliza un lenguaje de un poco maacutes alto nivel

ensamblador o macro-ensamblador Cada modelo de procesador tiene su propiolenguaje-maacutequina y necesita su propio ensamblador pero todos los miembros de la sagaIntel x86 (incluiacutedos los actuales Pentium) comparten un nuacutecleo que proviene de suancestro el 8086

Desde luego este tutorial Tecnologiacutea del PC no trata sobre programacioacuten enassembler (que ademaacutes no es mi especialidad) pero como algunos me han escritosolicitando informacioacuten al respecto incluyo algunas referencias donde puedeencontrarse informacioacuten acerca de la programacioacuten en ensamblador y donde conseguirmacroensambladores

WEB Ster webstercsucredu

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

Winston (Leos Literak) wwwpenguincz

Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

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Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

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Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Aunque estos cuatro registros son de 16 bits (como los 10 restantes) [6] en casonecesario pueden ser utilizados en dos mitades (nibbles) High y Low de 8 bits conlo que puede considerarse que existen 12 registros de uso general (no simultaacuteneos) losanteriores y sus mitades AH AL BH BL CH CL DH y DL

sect312 Registros de segmento

Se dispone de cuatro registros que sirven para contener las direcciones de otros tantossegmentos (zonas de 64 KB de memoria) Utilizaacutendolos en conjuncioacuten con otrosregistros que sentildealan las direcciones concretas dentro de estos segmentos (losdesplazamientos ) permiten manejar la totalidad de la memoria direccionable (el busde direcciones es de 20 bits) Ver al respecto el epiacutegrafe Direccionamientosegmentado ( 51)

Segmento de coacutedigo CS (Code segment) Sentildeala la direccioacuten del segmentode coacutedigo del programa que se estaacute ejecutando ( E132)

Segmento de datos DS (Data segment) Sentildeala la direccioacuten del segmento dedatos del programa en ejecucioacuten ( E132)

Segmento de pila SS (Stack segment) Sentildeala la direccioacuten del segmentodonde estaacute la pila del programa ( E132)

Segmento extra ES (Extra segment) Es un segmento auxiliar a losanteriores se utiliza para sentildealar espacio extra en alguno de los segmentos opara almacenar momentaacuteneamente direcciones intermedias

Nota Puede ocurrir que programas pequentildeos utilicen el mismo segmento para elcoacutedigo los datos y la pila

sect313 Registros de puntero

Son 5 registros destinados a contener direcciones estas direcciones sondesplazamientos dentro de los segmentos indicados por los registros de segmento (ver figura 51 Fig2)

El primero denominado indistintamente puntero de instruccioacuten IP (Instruccioacuten pointer) y contador de programa PC (Program counter)indica el desplazamiento (dentro del segmento de coacutedigo CS) de la proacuteximainstruccioacuten a ejecutar

El puntero de pila SP (Stack Pointer) sentildeala el desplazamiento del final de lapila dentro del segmento de pila SS En caso necesario la pila puede crecer apartir de este punto de forma que por ejemplo una nueva invocacioacuten de funcioacutencrearaacute un nuevo registro de activacioacuten que comenzaraacute en este punto

El puntero base BP (Base pointer) sentildeala el desplazamiento (dentro delsegmento de pila SS) donde se encuentra el origen de la zona ocupada por lasvariables dinaacutemicas

Existen dos registros denominados de iacutendice en razoacuten de su utilizacioacuten muyparticular el iacutendice fuente SI (Source index) y el iacutendice destino DI (Destination index) Generalmente estos dos registros se utilizan con algunode los registros de uso general y con ciertas instrucciones especiacuteficamente

pensadas para transferir datos (dentro de un rango de posiciones de memoria)desde un punto inicial de un segmento de datos a otro

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Ver en la paacutegina adjunta un ejemplo relativo al uso de punteros ( 32 Ejemplo-2)

sect314 Registro de estado

Existe un registro especial el registro de estado (FLAGS) en el que 9 de los 18 bits

actuacutean como semaacuteforos (indicadores del estado del procesador y del resultado dedeterminadas operaciones) Por ejemplo si despueacutes de una suma aritmeacutetica hay o nodesbordamiento del bit maacutes significativo

Los nombres ysituacioacuten de cadauno dentro de lapalabra de 16 bits semuestran en la figura2

Cada bits individual puede estar activo (1) o inactivo (0) y tiene un identificadorque termina en F (Flag) Son los siguientes

Bit Indicador de Uso

CF Acarreo (CarryFlag)

Indicador de arrastre del bit de mayor orden que puedeocurrir en las operaciones aritmeacuteticas suma y resta

PF Paridad (ParityFlag)

Si estaacute activo Indica un nuacutemero par de bits activos (bitscuyo contenido es 1) Esta informacioacuten es uacutetil cuandoel procesador controla transmisiones de datos

AF Acarreo auxiliar Indicador de ajuste en operaciones aritmeacuteticas concantidades BCD ( E01w1)

ZF Cero (ZeroFlag)

Estaacute activo si el resultado de operacioacuten es cero oresultado de comparacioacuten igual

SF Signo (SignFlag)

Si estaacute activo indica que el resultado de operacioacuten o decomparacioacuten son negativos [5]

TF Detencioacuten (TrapFlag)

Si estaacute activo el procesador genera automaacuteticamenteuna interrupcioacuten despueacutes de la ejecucioacuten de cadainstruccioacuten lo que permite controlar paso a paso la

ejecucioacuten del programa Este bit debe estarnormalmente inactivo (a 0)

IF Interrupcioacuten(Interrupt Flag)

Este bit controla el estado del sistema de interrupcionesenmascarables ( 24) Cuando estaacute activo (1)

permite las interrupciones el estado inactivo (0) lasdeshabilita

DF Direccioacuten(DirectionFlag)

Indica la direccioacuten de las operaciones

OF Desbordamiento

(Overflow Flag)

Sentildeala desbordamiento aritmeacutetico

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Nota Los usuarios de MS-DOS o Windows puede usar el programa DEBUG (171) para inspeccionar y modificar el contenido de los registros de la siguiente forma

Invocar DEBUG desde una ventana DOS (suponemos que estamos enWindows el prompt es un guioacuten -)

introducir el comando R (pedimos que nos muestre el contenido de losregistros)

Salir de Debug con Q

En mi PC la respuesta al comando tiene el siguiente aspecto

AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000DS=1779 ES=1779 SS=1779 CS=1779 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC

Los valores estaacuten expresados en hexadecimal La uacuteltima secuencia de caracteres (NV UPEI PL NZ NA PO NC) muestra el contenido del registro de estado (el bit TF dedetencioacuten no se muestra) el significado de la notacioacuten utilizada es el siguiente

Bit Indicador de Indicativo si bit 1 Indicativo si bit 0

CF Acarreo CY (Carry yes) NC (No Carry)

PF Paridad PE (Parity Even) paridadpar

PO (Parity Odd) paridad impar

AF Acarreo auxiliar AC (Auxiliar Carry) NA (No Auxiliar)

ZF Cero ZR (Zero) NZ (No Zero)

SF Signo NG (Negative) negativo PL (Plus) positivo

IF Interrupcioacuten EI (Enabled Interrupt)activa

DI (Disabled Interrupt)desactivada

DF Direccioacuten DN (Down) decremento UP incremento

OF Desbordamiento OV (Overflow) NV (No overflow)

Tambieacuten es posible inspeccionar el contenido de un solo registro antildeadiendo al comandoR el nombre del registro Por ejemplo el comando R IP muestra el contenido delcontador de programa Los nombres que pueden utilizarse para los registros son lossiguientes AX BX CX DX SP BP SI DI DS ES SS CS IP y F (este

uacuteltimo para el registro de estado)

Despueacutes de un comando de este tipo DEBUG responde con un prompt distinto delhabitual para indicar que debe introducir el nuevo valor que desea para el registroPulsando INTRO se vuelve al modo normal

sect315 Comentario

Observe que tanto el registro contador de programa IP como el de base BP siemprecontienen direcciones de memoria (los otros pueden contener direcciones o datos) Nilos registros de segmento ni los de puntero se pueden dividir en mitades (como los de

uso general)

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sect32 Unidad Aritmeacutetico-loacutegica

Como su propio nombre indica la unidad Aritmeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic andLogic Unit) es responsable de realizar ciertas operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas

En cuanto a las primeras ya hemos indicado ( 3) que los primeros procesadores soloeran capaces de realizar operaciones de aritmeacutetica baacutesica con nuacutemeros enteros y que lasoperaciones con nuacutemeros fraccionarios debiacutean hacerse mediante artificios softwareEsto habiacutea motivado la aparicioacuten de procesadores especiacuteficos para estas operaciones losdenominados coprocesadores matemaacuteticos A partir de la introduccioacuten del Intel80486 el coprocesador matemaacutetico fue incluido en el procesador

La unidad aritmeacutetica de los procesadores actuales no solo puede realizar lasoperaciones aritmeacuteticas baacutesicas con nuacutemeros enteros o fraccionarios tambieacuten ejecutaoperaciones como raiacutez cuadrada y funciones trascendentes como caacutelculo del senocoseno tangente arcotangente logaritmos y exponenciacioacuten

Nota En C++ los operadores aritmeacuteticos estaacuten incluidos en el lenguaje ( E491) lasoperaciones trascendentes estaacuten implementadas mediante funciones de la LibreriacuteaEstaacutendar ( 5) en la que existe toda una seccioacuten dedicada a estas operacionesltmathhgt

Por su parte la unidad loacutegica es la responsable de realizar operaciones loacutegicas comoAND OR XOR etc ( E498)

sect33 Unidad de Control

La Unidad de Control CU (Control Unit) funciona como aacuterbitro del funcionamientodel procesador Se encarga de coordinar que todos los elementos funcionen de formaarmoacutenica

Para la ejecucioacuten de una instruccioacuten de lenguaje maacutequina se requieren una serie deoperaciones elementales y de sucesos fiacutesicos en los diversos componentes delprocesador Podriacuteamos poner un ejemplo El procesador es un submarino en inmersioacuteny el comandante da la orden de emerger Esto requiere una serie de operaciones lostripulantes deben abrir unas vaacutelvulas cerrar otras orientar el timoacuten de profundidadajustar la velocidad etc etc En el procesador la operacioacuten MOV AX BX (mover el

contenido del registro BX a AX) requiere tambieacuten la operacioacuten de una serie de vaacutelvulas(aquiacute se llaman puertas loacutegicas) en un orden determinado El conjunto de operacionesnecesarias para que se complete cada instruccioacuten de lenguaje-maacutequina se conoce comomicrocoacutedigo Es un programa de actuacioacuten cableado en silicio (firmware) o en unamemoria interna especial del procesador CROM (Control Read Only Memory) ysuele comenzar con las maniobras necesarias para traer (Fetch) la proacutexima instruccioacuten(sentildealada por el contador de programa IP) a un moacutedulo de la CU denominadodecodificador de instrucciones La Unidad de Control responsable de que todas estasoperaciones se ejecuten correctamente es en realidad el poder ejecutivo de la UCP(siguiendo con nuestro siacutemil en las maacutequinas de von Neumann [4] el Poderlegislativo seriacutea el programa grabado en memoria)

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Nota Algunos microprocesadores modernos (por ejemplo los Pentium de Intel)permiten modificar el contenido de la CROM alterando asiacute el microcoacutedigo Esto nosolo permite actualizarlo tambieacuten corregir ocasionalmente algunos errores (Bugs)estas actualizaciones se realizan a traveacutes de la secuencia POST del BIOS ( 42) Enla terminologiacutea utilizada por los fabricantes de procesadores las versiones del

microcoacutedigo se denominan escalamientos Al referirse al microcoacutedigo el nuacutemero deescalamiento es equivalente al nuacutemero de versioacuten en el caso del software

Como todo lo demaacutes que ocurre en el ordenador estas operaciones se ejecutan seguacuten elcompaacutes de las sentildeales de reloj que llegan desde la placa-base En ocasiones se trata deun microcoacutedigo complicado para el que se necesitan varios ciclos de reloj Porejemplo en el

8080 (un antepasado del 8088 montado en los primeros PCs) elmicrocoacutedigo de las instrucciones maacutes complejas necesitaba nada menos que 18 ciclos dereloj (CLK) para su ejecucioacuten frente a los 4 ciclos de las instrucciones maacutes raacutepidas

Aunque el microcoacutedigo se mejora constantemente su simplificacioacuten tiene un liacutemite que

marca el rendimiento del procesador Las uacutenicas formas de acelerarlo es aumentar lafrecuencia del reloj y el procesamiento paralelo y simultaneo de varias instruccionesEsta uacuteltima capacidad requiere una arquitectura especial (suacuteper escalar) de losprocesadores a la que ya nos hemos referido ( 3)

sect34 El bus interno

Los diversos elementos de un microprocesador estaacuten interconectadas de forma muycompleja (el propio micro lo eacutes) de forma que la imagen de la figura 1 es solo unasimplificacioacuten conceptual En realidad existen varios buses principales cuya anchura

que es dos a cuatro veces la del bus externo ( H2) de los PCs y muchos maacutessecundarios

En la figura adjunta se muestra un esquema de la arquitectura interna de un procesadorde la familia Pentium de Intel ( Arq Pentium) en la que puede apreciarse sucomplejidad

sect4 El lenguaje del procesador

Hemos sentildealado que el lenguaje que entiende el procesador es lenguaje-maacutequina peroraacuteramente se emplea como tal se utiliza un lenguaje de un poco maacutes alto nivel

ensamblador o macro-ensamblador Cada modelo de procesador tiene su propiolenguaje-maacutequina y necesita su propio ensamblador pero todos los miembros de la sagaIntel x86 (incluiacutedos los actuales Pentium) comparten un nuacutecleo que proviene de suancestro el 8086

Desde luego este tutorial Tecnologiacutea del PC no trata sobre programacioacuten enassembler (que ademaacutes no es mi especialidad) pero como algunos me han escritosolicitando informacioacuten al respecto incluyo algunas referencias donde puedeencontrarse informacioacuten acerca de la programacioacuten en ensamblador y donde conseguirmacroensambladores

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

Winston (Leos Literak) wwwpenguincz

Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

wwwprogrammersheavencom

wwwprogrammersheavencom

Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

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Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Ver en la paacutegina adjunta un ejemplo relativo al uso de punteros ( 32 Ejemplo-2)

sect314 Registro de estado

Existe un registro especial el registro de estado (FLAGS) en el que 9 de los 18 bits

actuacutean como semaacuteforos (indicadores del estado del procesador y del resultado dedeterminadas operaciones) Por ejemplo si despueacutes de una suma aritmeacutetica hay o nodesbordamiento del bit maacutes significativo

Los nombres ysituacioacuten de cadauno dentro de lapalabra de 16 bits semuestran en la figura2

Cada bits individual puede estar activo (1) o inactivo (0) y tiene un identificadorque termina en F (Flag) Son los siguientes

Bit Indicador de Uso

CF Acarreo (CarryFlag)

Indicador de arrastre del bit de mayor orden que puedeocurrir en las operaciones aritmeacuteticas suma y resta

PF Paridad (ParityFlag)

Si estaacute activo Indica un nuacutemero par de bits activos (bitscuyo contenido es 1) Esta informacioacuten es uacutetil cuandoel procesador controla transmisiones de datos

AF Acarreo auxiliar Indicador de ajuste en operaciones aritmeacuteticas concantidades BCD ( E01w1)

ZF Cero (ZeroFlag)

Estaacute activo si el resultado de operacioacuten es cero oresultado de comparacioacuten igual

SF Signo (SignFlag)

Si estaacute activo indica que el resultado de operacioacuten o decomparacioacuten son negativos [5]

TF Detencioacuten (TrapFlag)

Si estaacute activo el procesador genera automaacuteticamenteuna interrupcioacuten despueacutes de la ejecucioacuten de cadainstruccioacuten lo que permite controlar paso a paso la

ejecucioacuten del programa Este bit debe estarnormalmente inactivo (a 0)

IF Interrupcioacuten(Interrupt Flag)

Este bit controla el estado del sistema de interrupcionesenmascarables ( 24) Cuando estaacute activo (1)

permite las interrupciones el estado inactivo (0) lasdeshabilita

DF Direccioacuten(DirectionFlag)

Indica la direccioacuten de las operaciones

OF Desbordamiento

(Overflow Flag)

Sentildeala desbordamiento aritmeacutetico

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Nota Los usuarios de MS-DOS o Windows puede usar el programa DEBUG (171) para inspeccionar y modificar el contenido de los registros de la siguiente forma

Invocar DEBUG desde una ventana DOS (suponemos que estamos enWindows el prompt es un guioacuten -)

introducir el comando R (pedimos que nos muestre el contenido de losregistros)

Salir de Debug con Q

En mi PC la respuesta al comando tiene el siguiente aspecto

AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000DS=1779 ES=1779 SS=1779 CS=1779 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC

Los valores estaacuten expresados en hexadecimal La uacuteltima secuencia de caracteres (NV UPEI PL NZ NA PO NC) muestra el contenido del registro de estado (el bit TF dedetencioacuten no se muestra) el significado de la notacioacuten utilizada es el siguiente

Bit Indicador de Indicativo si bit 1 Indicativo si bit 0

CF Acarreo CY (Carry yes) NC (No Carry)

PF Paridad PE (Parity Even) paridadpar

PO (Parity Odd) paridad impar

AF Acarreo auxiliar AC (Auxiliar Carry) NA (No Auxiliar)

ZF Cero ZR (Zero) NZ (No Zero)

SF Signo NG (Negative) negativo PL (Plus) positivo

IF Interrupcioacuten EI (Enabled Interrupt)activa

DI (Disabled Interrupt)desactivada

DF Direccioacuten DN (Down) decremento UP incremento

OF Desbordamiento OV (Overflow) NV (No overflow)

Tambieacuten es posible inspeccionar el contenido de un solo registro antildeadiendo al comandoR el nombre del registro Por ejemplo el comando R IP muestra el contenido delcontador de programa Los nombres que pueden utilizarse para los registros son lossiguientes AX BX CX DX SP BP SI DI DS ES SS CS IP y F (este

uacuteltimo para el registro de estado)

Despueacutes de un comando de este tipo DEBUG responde con un prompt distinto delhabitual para indicar que debe introducir el nuevo valor que desea para el registroPulsando INTRO se vuelve al modo normal

sect315 Comentario

Observe que tanto el registro contador de programa IP como el de base BP siemprecontienen direcciones de memoria (los otros pueden contener direcciones o datos) Nilos registros de segmento ni los de puntero se pueden dividir en mitades (como los de

uso general)

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sect32 Unidad Aritmeacutetico-loacutegica

Como su propio nombre indica la unidad Aritmeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic andLogic Unit) es responsable de realizar ciertas operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas

En cuanto a las primeras ya hemos indicado ( 3) que los primeros procesadores soloeran capaces de realizar operaciones de aritmeacutetica baacutesica con nuacutemeros enteros y que lasoperaciones con nuacutemeros fraccionarios debiacutean hacerse mediante artificios softwareEsto habiacutea motivado la aparicioacuten de procesadores especiacuteficos para estas operaciones losdenominados coprocesadores matemaacuteticos A partir de la introduccioacuten del Intel80486 el coprocesador matemaacutetico fue incluido en el procesador

La unidad aritmeacutetica de los procesadores actuales no solo puede realizar lasoperaciones aritmeacuteticas baacutesicas con nuacutemeros enteros o fraccionarios tambieacuten ejecutaoperaciones como raiacutez cuadrada y funciones trascendentes como caacutelculo del senocoseno tangente arcotangente logaritmos y exponenciacioacuten

Nota En C++ los operadores aritmeacuteticos estaacuten incluidos en el lenguaje ( E491) lasoperaciones trascendentes estaacuten implementadas mediante funciones de la LibreriacuteaEstaacutendar ( 5) en la que existe toda una seccioacuten dedicada a estas operacionesltmathhgt

Por su parte la unidad loacutegica es la responsable de realizar operaciones loacutegicas comoAND OR XOR etc ( E498)

sect33 Unidad de Control

La Unidad de Control CU (Control Unit) funciona como aacuterbitro del funcionamientodel procesador Se encarga de coordinar que todos los elementos funcionen de formaarmoacutenica

Para la ejecucioacuten de una instruccioacuten de lenguaje maacutequina se requieren una serie deoperaciones elementales y de sucesos fiacutesicos en los diversos componentes delprocesador Podriacuteamos poner un ejemplo El procesador es un submarino en inmersioacuteny el comandante da la orden de emerger Esto requiere una serie de operaciones lostripulantes deben abrir unas vaacutelvulas cerrar otras orientar el timoacuten de profundidadajustar la velocidad etc etc En el procesador la operacioacuten MOV AX BX (mover el

contenido del registro BX a AX) requiere tambieacuten la operacioacuten de una serie de vaacutelvulas(aquiacute se llaman puertas loacutegicas) en un orden determinado El conjunto de operacionesnecesarias para que se complete cada instruccioacuten de lenguaje-maacutequina se conoce comomicrocoacutedigo Es un programa de actuacioacuten cableado en silicio (firmware) o en unamemoria interna especial del procesador CROM (Control Read Only Memory) ysuele comenzar con las maniobras necesarias para traer (Fetch) la proacutexima instruccioacuten(sentildealada por el contador de programa IP) a un moacutedulo de la CU denominadodecodificador de instrucciones La Unidad de Control responsable de que todas estasoperaciones se ejecuten correctamente es en realidad el poder ejecutivo de la UCP(siguiendo con nuestro siacutemil en las maacutequinas de von Neumann [4] el Poderlegislativo seriacutea el programa grabado en memoria)

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Nota Algunos microprocesadores modernos (por ejemplo los Pentium de Intel)permiten modificar el contenido de la CROM alterando asiacute el microcoacutedigo Esto nosolo permite actualizarlo tambieacuten corregir ocasionalmente algunos errores (Bugs)estas actualizaciones se realizan a traveacutes de la secuencia POST del BIOS ( 42) Enla terminologiacutea utilizada por los fabricantes de procesadores las versiones del

microcoacutedigo se denominan escalamientos Al referirse al microcoacutedigo el nuacutemero deescalamiento es equivalente al nuacutemero de versioacuten en el caso del software

Como todo lo demaacutes que ocurre en el ordenador estas operaciones se ejecutan seguacuten elcompaacutes de las sentildeales de reloj que llegan desde la placa-base En ocasiones se trata deun microcoacutedigo complicado para el que se necesitan varios ciclos de reloj Porejemplo en el

8080 (un antepasado del 8088 montado en los primeros PCs) elmicrocoacutedigo de las instrucciones maacutes complejas necesitaba nada menos que 18 ciclos dereloj (CLK) para su ejecucioacuten frente a los 4 ciclos de las instrucciones maacutes raacutepidas

Aunque el microcoacutedigo se mejora constantemente su simplificacioacuten tiene un liacutemite que

marca el rendimiento del procesador Las uacutenicas formas de acelerarlo es aumentar lafrecuencia del reloj y el procesamiento paralelo y simultaneo de varias instruccionesEsta uacuteltima capacidad requiere una arquitectura especial (suacuteper escalar) de losprocesadores a la que ya nos hemos referido ( 3)

sect34 El bus interno

Los diversos elementos de un microprocesador estaacuten interconectadas de forma muycompleja (el propio micro lo eacutes) de forma que la imagen de la figura 1 es solo unasimplificacioacuten conceptual En realidad existen varios buses principales cuya anchura

que es dos a cuatro veces la del bus externo ( H2) de los PCs y muchos maacutessecundarios

En la figura adjunta se muestra un esquema de la arquitectura interna de un procesadorde la familia Pentium de Intel ( Arq Pentium) en la que puede apreciarse sucomplejidad

sect4 El lenguaje del procesador

Hemos sentildealado que el lenguaje que entiende el procesador es lenguaje-maacutequina peroraacuteramente se emplea como tal se utiliza un lenguaje de un poco maacutes alto nivel

ensamblador o macro-ensamblador Cada modelo de procesador tiene su propiolenguaje-maacutequina y necesita su propio ensamblador pero todos los miembros de la sagaIntel x86 (incluiacutedos los actuales Pentium) comparten un nuacutecleo que proviene de suancestro el 8086

Desde luego este tutorial Tecnologiacutea del PC no trata sobre programacioacuten enassembler (que ademaacutes no es mi especialidad) pero como algunos me han escritosolicitando informacioacuten al respecto incluyo algunas referencias donde puedeencontrarse informacioacuten acerca de la programacioacuten en ensamblador y donde conseguirmacroensambladores

WEB Ster webstercsucredu

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

Winston (Leos Literak) wwwpenguincz

Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

wwwprogrammersheavencom

wwwprogrammersheavencom

Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

0

Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Nota Los usuarios de MS-DOS o Windows puede usar el programa DEBUG (171) para inspeccionar y modificar el contenido de los registros de la siguiente forma

Invocar DEBUG desde una ventana DOS (suponemos que estamos enWindows el prompt es un guioacuten -)

introducir el comando R (pedimos que nos muestre el contenido de losregistros)

Salir de Debug con Q

En mi PC la respuesta al comando tiene el siguiente aspecto

AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000DS=1779 ES=1779 SS=1779 CS=1779 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC

Los valores estaacuten expresados en hexadecimal La uacuteltima secuencia de caracteres (NV UPEI PL NZ NA PO NC) muestra el contenido del registro de estado (el bit TF dedetencioacuten no se muestra) el significado de la notacioacuten utilizada es el siguiente

Bit Indicador de Indicativo si bit 1 Indicativo si bit 0

CF Acarreo CY (Carry yes) NC (No Carry)

PF Paridad PE (Parity Even) paridadpar

PO (Parity Odd) paridad impar

AF Acarreo auxiliar AC (Auxiliar Carry) NA (No Auxiliar)

ZF Cero ZR (Zero) NZ (No Zero)

SF Signo NG (Negative) negativo PL (Plus) positivo

IF Interrupcioacuten EI (Enabled Interrupt)activa

DI (Disabled Interrupt)desactivada

DF Direccioacuten DN (Down) decremento UP incremento

OF Desbordamiento OV (Overflow) NV (No overflow)

Tambieacuten es posible inspeccionar el contenido de un solo registro antildeadiendo al comandoR el nombre del registro Por ejemplo el comando R IP muestra el contenido delcontador de programa Los nombres que pueden utilizarse para los registros son lossiguientes AX BX CX DX SP BP SI DI DS ES SS CS IP y F (este

uacuteltimo para el registro de estado)

Despueacutes de un comando de este tipo DEBUG responde con un prompt distinto delhabitual para indicar que debe introducir el nuevo valor que desea para el registroPulsando INTRO se vuelve al modo normal

sect315 Comentario

Observe que tanto el registro contador de programa IP como el de base BP siemprecontienen direcciones de memoria (los otros pueden contener direcciones o datos) Nilos registros de segmento ni los de puntero se pueden dividir en mitades (como los de

uso general)

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sect32 Unidad Aritmeacutetico-loacutegica

Como su propio nombre indica la unidad Aritmeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic andLogic Unit) es responsable de realizar ciertas operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas

En cuanto a las primeras ya hemos indicado ( 3) que los primeros procesadores soloeran capaces de realizar operaciones de aritmeacutetica baacutesica con nuacutemeros enteros y que lasoperaciones con nuacutemeros fraccionarios debiacutean hacerse mediante artificios softwareEsto habiacutea motivado la aparicioacuten de procesadores especiacuteficos para estas operaciones losdenominados coprocesadores matemaacuteticos A partir de la introduccioacuten del Intel80486 el coprocesador matemaacutetico fue incluido en el procesador

La unidad aritmeacutetica de los procesadores actuales no solo puede realizar lasoperaciones aritmeacuteticas baacutesicas con nuacutemeros enteros o fraccionarios tambieacuten ejecutaoperaciones como raiacutez cuadrada y funciones trascendentes como caacutelculo del senocoseno tangente arcotangente logaritmos y exponenciacioacuten

Nota En C++ los operadores aritmeacuteticos estaacuten incluidos en el lenguaje ( E491) lasoperaciones trascendentes estaacuten implementadas mediante funciones de la LibreriacuteaEstaacutendar ( 5) en la que existe toda una seccioacuten dedicada a estas operacionesltmathhgt

Por su parte la unidad loacutegica es la responsable de realizar operaciones loacutegicas comoAND OR XOR etc ( E498)

sect33 Unidad de Control

La Unidad de Control CU (Control Unit) funciona como aacuterbitro del funcionamientodel procesador Se encarga de coordinar que todos los elementos funcionen de formaarmoacutenica

Para la ejecucioacuten de una instruccioacuten de lenguaje maacutequina se requieren una serie deoperaciones elementales y de sucesos fiacutesicos en los diversos componentes delprocesador Podriacuteamos poner un ejemplo El procesador es un submarino en inmersioacuteny el comandante da la orden de emerger Esto requiere una serie de operaciones lostripulantes deben abrir unas vaacutelvulas cerrar otras orientar el timoacuten de profundidadajustar la velocidad etc etc En el procesador la operacioacuten MOV AX BX (mover el

contenido del registro BX a AX) requiere tambieacuten la operacioacuten de una serie de vaacutelvulas(aquiacute se llaman puertas loacutegicas) en un orden determinado El conjunto de operacionesnecesarias para que se complete cada instruccioacuten de lenguaje-maacutequina se conoce comomicrocoacutedigo Es un programa de actuacioacuten cableado en silicio (firmware) o en unamemoria interna especial del procesador CROM (Control Read Only Memory) ysuele comenzar con las maniobras necesarias para traer (Fetch) la proacutexima instruccioacuten(sentildealada por el contador de programa IP) a un moacutedulo de la CU denominadodecodificador de instrucciones La Unidad de Control responsable de que todas estasoperaciones se ejecuten correctamente es en realidad el poder ejecutivo de la UCP(siguiendo con nuestro siacutemil en las maacutequinas de von Neumann [4] el Poderlegislativo seriacutea el programa grabado en memoria)

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Nota Algunos microprocesadores modernos (por ejemplo los Pentium de Intel)permiten modificar el contenido de la CROM alterando asiacute el microcoacutedigo Esto nosolo permite actualizarlo tambieacuten corregir ocasionalmente algunos errores (Bugs)estas actualizaciones se realizan a traveacutes de la secuencia POST del BIOS ( 42) Enla terminologiacutea utilizada por los fabricantes de procesadores las versiones del

microcoacutedigo se denominan escalamientos Al referirse al microcoacutedigo el nuacutemero deescalamiento es equivalente al nuacutemero de versioacuten en el caso del software

Como todo lo demaacutes que ocurre en el ordenador estas operaciones se ejecutan seguacuten elcompaacutes de las sentildeales de reloj que llegan desde la placa-base En ocasiones se trata deun microcoacutedigo complicado para el que se necesitan varios ciclos de reloj Porejemplo en el

8080 (un antepasado del 8088 montado en los primeros PCs) elmicrocoacutedigo de las instrucciones maacutes complejas necesitaba nada menos que 18 ciclos dereloj (CLK) para su ejecucioacuten frente a los 4 ciclos de las instrucciones maacutes raacutepidas

Aunque el microcoacutedigo se mejora constantemente su simplificacioacuten tiene un liacutemite que

marca el rendimiento del procesador Las uacutenicas formas de acelerarlo es aumentar lafrecuencia del reloj y el procesamiento paralelo y simultaneo de varias instruccionesEsta uacuteltima capacidad requiere una arquitectura especial (suacuteper escalar) de losprocesadores a la que ya nos hemos referido ( 3)

sect34 El bus interno

Los diversos elementos de un microprocesador estaacuten interconectadas de forma muycompleja (el propio micro lo eacutes) de forma que la imagen de la figura 1 es solo unasimplificacioacuten conceptual En realidad existen varios buses principales cuya anchura

que es dos a cuatro veces la del bus externo ( H2) de los PCs y muchos maacutessecundarios

En la figura adjunta se muestra un esquema de la arquitectura interna de un procesadorde la familia Pentium de Intel ( Arq Pentium) en la que puede apreciarse sucomplejidad

sect4 El lenguaje del procesador

Hemos sentildealado que el lenguaje que entiende el procesador es lenguaje-maacutequina peroraacuteramente se emplea como tal se utiliza un lenguaje de un poco maacutes alto nivel

ensamblador o macro-ensamblador Cada modelo de procesador tiene su propiolenguaje-maacutequina y necesita su propio ensamblador pero todos los miembros de la sagaIntel x86 (incluiacutedos los actuales Pentium) comparten un nuacutecleo que proviene de suancestro el 8086

Desde luego este tutorial Tecnologiacutea del PC no trata sobre programacioacuten enassembler (que ademaacutes no es mi especialidad) pero como algunos me han escritosolicitando informacioacuten al respecto incluyo algunas referencias donde puedeencontrarse informacioacuten acerca de la programacioacuten en ensamblador y donde conseguirmacroensambladores

WEB Ster webstercsucredu

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

Winston (Leos Literak) wwwpenguincz

Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

wwwprogrammersheavencom

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Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

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Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

Page 7: Arquitectura Del Procesador

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sect32 Unidad Aritmeacutetico-loacutegica

Como su propio nombre indica la unidad Aritmeacutetico-Loacutegica ALU (Arithmetic andLogic Unit) es responsable de realizar ciertas operaciones aritmeacuteticas y loacutegicas

En cuanto a las primeras ya hemos indicado ( 3) que los primeros procesadores soloeran capaces de realizar operaciones de aritmeacutetica baacutesica con nuacutemeros enteros y que lasoperaciones con nuacutemeros fraccionarios debiacutean hacerse mediante artificios softwareEsto habiacutea motivado la aparicioacuten de procesadores especiacuteficos para estas operaciones losdenominados coprocesadores matemaacuteticos A partir de la introduccioacuten del Intel80486 el coprocesador matemaacutetico fue incluido en el procesador

La unidad aritmeacutetica de los procesadores actuales no solo puede realizar lasoperaciones aritmeacuteticas baacutesicas con nuacutemeros enteros o fraccionarios tambieacuten ejecutaoperaciones como raiacutez cuadrada y funciones trascendentes como caacutelculo del senocoseno tangente arcotangente logaritmos y exponenciacioacuten

Nota En C++ los operadores aritmeacuteticos estaacuten incluidos en el lenguaje ( E491) lasoperaciones trascendentes estaacuten implementadas mediante funciones de la LibreriacuteaEstaacutendar ( 5) en la que existe toda una seccioacuten dedicada a estas operacionesltmathhgt

Por su parte la unidad loacutegica es la responsable de realizar operaciones loacutegicas comoAND OR XOR etc ( E498)

sect33 Unidad de Control

La Unidad de Control CU (Control Unit) funciona como aacuterbitro del funcionamientodel procesador Se encarga de coordinar que todos los elementos funcionen de formaarmoacutenica

Para la ejecucioacuten de una instruccioacuten de lenguaje maacutequina se requieren una serie deoperaciones elementales y de sucesos fiacutesicos en los diversos componentes delprocesador Podriacuteamos poner un ejemplo El procesador es un submarino en inmersioacuteny el comandante da la orden de emerger Esto requiere una serie de operaciones lostripulantes deben abrir unas vaacutelvulas cerrar otras orientar el timoacuten de profundidadajustar la velocidad etc etc En el procesador la operacioacuten MOV AX BX (mover el

contenido del registro BX a AX) requiere tambieacuten la operacioacuten de una serie de vaacutelvulas(aquiacute se llaman puertas loacutegicas) en un orden determinado El conjunto de operacionesnecesarias para que se complete cada instruccioacuten de lenguaje-maacutequina se conoce comomicrocoacutedigo Es un programa de actuacioacuten cableado en silicio (firmware) o en unamemoria interna especial del procesador CROM (Control Read Only Memory) ysuele comenzar con las maniobras necesarias para traer (Fetch) la proacutexima instruccioacuten(sentildealada por el contador de programa IP) a un moacutedulo de la CU denominadodecodificador de instrucciones La Unidad de Control responsable de que todas estasoperaciones se ejecuten correctamente es en realidad el poder ejecutivo de la UCP(siguiendo con nuestro siacutemil en las maacutequinas de von Neumann [4] el Poderlegislativo seriacutea el programa grabado en memoria)

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Nota Algunos microprocesadores modernos (por ejemplo los Pentium de Intel)permiten modificar el contenido de la CROM alterando asiacute el microcoacutedigo Esto nosolo permite actualizarlo tambieacuten corregir ocasionalmente algunos errores (Bugs)estas actualizaciones se realizan a traveacutes de la secuencia POST del BIOS ( 42) Enla terminologiacutea utilizada por los fabricantes de procesadores las versiones del

microcoacutedigo se denominan escalamientos Al referirse al microcoacutedigo el nuacutemero deescalamiento es equivalente al nuacutemero de versioacuten en el caso del software

Como todo lo demaacutes que ocurre en el ordenador estas operaciones se ejecutan seguacuten elcompaacutes de las sentildeales de reloj que llegan desde la placa-base En ocasiones se trata deun microcoacutedigo complicado para el que se necesitan varios ciclos de reloj Porejemplo en el

8080 (un antepasado del 8088 montado en los primeros PCs) elmicrocoacutedigo de las instrucciones maacutes complejas necesitaba nada menos que 18 ciclos dereloj (CLK) para su ejecucioacuten frente a los 4 ciclos de las instrucciones maacutes raacutepidas

Aunque el microcoacutedigo se mejora constantemente su simplificacioacuten tiene un liacutemite que

marca el rendimiento del procesador Las uacutenicas formas de acelerarlo es aumentar lafrecuencia del reloj y el procesamiento paralelo y simultaneo de varias instruccionesEsta uacuteltima capacidad requiere una arquitectura especial (suacuteper escalar) de losprocesadores a la que ya nos hemos referido ( 3)

sect34 El bus interno

Los diversos elementos de un microprocesador estaacuten interconectadas de forma muycompleja (el propio micro lo eacutes) de forma que la imagen de la figura 1 es solo unasimplificacioacuten conceptual En realidad existen varios buses principales cuya anchura

que es dos a cuatro veces la del bus externo ( H2) de los PCs y muchos maacutessecundarios

En la figura adjunta se muestra un esquema de la arquitectura interna de un procesadorde la familia Pentium de Intel ( Arq Pentium) en la que puede apreciarse sucomplejidad

sect4 El lenguaje del procesador

Hemos sentildealado que el lenguaje que entiende el procesador es lenguaje-maacutequina peroraacuteramente se emplea como tal se utiliza un lenguaje de un poco maacutes alto nivel

ensamblador o macro-ensamblador Cada modelo de procesador tiene su propiolenguaje-maacutequina y necesita su propio ensamblador pero todos los miembros de la sagaIntel x86 (incluiacutedos los actuales Pentium) comparten un nuacutecleo que proviene de suancestro el 8086

Desde luego este tutorial Tecnologiacutea del PC no trata sobre programacioacuten enassembler (que ademaacutes no es mi especialidad) pero como algunos me han escritosolicitando informacioacuten al respecto incluyo algunas referencias donde puedeencontrarse informacioacuten acerca de la programacioacuten en ensamblador y donde conseguirmacroensambladores

WEB Ster webstercsucredu

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

Winston (Leos Literak) wwwpenguincz

Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

wwwprogrammersheavencom

wwwprogrammersheavencom

Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

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Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

Page 8: Arquitectura Del Procesador

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Nota Algunos microprocesadores modernos (por ejemplo los Pentium de Intel)permiten modificar el contenido de la CROM alterando asiacute el microcoacutedigo Esto nosolo permite actualizarlo tambieacuten corregir ocasionalmente algunos errores (Bugs)estas actualizaciones se realizan a traveacutes de la secuencia POST del BIOS ( 42) Enla terminologiacutea utilizada por los fabricantes de procesadores las versiones del

microcoacutedigo se denominan escalamientos Al referirse al microcoacutedigo el nuacutemero deescalamiento es equivalente al nuacutemero de versioacuten en el caso del software

Como todo lo demaacutes que ocurre en el ordenador estas operaciones se ejecutan seguacuten elcompaacutes de las sentildeales de reloj que llegan desde la placa-base En ocasiones se trata deun microcoacutedigo complicado para el que se necesitan varios ciclos de reloj Porejemplo en el

8080 (un antepasado del 8088 montado en los primeros PCs) elmicrocoacutedigo de las instrucciones maacutes complejas necesitaba nada menos que 18 ciclos dereloj (CLK) para su ejecucioacuten frente a los 4 ciclos de las instrucciones maacutes raacutepidas

Aunque el microcoacutedigo se mejora constantemente su simplificacioacuten tiene un liacutemite que

marca el rendimiento del procesador Las uacutenicas formas de acelerarlo es aumentar lafrecuencia del reloj y el procesamiento paralelo y simultaneo de varias instruccionesEsta uacuteltima capacidad requiere una arquitectura especial (suacuteper escalar) de losprocesadores a la que ya nos hemos referido ( 3)

sect34 El bus interno

Los diversos elementos de un microprocesador estaacuten interconectadas de forma muycompleja (el propio micro lo eacutes) de forma que la imagen de la figura 1 es solo unasimplificacioacuten conceptual En realidad existen varios buses principales cuya anchura

que es dos a cuatro veces la del bus externo ( H2) de los PCs y muchos maacutessecundarios

En la figura adjunta se muestra un esquema de la arquitectura interna de un procesadorde la familia Pentium de Intel ( Arq Pentium) en la que puede apreciarse sucomplejidad

sect4 El lenguaje del procesador

Hemos sentildealado que el lenguaje que entiende el procesador es lenguaje-maacutequina peroraacuteramente se emplea como tal se utiliza un lenguaje de un poco maacutes alto nivel

ensamblador o macro-ensamblador Cada modelo de procesador tiene su propiolenguaje-maacutequina y necesita su propio ensamblador pero todos los miembros de la sagaIntel x86 (incluiacutedos los actuales Pentium) comparten un nuacutecleo que proviene de suancestro el 8086

Desde luego este tutorial Tecnologiacutea del PC no trata sobre programacioacuten enassembler (que ademaacutes no es mi especialidad) pero como algunos me han escritosolicitando informacioacuten al respecto incluyo algunas referencias donde puedeencontrarse informacioacuten acerca de la programacioacuten en ensamblador y donde conseguirmacroensambladores

WEB Ster webstercsucredu

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

Winston (Leos Literak) wwwpenguincz

Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

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wwwprogrammersheavencom

Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

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Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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En mi opinioacuten esta web mantenida por Randall Hyde es el Sitio por antonomasiasobre este asunto de la programacioacuten en ensamblador Hace honor a su tiacutetulo The

Place on the Net to Learn Assembly Language Programming Empieza por aquiacute yseguramente no tendraacutes que seguir buscando por ahiacute

IBM Personal Computer Assembly wiretapareacom

Tutorial de Joshua Auerbach de la Universidad de Yale para los que se inician en elensamblador del PC

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Un completo diccionario sobre el juego de instrucciones la familia Intel 80x86 hasta el80486

Roger Jegerlehner wwwjegerlehnerch

Esta paacutegina contiene un excelente resumen de las instrucciones ensamblador de la serieIntel 80x86 descargable en formato pdf

Trinity College shaktitrincolledu

Estas paacuteginas de un curso sobre arquitectura de ordenadores y ensamblador del TrinityCollege de Hartford en Connecticut Contienen algunos ejemplos de programas enensamblador

En el Infierno de los programadores pueden consultarse dos paacuteginas en lasque hay abundante informacioacuten sobre ensambladores y desensambladores

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wwwprogrammersheavencom

Inicio

[1] Aunque los informaacuteticos suelen utilizan el vocablo ensamblador como sinoacutenimode lenguaje-maacutequina en realidad hay una diferencia importante entre ambos Elverdadero lenguaje maacutequina es un conjunto de instrucciones en forma de unos y ceroscuya traduccioacuten ASCII es uno dos o maacutes caracteres por instruccioacuten seguacuten el tipo deinstruccioacuten y procesador utilizado Por ejemplo en el

8088 las instrucciones 51h 52hy 53h son respectivamente oacuterdenes de salvar el contenido de los registros CX DX y BXen la pila pero escribir directamente en este lenguaje nativo seriacutea inhumano Enrealidad se utiliza un lenguaje denominado ensamblador o macro-ensamblador estelenguaje ha sustituido cada instruccioacuten-maacutequina por un nemoacutenico o macroinstruccioacutenque la hace maacutes faacutecil de recordar por el programador Por ejemplo las instruccionesanteriores pueden escribirse como PUSH CX PUSH DX y PUSH BX respectivamente(como puede ver mucho maacutes faacuteciles de recordar) Aunque es de muy bajo nivel (muycercano al lenguaje-maacutequina) este lenguaje dispone de algunas otras comodidades

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

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Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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como permitir escribir comentarios en el fuente Posteriormente el compilador traducenuestros nemoacutenicos al verdadero lenguaje-maacutequina y el conjunto es ensamblado en unconjunto ejecutable

El lenguaje C++ permite incluir directamente en sus fuentes sentencias ensamblador (

E410) aunque una de las razones de la invencioacuten de su antecesor el C fueprecisamente no tener que escribir en el referido lenguaje ensamblador

[2] A este respecto se me ocurre una aneacutecdota que viene al caso Seguramente muchossabeacuteis que AutoCadreg es un programa de disentildeo graacutefico asistido por ordenador muyutilizado en arquitectura e ingenieriacutea que con los antildeos ha llegado a unos niveles derefinamiento y potencia realmente notables (creo que llegar a dominarlo supone casi unadiplomatura) Tengo un viejo amigo que en razoacuten de su profesioacuten lo utiliza en sutrabajo diario y en alguna ocasioacuten he tenido que pedirle ayuda Aunque AutoCad tienecentenares de instrucciones mi amigo utiliza solo un conjunto pequentildeiacutesimo de ellas hadesarrollado su propia teacutecnica y a veces hace verdaderos malabarismos para conseguir

lo que quiere en base a tan pocas instrucciones a pesar de lo cual es increiacuteblementeraacutepido La uacuteltima vez que nos vimos le dije entre risas que era un delineante RISC

[3] El procesador se apoya constantemente en la RAM externa para su funcionamiento

[4] John von Neumann matemaacutetico Huacutengaro (Budapest 1903) emigrado a USA dondefallecioacute en 1957 Una de las mentes maacutes brillantes de su tiempo llegariacutea a ser unaleyenda en Princeton Sus aportaciones matemaacuteticas en el campo de la teoriacutea deJuegos son importantes asiacute como sus trabajos teoacutericos para la construccioacuten de laprimera bomba atoacutemica pero cuando conocioacute el ENIAC quedoacute fascinado por las

posibilidades y potencial de los ordenadores de cuyos aspectos teoacutericos llegoacute a ser unaautoridad Su trabajo maacutes conocido es un famoso informe de 1945 First draft of areport on EDVAC en el que sienta las bases teoacutericas para el disentildeo de un ordenador(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Este trabajo le ha valido serconsiderado por algunos (quizaacutes un poco exageradamente) como el padre de la modernainformaacutetica En cualquier caso parece que le corresponde el honor de ser el primero enconcebir un ordenador cuyo programa estaacute albergado en la memoria de la maacutequina(como otro dato maacutes) Una maacutequina de este tipo se denomina justamente por eso devon Newmann Por supuesto todos los ordenadores modernos lo son

[5] La forma de almacenamiento interno utilizada es de complemento a dos (

E24a) por lo que el bit maacutes significativo de los nuacutemeros negativos es 1

[6] Cuando a partir de la introduccioacuten del 80386 los registros pasaron a ser de 32 bitslos registros generales pasaron a denominarse EAX EBX ECX y EDX Como Intelgarantizoacute la compatibilidad hacia atraacutes con el coacutedigo ensamblador antiguo las mitadesde estos registros podiacutean seguir direccionaacutendose como AX BX CX DX y sus cuartaspartes como AH AL BH BL CH CL DH y DL

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

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Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Intel presenta nueva arquitectura de los procesadores Itanium

ldquoPoulsonrdquo

August 25th 2011 Francisco Carrasco

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Entre ellas estaacute la capacidad para que las instrucciones errantes se remitan y serecuperen automaacuteticamente para evitar la corrupcioacuten de datos y caiacuteda de sistemas

Durante la conferencia Hot Chips en la Universidad de Stanford (EEUU) IntelCorporation reveloacute las caracteriacutesticas de la arquitectura del proacuteximo procesador Itaniumcon nombre coacutedigo ldquoPoulsonrdquo Programado para su lanzamiento en 2012 Poulson el

procesador Intel maacutes sofisticado hasta la fecha ofreceraacute las caracteriacutesticas RAS maacutespoderosas asiacute como el mayor salto en desempentildeo en comparacioacuten con las generacionesItanium anteriores

Las nuevas caracteriacutesticas son Intel Instruction Replay Technology Intel Hyper-Threading Technology mejoras y nuevas instrucciones Itanium que tienen comoobjetivo sacar el maacuteximo provecho de la arquitectura de proacutexima generacioacuten ldquo12-widerdquo

ldquoPoulsonrdquo con ocho nuacutecleos y 3100 millones de transistores seraacute el procesador de

Intel maacutes sofisticado hasta la fecha y estaacute en camino para su lanzamiento en 2012Asimismo le seguiraacute el futuro procesador ldquoKittsonrdquo actualmente en desarrollo

Obtenga maacutes informacioacuten aquiacute en un artiacuteculo en el blog de Pauline Nist gerente generaldel Segmento de Misioacuten Criacutetica de Intel

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Nuevas caracteriacutesticas

middot Intel Instruction Replay Technology Nueva capacidad para permitir que lasinstrucciones errantes se remitan y por lo tanto se recuperen automaacuteticamente deerrores graves para ayudar a evitar caiacutedas del sistema y corrupcioacuten de los datos

Ademaacutes Poulson antildeade una amplia proteccioacuten RAS (del ingleacutes ldquoreliability availability

and serviceabilityrdquo) a casi todas las estructuras importantes en el disentildeo del nuacutecleo

Itanium incluyendo la cacheacute de uacuteltimo nivel (Last Level Cache ndash LLC) la cacheacute deinstrucciones de nivel medio (Mid-level Instruction cache ndash MLI) la cacheacute de datos denivel medio (Mid-level Data cache ndash MLD) la unidad de ejecucioacuten de nuacutemeros enteros(Integer Execution Unit ndash IEU) y la Unidad de punto flotante (Floating Point Unit ndash FPU) por nombrar apenas algunas

middot Intel Hyper-Threading Technology Mejorada con compatibilidad con multihilo dedominio doble Esta nueva arquitectura permite la ejecucioacuten de pipeline front y backend

para mejorar la eficiencia y el rendimiento multihilo

Las principales inversiones de hardware en multi-threading incluyen archivos deregistro dual threaded buffers de traduccioacuten del lado de datos dual threaded(Translation buffers ndash TLB) y un nuevo mecanismo de fairness En conjunto estasincorporaciones permiten la compatibilidad con multi-threading de dominio dual paramejorar significativamente el rendimiento multi-threading de Poulson con respecto al dela generacioacuten anterior

middot Nuevas instrucciones Intel Itanium Las nuevas instrucciones simplifican tareascomunes y otras operaciones para ayudar a llevar el rendimiento futuro de Itanium a unnivel superior y para sentar las bases para el futuro del coacutemputo en Itanium

Las caracteriacutesticas anteriores estaacuten disentildeadas para aprovechar al maacuteximo la arquitecturade ocho nuacutecleos bdquo12-wide issue‟ al permitir la cantidad maacutexima de ejecucioacuten enparalelo Se proyecta que Poulson se distribuya en 2012 y ademaacutes el futuro procesadorKittson estaacute en desarrollo

Aspectos destacados adicionales de ldquoPoulsonrdquo

middot Ocho nuacutecleos de alta capacidad

middot 54MB de memoria en la oblea (50 MB de SRAM)

middot 3100 millones de transistores en tecnologiacutea de proceso de 32 nm

middot Mejora del ancho de banda del sistema un 33 maacutes elevado con velocidades de busmaacutes altas (QPI y SMI)

middot Arquitectura de proacutexima generacioacuten con nuevas pipelines de datos e instruccionespipeline de punto flotante y buffers de instrucciones

middot 2 veces de anchura maacutexima de ejecucioacuten frente a la arquitectura actual de 6 ndash a 12-issue

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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middot Avances en las caracteriacutesticas RAS

middot Caracteriacutesticas de administracioacuten de energiacutea mejoradas y reduccioacuten general delconsumo de socket

middot Compatibilidad PIN con la actual serie de procesadores Intel Itanium 9300

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

Page 14: Arquitectura Del Procesador

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1 2 Computadora Von Neumann 3 Procesador 4 Procesadores Intel 5 Procesadores AMD

6 Memorias 7 Puertos 8 Fuentes de alimentacioacuten 9 Conclusioacuten

INTRODUCCIOacuteN

La hombre en su interminable afaacuten por facilitarse la vida hace que su genio inventordisentildee artefactos maquinas y sistemas que efectuacuteen caacutelculos y realicen labores queparecen engorrosas La automatizacioacuten consiste en reemplazar al hombre por unamaacutequina para ejecucioacuten de una tarea y se ha venido desarrollando casi a la par con la

historia de la humanidad

Dentro de estas maacutequinas creadas por el hombre tenemos al computador que es undispositivo con eacutel cual se pueden realizar tareas muy diversas cargando distintosprogramas en la memoria para que los ejecute el procesador Buscando siempreoptimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil de usar y simplificar las tareasrutinarias

Las computadoras esta formada por una estructura que data de los antildeos 40 pero que aunsigue en la mayoriacutea de las PC‟s de la actualidad nos referimos a la arquitectura VonNeumann se refiere a las arquitecturas de computadoras que utilizan el mismodispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (adiferencia de la arquitectura Harvard) El teacutermino se acuntildeoacute en el documento First Draftof a Report on the EDVAC (1945) escrito por el conocido matemaacutetico John VonNeumann que propuso el concepto de programa almacenado Dicho documento fueredactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de la computadora ENIAC

En el presente se sigue usando esta estructura solo con algunas modificaciones

Computadora Von Neumann

Una computadora (Hispanoameacuterica) u ordenador (Espantildea) es un dispositivo electroacutenicocompuesto baacutesicamente de un procesador memoria y dispositivos de entradasalida(ES) La caracteriacutestica principal de la computadora respecto a otros dispositivossimilares como una calculadora no programable es que con eacutel se pueden realizar tareasmuy diversas cargando distintos programas en la memoria para que los ejecute elprocesador Siempre se busca optimizar los procesos ganar tiempo hacerlo maacutes faacutecil deusar y simplificar las tareas rutinarias

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Una Apple IIc Pascal Macintosh Classic (1990)

Los dispositivos de entrada salida (tambieacuten llamados perifeacutericos) sirven para

intercambiar informacioacuten con el exterior Una computadora normalmente utiliza unprograma informaacutetico especial denominado sistema operativo disentildeado construido yprobado para gestionar los recursos de la computadora memoria dispositivos de ESdispositivos de almacenamiento (discos duros unidades de DVD y CD)

Una computadora es cualquier dispositivo usado para procesar informacioacuten de acuerdocon un procedimiento bien definido Sin embargo la definicioacuten anterior incluye muchosdispositivos de usos especiacuteficos que soacutelo pueden realizar una funcioacuten o un nuacutemerodeterminado de funciones

Si pensamos en las computadoras modernas la caracteriacutestica maacutes importante que los

distingue de los aparatos anteriores es que tienen una programacioacuten adecuada Concualquier computadora se puede emular el funcionamiento de otro (uacutenicamente limitadopor la capacidad de almacenamiento de datos y las diferentes velocidades) y de hechose cree que con las actuales computadoras se puede emular a cualquier computadora quese invente en el futuro (aunque sean mucho maacutes lentos)

Por lo tanto en cierto sentido esta capacidad criacutetica es una prueba muy uacutetil paraidentificar las computadoras de uso general de los aparatos destinados a usosespeciacuteficos Esta caracteriacutestica de poderse emplear para un uso general se puedeformalizar en una regla seguacuten la cual con una maacutequina de estas caracteriacutesticas se debepoder emular el funcionamiento de una maacutequina de Turing universal Las maacutequinas quecumplan con esta definicioacuten son homologables a la maacutequina de Turing

Originariamente el procesamiento de la informacioacuten estaba relacionado de manera casiexclusiva con problemas aritmeacuteticos pero las computadoras modernas son usadas paramuchas tareas diferentes normalmente sin ninguna relacioacuten con las matemaacuteticas

Sin embargo en los uacuteltimos 20 antildeos aproximadamente muchos aparatos domeacutesticossobre todo las consolas para videojuegos a las que hay que antildeadir los teleacutefonosmoacuteviles los viacutedeos los asistentes personales digitales (PDA) y un sinfiacuten de aparatoscaseros industriales para coches y electroacutenicos tienen circuitos homologables a la

maacutequina de Turing (con la limitacioacuten de que la programacioacuten de estos aparatos estaacuteinstalada en un chip de memoria ROM que hay que remplazar cada vez que queremoscambiar la programacioacuten)

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Esta especie de computadoras que se encuentran dentro de otras computadoras de usogeneral son conocidos como microcontroladores o computadores integrados Por lotanto muchas personas han restringido la definicioacuten de computadoras a aquellasmaacutequinas cuyo propoacutesito principal sea el procesamiento de informacioacuten y que puedanadaptarse a una gran variedad de tareas cara al usuario sin ninguna modificacioacuten fiacutesica

excluyendo a aquellos dispositivos que forman parte de un sistema maacutes grande como losteleacutefonos microondas o aviones Tradicionalmente existen tres tipos de computadorasque cumplen con estos requisitos las computadoras centrales las minicomputadoras ylas computadoras personales

Las computadoras con arquitectura Von Neumann se refiere a las arquitecturas decomputadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para lasinstrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard) El teacuterminose acuntildeoacute en el documento First Draft of a Report on the EDVAC (1945) escrito por elconocido matemaacutetico John Von Neumann que propuso el concepto de programaalmacenado Dicho documento fue redactado en vistas a la construccioacuten del sucesor de

la computadora ENIAC y su contenido fue desarrollado por Presper Eckert JohnMauchly Arthur Burks y otros durante varios meses antes de que Von Neumannredactara el borrador del informe

Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes

La unidad aritmeacutetico-loacutegica o ALU la unidad de control la memoria un dispositivo deentradasalida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datosentre las distintas partes

Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasossecuencialmente

1) Obtiene la siguiente instruccioacuten desde la memoria en la direccioacuten indicada por elcontador de programa y la guarda en el registro de instruccioacuten

2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccioacuten para apuntar a lasiguiente

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

Page 17: Arquitectura Del Procesador

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3) Descodifica la instruccioacuten mediante la unidad de control Eacutesta se encarga decoordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcioacuten determinada

4) Se ejecuta la instruccioacuten Eacutesta puede cambiar el valor del contador del programapermitiendo asiacute operaciones repetitivas El contador puede cambiar tambieacuten cuando se

cumpla una cierta condicioacuten aritmeacutetica haciendo que el ordenador pueda tomardecisiones que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad mediante la aritmeacuteticay loacutegica anteriores

5) Vuelve al paso Ndeg 1

Procesador

Conjunto de circuitos electroacutenicos altamente integrado para caacutelculo y controlcomputacional es utilizado como Unidad Central de Proceso en un sistemamicroordenador y en otros dispositivos electroacutenicos complejos como caacutemaras

fotograacuteficas impresoras etc y como antildeadido en pequentildeos aparatos extraiacutebles de otroaparato maacutes complejo como por ejemplo equipos musicales de automoacuteviles etc

Los procesadores modernos estaacuten integrados por millones de transistores y otroscomponentes empaquetados en una caacutepsula cuyo tamantildeo variacutea seguacuten su las necesidadesde las aplicaciones a las que van dirigidas y que van actualmente desde el tamantildeo de ungrano de lenteja hasta el de casi una galleta Las partes loacutegicas que componen unprocesador son entre otras unidad aritmeacutetico-loacutegica registros de almacenamiento unidad de control Unidad de ejecucioacuten memoria cacheacute y buses de datos control ydireccioacuten

En antildeos anteriores existiacutean varias marcas de procesadores Intel de procesadores Intel(Integrated Electronics) Amd (Advanced Micro Devices) y Cyrix en la actualidad soloquedan los dos primeros ya que Cyrix dejo de fabricar procesadores y fue vendida aNacional Semiconductor posteriormente Amd se encargariacutea de comprar GeodeBusiness (Antigua Cyrix)

Procesadores Intel

Dentro de la familia de los procesadores que Intel ha fabricado a lo largo de su historiaestaacuten los procesadores x86 entre los cuales podemos mencionar los 286 386 486 586

686

La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHz =Millones de ciclos porsegundo)

Este paraacutemetro indica el nuacutemero de ciclos de instrucciones que el procesador realiza porsegundo pero soacutelo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo

Paraacutemetros significativos de un procesador son su ancho de bus medido en bits y lafrecuencia de reloj a la que trabajan medida en hertzios tamantildeo de memoria cacheacutemedido en Kb (kilobytes)

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Procesadores incluyendo un Intel 80486DX2 y un Intel 80386

Actualmente los nuevos procesadores pueden tratar instrucciones de hasta 256 bitshabiendo pasado por los de 128 64 32 16 etc

Intel Pentium

Los Intel Pentium son una gama de microprocesadores con arquitectura x86producidos por Intel

El procesador Pentium se lanzoacute al mercado el 22 de marzo de 1993 sucediendo alprocesador Intel 80486 Intel no lo llamoacute 586 debido a que no es posible registrar unamarca compuesta solamente de nuacutemeros y a que la competencia utilizaba hasta ahora

los mismos nuacutemeros que Intel para sus procesadores equivalentes (AMD 486 IBM 486etc) Tambieacuten es conocido por su nombre clave P54C

Pentium MMX

Caracteriacutesticas teacutecnicas

El procesador Intel Pentium estaacute formado por 31 millones de transistores y direccionamemoria con 64 bits Integra dos memorias cacheacute de 8 KBytes (una para datos y otrapara coacutedigo) y tiene dos unidades aritmeacutetico loacutegicas (ALU) lo que le permite hacer

tratamiento paralelo Por tanto el Pentium puede ejecutar hasta dos instrucciones porciclo de reloj Estaacute optimizado para ejecutar coacutedigo de 16 bits

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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El Pentium se produjo en distintas versiones Funcionaba a una velocidad de reloj de 60MHz o 66 MHz en su lanzamiento que se aumentoacute hasta los 233 MHz del uacuteltimomodelo producido

Las primeras versiones utilizaban el el zoacutecalo Socket 5 mientras que las posteriores del

Pentium MMX el Socket 7

Intel Pentium II

El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 disentildeado por Intelintroducido en el mercado el 7 de mayo de 1997 Esta basado en una versioacuten modificadadel nuacutecleo P6 usado por primera vez en el Pentium Pro

Los cambios fundamentales respecto a eacuteste uacuteltimo fueron mejorar el rendimiento en laejecucioacuten de coacutedigo de 16 bits antildeadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar lamemoria cacheacute de segundo nivel del nuacutecleo del procesador colocaacutendola en un tarjeta de

circuito impreso junto a eacuteste

El Pentium II se comercializoacute en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj deentre 233 y 450 MHz La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz pero en lasversiones a partir de los 333 MHz se aumentoacute a 100 MHz

Posee 32 KB de memoria cacheacute de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros16 KB para instrucciones La cacheacute de segundo nivel es de 512 KB y trabaja a la mitadde la frecuencia del procesador al contrario que en el Pentium Pro que funcionaba a lamisma frecuencia

Como novedad respecto al resto de procesadores de la eacutepoca el Pentium II sepresentaba en un encapsulado SEC con forma de cartucho El cambio de formato deencapsulado se hizo para mejorar la disipacioacuten de calor Este cartucho se conecta a lasplacas base de los equipos a traveacutes de una ranura Slot 1

El Pentium II contiene 75 millones de transistores

Intel Pentium III

El Pentium III es un microprocesador de arquitectura i686 fabricado por Intel Fue

lanzado el 26 de febrero de 1999 Las primeras versiones eran muy similares al PentiumII siendo la diferencia maacutes importante la introduccioacuten de las instrucciones SSE Aligual que con el Pentium II existiacutea una versioacuten Celeron de bajo presupuesto y unaversioacuten Xeon para quienes necesitaban de gran poder de coacutemputo Esta liacutenea ha sidoeventualmente reemplaza por el Pentium 4 aunque la linea Pentium M esta basada en elPentium III

Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de seacuteptima generacioacuten basado en la arquitecturax86 y manufacturado por Intel Es el primer microprocesador con un disentildeo

completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995 El Pentium 4 original

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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denominado Willamette trabajaba a 14 y 15 GHz y fue lanzado en noviembre de2000

Para la sorpresa de la industria informaacutetica el Pentium 4 no mejoroacute el viejo disentildeo P6seguacuten las dos tradicionales formas para medir el rendimiento velocidad en el proceso

de enteros u operaciones de coma flotante La estrategia de Intel fue sacrificar elrendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundoy una mejora en las instrucciones SSE

Procesadores AMD

Entre los procesadores que ha fabricado AMD cabe destacar los siguientes

AMD Athlon

AMD Athlon es el nombre que recibe una gama de microprocesadores compatibles con

la arquitectura x86 disentildeados por AMD

AMD Athlon

El Athlon original Athlon Classic fue el primer procesador x86 de seacuteptima generacioacuteny en un principio mantuvo su liderazgo de rendimiento sobre los microprocesadores deIntel AMD ha continuado usando el nombre Athlon para sus procesadores de octavageneracioacuten Athlon 64

El procesador Athlon se lanzoacute al mercado el 21 de agosto de 1999 El primer nuacutecleo del

Athlon conocido en clave como K7 (en homenaje a su predecesor el K6) estuvodisponible incialmente en versiones de 500 a 650 MHz pero despueacutes alcanzoacutevelocidades de hasta 1 GHz El procesador es compatible con la arquitectura x86 y debeser conectado en placas base con Slot A que son compatibles mecaacutenicamente pero noeleacutectricamente con el Slot 1 de Intel

Internamente el Athlon es un redisentildeo de su antecesor al que se le mejoroacutesubstancialmente la unidad de coma flotante y se le aumentoacute la memoria cacheacute deprimer nivel (L1) a 128 KB Ademaacutes incluye 512 KB de cacheacute de segundo nivel (L2)externa al circuito integrado del procesador y funcionando por lo general a la mitad develocidad del mismo El bus de comunicacioacuten es compatible con el protocolo EV6

usado en los procesadores DEC 21264 de Alpha funcionando a una frecuencia de 100MHz DDR (Dual Data Rate 200 MHz efectivos)

El resultado fue el procesador x86 maacutes potente del momento El Athlon Classic secomercializoacute hasta enero de 2002

En teacuterminos econoacutemicos el Athlon Classic fue un eacutexito no soacutelo por meacuteritos propios y subajo precio comparado con la competencia sino tambieacuten por los problemas deproduccioacuten de Intel

AMD Athlon 64

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

Page 21: Arquitectura Del Procesador

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El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generacioacuten que implementa elconjunto de instrucciones AMD64 que fueron introducidas con el procesador Opteron

Por primera vez en la historia de la informaacutetica el conjunto de intrucciones x86 no hasido ampliado por Intel De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para

sus proacuteximos procesadores como el Xeon Nocona Intel llama a su implementacioacutenExtended Memory Technology -Tecnologiacutea de Memoria Extendida- (EM64T) y escompletamente compatible con la arquitectura AMD64

La arquitectura AMD64 parace que seraacute la arquitectura informaacutetica dominante de lageneracioacuten de 64 bits al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel

El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado delmicroprocesador y otras mejoras de arquitecctura que le dan un mejor rendimiento quelos anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad inclusoejecutando coacutedigo heredado de 32 bits AMD ha elegido un sistema de medida del

rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendriacutea que funcionarun hipoteacutetico Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon64 en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente

Hay dos variantes del Athlon 64 El Athlon 64 y el Athlon 64-FX El Athlon 64-FX essimilar al Opteron y maacutes potente que el Athlon 64 normal El Athlon 64 puede ejecutarcoacutedigo de 16 bits 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD En la actualidadLinux OpenBSD FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64mientras que Microsoft ha sacado una versioacuten preliminar de Windows XP para equiposde 64 bits

El Athlon 64 tambieacuten presenta una tecnologiacutea de reduccioacuten de la velocidad delprocesador llamada Cool n Quiet -Friacuteo y Silencioso- Cuando el usuario estaacuteejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador la velocidad del mismoy su voltaje se reducen Esto provoca que los maacuteximos de consumo bajen de 89 W a 22W

El Athlon 64 puede funcionar en dos zoacutecalos para CPU Uno utiliza tiene 754 patiilas yel otro 939 patillas El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidadmientra que el de mayor patillaje soporta los maacutes rapidos incluyendo en Athlon 64-FXEl FX admite memoria RAM DDR de doble canal pero solo en los caros moacutedulos de

memoria registrada AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versioacuten de 939 patillasdel Athlon 64 que soportariacutea memoria RAM DDR de doble canal en los maacuteseconoacutemicos moacutedulos sin buffer

Athlon XP

Cuando Intel sacoacute el Pentium IV a 17 GHz en abril de 2001 se vio que el AthlonThunderbird no estaba a su nivel Ademaacutes no era praacutectico aumentar la velocidad delAthlon Thunderbird a maacutes de 14 GHz por problemas de consumo eleacutectrico y dedisipacioacuten de calor

Para intentar seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadoresx86 AMD tuvo que disentildear un nuevo nuacutecleo

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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AMD lanzoacute la tercera gran revisioacuten del Athlon conocido en clave como Palomino el14 de mayo de 2001 Todos los Athlon a partir del nuacutecleo Palomino fuerondenominados geneacutericamente como Athlon XP

Los cambios principales respecto al nuacutecleo anterior fueron mejoras de rendimiento que

lo hacen un 10 maacutes raacutepido que un Athlon Thunderbird a la misma velocidad de relojSu velocidad de reloj se situoacute entre 13 y 17 GHz Ademaacutes el nuacutecleo Palomino fue elprimero en incluir el conjunto de instrucciones SSE de Intel ademaacutes de las 3DNowpropias de AMD Por desgracia el nuacutecleo Palomino seguiacutea teniendo problemas con ladisipacioacuten de calor lo que haciacutea que se calentara demasiado

Debido a las mejoras de rendimiento a la misma velocidad de reloj respecto a losnuacutecleos anteriores los Athlon XP fueron comercializados no por su velocidad de relojsino mediante una iacutendice de prestaciones relativas conocido como PR

Este iacutendice indica la velocidad de reloj equivalente de un Athlon Thunderbird con el

mismo rendimiento que un Athlon XP Por ejemplo el Athlon XP 1800+ funcionarealmente a 15 GHz pero indica que tiene un rendimiento equivalente a un hipoteacuteticoAthlon Thunderbird a 18 GHz

AMD Duron

AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con losAthlon por lo tanto con arquitectura x86 Fueron disentildeados para competir con la liacuteneade procesadores Celeron de Intel

La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64KBytes de memoria cacheacute de segundo nivel (L2) frente a los 256 KBytes de los Athlon

AMD Opteron

El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usoacute conjuntode instrucciones AMD64 tambieacuten conocido como x86-64 Tambieacuten fue el primerprocesador x86 de octava generacioacuten Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con elpropoacutesito de competir en el mercado de procesadores para servidores especialmente enel mismo segmento que el Intel Xeon

La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64bits como de 32 bits sin ninguna penalizacioacuten de velocidad Las nuevas aplicaciones de64 bits pueden acceder a maacutes de 18 exabytes de memoria frente a los 4 gigabytes de lasde 32 bits

El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidadde un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoriaprincipal Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por uncircuito integrado externo seguacuten se introduzcan nuevas tecnologiacuteas de memoria en esecaso se pierden las ventajas anteriores Esto hace que sea necesario lanzar al mercadonuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologiacuteas de memoria

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a traveacutes de uno o maacutesenlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a lamemoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para elprogramador

La forma de nombrar a los Opteron es nueva cada procesador se identifica por tresdiacutegitos donde el primero es un iacutendice de cantidad (indica si el procesador estaacute disentildeadopara funcionar en equipos totalizando uno dos cuatro u ocho Opterons) y los otros dosson un iacutendice de velocidad

AMD Sempron

El Sempron es un procesador de bajo costo con arquitectura X86 fabricado por AMDEl AMD Sempron reemplaza al procesador Duron siendo su principal competidor elprocesador Celeron de Intel Las primeras versiones fueron lanzadas al mercado enagosto de 2004

Procesador Sempron 3000+

Las versiones iniciales de este procesador estaban basadas en el nuacutecleoThoroughbredThorton del Athlon XP con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y unbus de 166 MHz (FSB 333) Su iacutendice de prestaciones relativas (PR) se situaba entre2400+ y 2800+ dependiendo del modelo aunque el iacutendice no es calculado de la mismaforma que para los Athlon XP siendo los Sempron algo maacutes lentos a mismo iacutendice deprestaciones relativas

Posteriormente el Sempron se basoacute en el nuacutecleo Barton del Athlon XP Esta versioacuten

teniacutea un iacutendice de prestaciones relativas de 3000+ y poseiacutea una cacheacute de segundo nivelde 512 KB

Las versiones del Sempron basadas en el Athlon XP se puede emplear en placas basecon zoacutecalo de procesador Socket A

Las uacuteltimas versiones usan una variante del nuacutecleo del Athlon 64 llamada Paris que noimplementa el conjunto de instrucciones AMD64 pero si el controlador de memoriaCuenta con una cacheacute de segundo nivel de 256 KB y su iacutendice de prestaciones relativases de 3100+ Esta versioacuten del Sempron se puede emplear en placas base con zoacutecalo deprocesador Socket 754

AMD64

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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La arquitectura de CPU AMD64 (de codigo interno Hammer) representa la entrada deAMD dentro del mercado de los microprocesadores de 64 bits

Inicialmente conocida como x86-64 es la extensioacuten del conjunto de instrucciones x86para manejar direcciones de 64 bits realizada por AMD Ademaacutes de una simple

extensioacuten contempla mejoras adicionales como duplicar el nuacutemero y el tamantildeo delnuacutemero de registros de uso general y de instrucciones SSE

El primer procesador con soporte para este conjunto de instrucciones fue el Opteronlanzado en abril de 2003

La tecnologiacutea AMD64 se corresponde con la uacuteltima generacioacuten de procesadores deAMD comuacutenmente llamada K8 (octava generacioacuten) Una de sus caracteriacutesticasprincipales como ya se ha dicho la implementacioacuten del conjunto de instrucciones x86-64 que permiten trabajar con 64 bits siendo tambieacuten capaces de funcionar con lasinstrucciones x86 tradicionales de manera nativa lo que les hace compatibles con todos

los sistemas operativos y aplicaciones actuales

Por ahora soacutelo algunas distribuciones de GNULinux ofrecen la posibilidad de usar unsistema operativo de 64 bits A pesar de esto cabe destacar que el juego de instruccionesx86-64 es soacutelo una de las mejoras que ofrece esta tecnologiacutea como la introduccioacuten delbit NX el controlador de memoria integrado y un nuacutemero de intrucciones por ciclomuy elevado en comparacioacuten con los Pentium 4 Northwood y Prescott de Intel loque le permite igualar a eacutestos en rendimiento a una frecuencia de reloj maacutes baja y porende con un consumo inferior

El bit NX (del ingleacutes No Execute no ejecutar) es una caracteriacutestica del procesadorque previene que cierta clase de coacutedigo malicioso (gusanos virus etceacutetera) pueda tomarel control de la computadora mediante una ataque de desbordamiento de buacutefer El bitNX (anteriormente llamado DEP del ingleacutes Data Execution Protection proteccioacuten deejecucioacuten de datos) estaacute disponible como opcioacuten de software en los sistemas operativosWindows XP Service Pack 2 y Windows Server 2003 Service Pack 1

Hay dos versiones de AMD64 para los antiguos zoacutecalos 754 (simple canal de memoria)y para los zoacutecalos 939 (doble canal de memoria) Las versiones antiguas de AMD64usan transistores de 130 nanoacutemetros mientras que las modernas los usan de 90nanoacutemetros

MEMORIAS

Son circuitos integrados capaces de almacenar informacioacuten digital a los que tieneacceso el microprocesador del equipo de computacioacuten Las memorias podemosdividirlas en

Memoria Principal entre las cuales tenemos podemos mencionar

1 La memoria de soacutelo lectura o ROM es utilizada como medio de almacenamientode datos en los ordenadores Debido a que no se puede escribir faacutecilmente su

uso principal reside en la distribucioacuten de programas que estaacuten estrechamenteligados al soporte fiacutesico del ordenador y que seguramente no necesitaraacuten

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

Page 25: Arquitectura Del Procesador

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actualizacioacuten Por ejemplo una tarjeta graacutefica puede realizar algunas funcionesbaacutesicas a traveacutes de los programas contenidos en la ROM

Una razoacuten de que todaviacutea se utilice la memoria ROM para almacenar datos es lavelocidad ya que los discos son maacutes lentos Auacuten maacutes importante no se puede

leer un programa que es necesario para ejecutar un disco desde el propio discoPor lo tanto el BIOS o un sistema de arranque del ordenador normalmente seencuentran en la memoria ROM

Los chips claacutesicos de memoria ROM son escritos durante su realizacioacuten y sepuede cambiar su contenido despueacutes

bull Memoria PROM (Programmable Read-Only Memory) la memoria de soacutelolectura programable puede ser escrita (programada) a traveacutes de un dispositivoespecial un programador PROM La escritura de la memoria PROM tiene lugarfundiendo los fusibles necesarios por lo que la memoria PROM solo puede ser

programada una vez

bull Memoria EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y borrable puede ser borrada mediante suexposicioacuten a la luz ultravioleta y luego se puede rescribir con un programadorEPROM Una exposicioacuten repetida a la luz ultravioleta puede destruireventualmente la memoria EPROM pero generalmente es necesario muchasexposiciones antes de que la memoria EPROM se haga inutilizable

bull Memoria Flash o EEPROM (Electrically Erasable Read-Only Memory) lamemoria de solo lectura programable y eleacutectricamente borrable puede serborrada eleacutectricamente y luego escrita sin sacarla del ordenador Esta forma deescritura es maacutes lenta que copiar en la memoria RAM o leer desde cualquiermemoria ROM

La memoria RAM normalmente es maacutes raacutepida de leer que la mayoriacutea de lasmemorias ROM por lo tanto el contenido ROM se suele trasvasar normalmentea la memoria RAM cuando se utiliza

2 Memorias tipo ROM (Read Only Memory) Memoria de solo Lectura quealmacenan coacutedigos de programa grabados en faacutebrica a veces protegidos por

derechos de autor Es una memoria de semiconductor no destructible es decirque no se puede escribir sobre ella y que conserva intacta la informacioacutenalmacenada incluso en el caso de interrupcioacuten de corriente (memoria no volaacutetil)La ROM suele almacenar la configuracioacuten del sistema o el programa dearranque del ordenador

3 Memorias tipo RAM (Random Access Memory) Memoria de accesoaleatorio almacena datos que pueden ser escritos y borrados atendiendo a losprocesos de computacioacuten Aleatorio indica que sus localidades pueden seraccedidas directamente dando rapidez a los procesos a diferencia de lasmemorias seriales en que para llegar a una localidad hay que pasar antes por laslocalidades previas

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

Page 26: Arquitectura Del Procesador

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El microprocesador direcciona las localidades de la RAM para obtener coacutedigos deprograma y para colocar los resultados de instrucciones

El bloque RAM los CI de ROM y los discos de almacenamiento masivo de datosconforman el subsistema de memoria de una CPU

Se trata de una memoria volaacutetil es decir pierde su contenido al desconectar la energiacuteaeleacutectrica Se utilizan normalmente como memorias temporales para almacenarresultados intermedios y datos similares no permanentes

Se dividen en estaacuteticas y dinaacutemicas Una memoria RAM estaacutetica mantiene su contenidoinalterado mientras esteacute alimentada La informacioacuten contenida en una memoria RAMdinaacutemica se degrada con el tiempo llegando eacutesta a desaparecer a pesar de estaralimentada Para evitarlo hay que restaurar la informacioacuten contenida en sus celdas aintervalos regulares operacioacuten denominada refrescoLas memorias se agrupan en moacutedulos que se conectan a la placa madre del ordenador

Seguacuten los tipos de conectores que lleven los moacutedulos se clasifican en Moacutedulos SIMM(Single In-line Memory Module) con 30 o 72 contactos Y los Moacutedulos DIMM con 168contactos

Moacutedulo PC66 SDRAM

Tipos De Memoria RAM Dinaacutemica (DRAM)

Memoria DRAM

La memoria DRAM ( Dynamic Random Access Memory) es la que montan las placasbase como memoria principal del sistema donde se almacenan las aplicaciones en

ejecucioacuten y los datos que se estaacuten gestionando en cada momento Se refresca cientos deveces por segundo y cuanto mayor cantidad pongamos a disposicioacuten de nuestro PC(dentro de unos liacutemites claro estaacute) mejores resultados obtendremos

Entre sus ventajas maacutes importantes encontramos el bajo coste en comparacioacuten con otrastecnologiacuteas mucho maacutes caras y complejas Ademaacutes sus prestaciones sonsuficientemente raacutepidas como para cubrir las necesidades de los procesadores que hastahace poco se estaban utilizando Entre sus mayores desventajas encontramos lanecesidad de refrescar la memoria cientos de veces por segundo ya que soacutelo unmomento sin energiacutea haraacute que todos los datos se pierdan Por ello estos chips consumenuna gran cantidad de energiacutea y requieren de un control constante

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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En un primer momento los chips de 8 oacute 16 kbytes eran soldados directamente a la placabase Eran las conocidas laquocucarachasraquo que los mayores seguramente recordaraacuten Dadaslas tremendas necesidades de ampliacioacuten de los PC pronto se distribuyeron en forma demoacutedulos intercambiables que podiacutean ser combinados para conseguir distintas cantidadesde memoria

FPM ( Fast Page Mode) es una memoria muy popular ya que era la que seincluiacutea en los antiguos 386 486 y primeros Pentium Alcanza velocidades dehasta 60 nanosegundos La podemos encontrar en los veteranos moacutedulos SIMMde 30 contactos y los posteriores de 72

EDO ( Extended Data Output) la memoria EDO a diferencia de la FPM quesoacutelo podiacutea acceder a un solo byte al tiempo permite mover un bloque completode memoria a la memoria cacheacute del sistema mejorando asiacute las prestacionesglobales Gracias a una mayor calidad se alcanzaron velocidades de hasta 45nanosegundos Podemos encontrarla en los Pentium Pentium Pro y los primerosPentium II Se presentan en moacutedulos SIMM de 72 contactos y en los primeros

DIMM de 168 contactos funcionando a 5 y 33 voltios BEDO ( Burst Extended Data Output) disentildeada originalmente para la familia

de chipsets HX permite transferir datos al procesador en cada ciclo de relojaunque no de forma continuada sino a raacutefagas (burst) reduciendo los tiemposde espera del procesador aunque sin conseguir eliminarlos del todo

SDRAM (Synchronous DRAM ) es un tipo de memoria siacutencrona que sesincroniza con la velocidad del procesador pudiendo obtener informacioacuten encada ciclo de reloj evitando asiacute los estados de espera que se produciacuteananteriormente La SDRAM es capaz de soportar las actuales velocidades del busa 100 y 133 MHz alcanzando velocidades por debajo de los 10 ns Laencontramos en la praacutectica mayoriacutea de los moacutedulos DIMM de 168 contactos a laventa hoy diacutea Dentro de la familia de chipset de Intel fue soportada a partir delos modelos VX y TX Es la maacutes utilizada en estos momentos

PC-100 DRAM es un tipo de memoria SDRAM que cumple unas estrictasnormas referentes a calidad de los chips y disentildeo de los circuitos impresosestablecidas por Intel El objetivo es garantizar un funcionamiento estable de lamemoria RAM a velocidades de bus de 100 MHz Como es loacutegico para que unmoacutedulo cumpla con esta especificacioacuten es necesario que integre chips de buenacalidad circuitos impresos especialmente disentildeados al efecto y ha de ofrecerunos ciclos de memoria bastante exigentes

PC-133 DRAM otra especificacioacuten muy parecida a la anterior y de grandes

exigencias teacutecnicas para garantizar que el moacutedulo de memoria que la cumplafuncione correctamente a las velocidades de bus de 133 MHz DDR SDRAM ( Double Data Rate SDRAM o SDRAM II) un tipo de memoria

SDRAM mejorada que puede alcanzar velocidades de hasta 200 MHz Cuentacon mecanismos para duplicar las prestaciones obtenidas a la velocidad del relojdel sistema

ESDRAM ( Enhanced SDRAM ) incluye una pequentildea memoria estaacutetica en elinterior del chip SDRAM Con ello las peticiones de ciertos accesos pueden serresueltas por esta raacutepida memoria aumentando las prestaciones Se basa en unprincipio muy similar al de la memoria cacheacute utilizada en los procesadores Es lacompetencia de la DDR SDRAM

DRDRAM ( Direct Rambus DRAM ) es un tipo de memoria de 64 bits quealcanza raacutefagas de 2 ns picos de varios Gbytessg y funciona a velocidades de

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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hasta 800 MHz Es el complemento ideal para las tarjetas graacuteficas AGPevitando los cuellos de botella entre la tarjeta graacutefica y la memoria principaldurante el acceso directo a memoria (DMA) para el manejo de las texturasgraacuteficas Sus prestaciones que dependen en buena medida de la velocidad a laque opere no son tan impresionantes como pareciacutean y por el momento soacutelo se

hacen notar en operaciones graacuteficas que utilicen mucho la RAM para almacenartexturas del puerto AGP Es el tipo de memoria instalada en los moacutedulos RIMM SLDRAM (Sync Link DRAM ) se basa al igual que la DRDRAM en un

protocolo propietario que separa las liacuteneas CAS RAS y de datos Los tiemposde acceso no dependen de la sincronizacioacuten de muacuteltiples liacuteneas por lo que estetipo de memoria promete velocidades superiores a los 800 MHz ya que ademaacutespueden operar al doble de la velocidad del reloj del sistema Es un estaacutendarabierto y se espera que compita e incluso se imponga a DRDRAM

Moacutedulos DIMM

Su nombre es la abreviatura de Dual In-line Memory Module son la evolucioacuten de losanteriores y cuentan con 168 contactos El tiempo de respuesta es notablemente inferiorpor debajo de los 10 nanosegundos

Es el maacutes coacutemodo de todos dado que puede instalarse de manera individual no siendonecesario hacer coincidir marcas y modelos sobre la misma placa Para insertarlos sobreel banco de memoria tan soacutelo habraacute que hacer coincidir las pestantildeas que encontraremosen el centro y laterales del moacutedulo Bastaraacute una presioacuten en los extremos del moacutedulo paraque eacuteste quede insertado

Moacutedulos RIMM

El uacuteltimo de los moacutedulos que podemos encontrar son los RIMM (Rambus InlineMemory Module) utilizados para montar memoria de tipo RAMBUS Este tipo dememoria apoyado por Intel y creado por la empresa Rambus exige a los fabricantes elpago de royalties en concepto de uso razoacuten por la cual salvo Intel el resto de empresas del sector se decantan por la utilizacioacuten de otras memorias

Estos moacutedulos de memoria se caracterizan por estar cubiertos con una proteccioacutenmetaacutelica generalmente de aluminio que tambieacuten ayuda a su correcta refrigeracioacuten

Moacutedulo DDR

Este tipo de memoria actualmente muy usado desplazoacute del mercado a las

memorias RIMM por el bajo costo y excelente velocidad que llega a ser hasta de 400MHz

Memoria SRAM

Representa la abreviatura de Static Random Access Memory y es la alternativa a laDRAM No precisa de tanta electricidad como la anterior para su refresco y movimiento

de las direcciones de memoria por lo que en resumidas cuentas funciona maacutes raacutepidaSin embargo tiene un elevado precio por lo que de momento se reserva para ser

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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utilizada en la memoria cacheacute de procesadores y placas base cuyo tamantildeo suele sermuy reducido comparado con la RAM del sistema Asiacute y atendiendo a la utilizacioacuten dela SRAM como memoria cacheacute de nuestros sistemas informaacuteticos tenemos tres tipos

Async SRAM la memoria cacheacute de los antiguos 386 486 y primeros Pentium

asiacutencrona y con velocidades entre 20 y 12 nanosegundos Sync SRAM es la siguiente generacioacuten capaz de sincronizarse con el

procesador y con una velocidad entre 12 y 85 nanosegundos Muy utilizada ensistemas a 66 MHz de bus

Pipelined SRAM se sincroniza igualmente con el procesador Tarda en cargarlos datos maacutes que la anterior aunque una vez cargados accede a ellos con maacutesrapidez Opera a velocidades entre 8 y 45 nanosegundos

Memoria Tag RAM

Este tipo de memoria almacena las direcciones de memoria de cada uno de los datos de

la DRAM almacenados en la memoria cacheacute del sistema Asiacute si el procesador requiereun dato y encuentra su direccioacuten en la Tag RAM va a buscarlo inmediatamente a lacacheacute lo que agiliza el proceso

Memoria VRAM

Esta es la memoria que utiliza nuestro controlador graacutefico para poder manejar toda lainformacioacuten visual que le manda la CPU del sistema y podriacutea ser incluida dentro de lacategoriacutea de Peripheral RAM La principal caracteriacutestica de esta clase de memoria esque es accesible de forma simultaacutenea por dos dispositivos De esta manera es posibleque la CPU grabe informacioacuten en ella mientras se leen los datos que seraacuten visualizadosen el monitor en cada momento

1 2 Memoria Cacheacute La memoria cacheacute es un tipo especial de memoria que poseen

los ordenadores Esta memoria se situacutea entre el microprocesador y la memoriaRAM y se utiliza para almacenar datos que se utilizan frecuentemente Estamemoria permite agilizar la transmisioacuten de datos entre el microprocesador y lamemoria principal Es de acceso aleatorio (tambieacuten conocida como accesodirecto) y funciona de una manera similar a como lo hace la memoria principal(RAM) siendo la memoria cacheacute mucho maacutes raacutepida que la RAM Por otro lado

el teacutermino cacheacute puede utilizarse tambieacuten para una zona de memoria de discodenominado cacheacute de disco ( Disk cache o Cache buffer en ingleacutes)

Caracteriacutesticas generales

Con el aumento de la rapidez de los microprocesadores ocurrioacute la paradoja de que lasmemorias principales no eran suficientemente raacutepidas como para poder ofrecerles losdatos que eacutestos necesitaban Por esta razoacuten los ordenadores comenzaron a construirsecon una memoria cacheacute interna situada entre el microprocesador y la memoria principal

Ademaacutes la cacheacute contiene los datos que maacutes se usan para reducir el tiempo de espera a

los mismos Por supuesto este aumento de velocidad (unas 5 veces maacutes raacutepida) conllevaun elevado aumento de precio

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

Page 30: Arquitectura Del Procesador

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Existen dos tipos de memoria cacheacute cuyo funcionamiento es anaacutelogo

L1 o interna (situada dentro del propio procesador y por tanto de acceso auacutenmaacutes raacutepido y auacuten maacutes cara) La cacheacute de primer nivel contiene muy pocoskilobytes (unos 32 oacute 64 Kb)

L2 o externa (situada entre el procesador y la RAM) Los tamantildeos tiacutepicos de lamemoria cacheacute L2 oscilan en la actualidad entre 256 kb y 1 Mb

Memoria secundaria Conjunto de dispositivos perifeacutericos para elalmacenamiento masivo de datos de un ordenador

El Diskette el Disco Duro o disco fijo las unidaes oacutepticas las unidades de memoria-flash y los discos Zip pertenecen a esta categoriacutea

Estos dispositivos perifeacutericos quedan vinculados a la Memoria Principal o memoriainterna conformando el Sub-sistema de Memoria del ordenador

Lista de dispositivos vinculados a la memoria secundaria

CD CD-R CD-RW DVD Diskette Disco duro Cinta magneacutetica Memoria flash

BUS

Bus es una voz inglesa que significa transporte Aplicada a la informaacutetica permitesignificar la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistemacomputacional en funcionamiento En el bus todos los nodos reciben los datos aunqueno se dirijan a todos los nodos los nodos a los que no van dirigidos simplemente loignoran

Este sistema se usan a veces incluso en otras topologiacuteas como la ethernet que aunquees en forma de estrella se comporta como un bus cuando el concentrador es un hub en

vez de un switch

En Informaacutetica bus es el conjunto de conductores eleacutectricos en forma de pistasmetaacutelicas impresas sobre la tarjeta madre del computador por donde circulan lassentildeales que corresponden a los datos binarios del lenguaje maacutequina con que opera elMicroprocesador

Hay tres clases de buses Bus de Datos Bus de Direcciones y Bus de Control Elprimero mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como elTeclado el Escaacutener el Ratoacuten etc de salida como la Impresora el Monitor o la tarjetade Sonido y de Almacenamiento como el Disco Duro el Diskette o la Memoria-Flash

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

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Estas transferencias que se dan a traveacutes del Bus de Datos son gobernadas por variosdispositivos y meacutetodos de los cuales el Controlador PCI Peripheral ComponentInterconnect Interconexioacuten de componentes Perifeacutericos es uno de los principales Sutrabajo equivale simplificando mucho el asunto a una central de semaacuteforos para eltraacutefico en las calles de una ciudad

El Bus de Direcciones por otra parte estaacute vinculado al bloque de Control de la CPUpara tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecucioacuten de losprocesos de coacutemputo

El Bus de Control transporta sentildeales de estado de las operaciones efectuadas por el CPUcon las demaacutes unidades

Una tarjeta-madre tipo ATX tiene tantas pistas eleacutectricas destinadas a buses comoanchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU 64 para el Bus dedatos y 32 para el Bus de Direcciones

El ancho de canal explica la cantidad de bits que pueden ser transferidossimultaacuteneamente Asiacute el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez

Para el Bus de Direcciones el ancho de canal explica asiacute mismo la cantidad deubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar Esacantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32 potencia 2 porque son dos lassentildeales binarias los bits 1 y 0 y 32 potencia porque las 32 pistas del Bus deDirecciones son en un instante dado un conjunto de 32 bits

Asiacute el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puededireccionar maacutes de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32bits de su Bus

PUERTOS

Un puerto es una forma geneacuterica de denominar a una interfaz por la cual diferentes tiposde datos pueden ser enviados y recibidos Dicha interfaz puede ser fiacutesica o puede ser anivel software La variedad es diversa aunque en la actualidad solo se estaacuten usandoalgunos de los que a continuacioacuten mencionaremos

El Puerto ISA (Industry Standard Architecture) Es un puerto creado porIBM en 1980 en Boca Raton Florida para ser empleado en los IBM PCs

La versioacuten original era de 8 bits y funcionaba a 477 MHz la misma velocidad que elprocesador Intel 8088 empleado en el IBM PC Posteriormente cuando se lanzaronnuevos PCs con el procesador Intel 80286 se creoacute una extensioacuten de 16 bits y seaumentoacute su velocidad a 8 MHz Esta extensioacuten es compatible de forma descendente conel puerto ISA de 8 bits

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Puerto ISA de una placa base para Pentium I

El ancho de banda maacuteximo del puerto ISA de 16 bits es de 16 MBytessegundo

Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales tales como tarjetas deviacutedeo de alta resolucioacuten por lo que el puerto ISA no se emplea en los PCs modernos

(2004) en los que ha sido substituido por el puerto PCI

Las ranuras del puerto ISA miden 85 cm en la versioacuten de 8 bits y 14 cm en la de 16bits su color suele ser negro

El Puerto PCI (Peripheral Component Interconnect) La interconexioacuten decomponentes perifeacutericos [Peripheral Component Interconnect (PCI)] es unpuerto de computadora estaacutendar para conectar dispositivos perifeacutericos a la tarjetamadre de la computadora (llamado puerto local) Estos dispositivos pueden sercircuitos integrados ajustados en la misma tarjeta madre (llamado dispositivosplanares en la especificacioacuten PCI) o tarjetas de expansioacuten que se ajustan en

enchufes

Es comuacuten en PCs donde ha desplazado el ISA como el puerto estaacutendar pero es tambieacutenusado en otro tipo de computadoras A diferencia de los puertos ISA el puerto PCIpermite configuracioacuten dinaacutemica de un dispositivo perifeacuterico En el tiempo de arranquede la maacutequina las tarjetas PCI y el sistema BIOS interactuacutean y negocian los recursos queson pedidos por la tarjeta PCI Esto permite asignacioacuten de IRQs y direcciones del puertopor medio de un proceso dinaacutemico diferente del puerto ISA donde los IRQs tienen queser configurados manualmente usando jumpers externos

Puerto PCI de una placa base para Pentium I

A parte de esto el puerto PCI proporciona una descripcioacuten detallada de todos losdispositivos PCI conectados a traveacutes del espacio de configuracioacuten PCI

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

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El Puerto AGP ( AcceleratedAdvance Graphics Port) puerto de graacuteficos aceleradoavanzado es un puerto desarrollado por Intel en 1996 como solucioacuten alos cuellos de botella que se produciacutean en las tarjetas graacuteficas que usaban elpuerto PCI El disentildeo parte de las especificaciones PCI

El puerto AGP es de 32 bit como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8canales mas adicionales para acceso a la memoria RAM Ademaacutes puede accederdirectamente a esta a traveacutes del NorthBrigde pudiendo emular asiacute memoria de viacutedeo enla RAM La velocidad del puerto es de 66 MHz

El puerto AGP actualmente se utiliza exclusivamente para conectar tarjetas graacuteficas porlo que soacutelo suele haber una ranura Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a unlado de las ranuras PCI

El Puerto ARM (Audio Riser Modem) Ranura de expansioacuten en la placamadre para dispositivos de audio como tarjetas de sonido o modems lanzada en

1998 cuenta con 16 pines y es parte del estaacutendar de audio AC97 aun vigente ennuestros diacuteas

En un principio se disentildeo como ranura de expansioacuten para dispositivos econoacutemicos deaudio o comunicaciones ya que estos hariacutean uso de los recursos de la maquina como elmicroprocesador y la memoria RAM Esto poco existo ya que fue lanzado en unmomento en que la potencia de las maquinas no era la adecuada para soportar esta cargay el mal o escaso soporte de los drivers para estos dispositivos en sistemas operativos que no fuesen Windows

Desaparecido por completo en los modelos de placas madre para Pentium IV y a partirde AMD en Soket A

El Puerto USB (Universal Serial Bus) el puerto Usb provee un estaacutendar depuerto serie para conectar dispositivos a una computadora (usualmente a unaPC) Un sistema USB tiene un disentildeo asimeacutetrico que consiste en un soloservidor y muacuteltiples dispositivos conectados en una estructura de aacuterbolutilizando dispositivos hub especiales Se pueden conectar hasta 127dispositivos a un solo servidor pero la suma debe incluir a los hubs tambieacuten asiacute que el total de dispositivos realmente usables disminuye un poco

El estaacutendar incluye la transmisioacuten de energiacutea eleacutectrica al dispositivo conectado Algunosdispositivos requieren potencia miacutenima asiacute que varios pueden ser conectados sinnecesitar fuentes de alimentacioacuten extra La mayoriacutea de los hubs incluyen fuentes dealimentacioacuten que brindan energiacutea a los dispositivos conectados a ellos pero algunosdispositivos gastan tanta energiacutea que necesitan su propia fuente de alimentacioacuten Loshubs con fuente de alimentacioacuten pueden proporcionarle corriente eleacutectrica a otrosdispositivos sin quitarle corriente al resto de la conexioacuten (dentro de ciertos liacutemites)

El disentildeo del USB teniacutea en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadaspara poner en los puertos bus ISA o PCI y mejorar las capacidades plug-and-playpermitiendo a esos dispositivos ser conectados o deconectados al sistema sin necesidad

de reiniciar Cuando un nuevo dispositivo es conectado el servidor lo enumera y agregael software necesario para poder funcionar

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

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El USB pude conectar perifeacutericos como ratones teclados escaacuteneres caacutemaras digitalesimpresoras discos duros y componentes de red Para dispositivos multimedia comoescaacuteneres y caacutemaras digitales el USB se ha convertido en el meacutetodo estaacutendar deconexioacuten Para impresoras el USB ha crecido tambieacuten en popularidad que ha empezadoa desplazar a los puertos paralelos porque el USB hace sencillo el poder agregar maacutes de

una impresora a una computadora

En el caso de los discos duros el USB es poco probable que reemplace completamentea los buses como el ATA (IDE) y el SCSI porque el USB tiene un rendimiento un pocomaacutes lento que esos otros estaacutendares El nuevo estaacutendar Serial ATA permite tasas detransferencia hasta aproximadamente 150 MB por segundo Sin embargo el USB tieneuna importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sintener que abrir el sistema lo cual es uacutetil para dispositivos de almacenamiento desinstalables Hoy en diacutea una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USBportaacutetiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacioacuten con los ATA(IDE)

El USB no ha remplazado completamente a los teclados AT y ratoacuten PS2 perovirtualmente todas las tarjetas madres de PC traen uno o maacutes puertos USB En el tiempode este escrito la mayoriacutea de las tarjetas madres traen muacuteltiples conexiones USB 20

El estaacutendar USB 11 teniacutea 2 velocidades de transferencia 15 Mbits para tecladosmouse joysticks etc y velocidad completa a 12 Mbits La mayor ventaja del estaacutendarUSB 20 es antildeadir un modo de alta velocidad de 480 Mbits En su velocidad maacutes altael USB compite directamente con FireWire (excepto en el aacuterea de caacutemaras digitalesportables el USB tiene limitaciones tecnoloacutegicas que prohiben su uso viable en estaaacuterea)

Las especificaciones USB 10 11 y 20 definen 2 tipos de conectores para implementardispositivos al servidor A y B Sin embargo la capa mecaacutenica ha cambiado en algunosconectores Por ejemplo el IBM UltraPort es un conector USB privado localizado en laparte superior del LCD de los laptops de IBM Utiliza un conector mecaacutenico diferentemientras mantiene las sentildeales y protocolos caracteriacutesticos del USB Otros fabricantes deartiacuteculos pequentildeos han desarrollado tambieacuten sus medios de conexioacuten pequentildeos y unagran variedad de ellos han aparecido

Una extensioacuten del USB llamada USB-On-The-Go permite a un puerto actuar como

servidor o como dispositivo - esto se determina por queacute lado del cable esta conectado alaparato Incluso despueacutes de que el cable estaacute conectado y las unidades se estaacutencomunicando las 2 unidades pueden cambiar de rol bajo el control de un programaEsta facilidad estaacute especificamente disentildeada para dispositivos como PDA donde elenlace USB podriacutea conectarse a un PC como un dispositivo y conectarse como servidora un teclado o ratoacuten El USB-On-The-Go tambieacuten ha disentildeado 2 conectores pequentildeosel mini-A y el mini-B asiacute que esto deberiacutea detener la proliferacioacuten de conectoresminiaturizados de entrada

FUENTES DE ALIMENTACIOacuteN

La Fuente de Alimentacioacuten es un montaje eleacutectricoelectroacutenico capaz de transformar lacorriente de la red electrica en una corriente que el PC pueda soportar

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Esto se consigue a traveacutes de unos procesos electroacutenicos que son

Transformacioacuten Rectificacioacuten

Filtrado Estabilizacioacuten

Tipos de Fuentes de PoderLas dos fuentes que podremos encontrarnos cuando abramos un ordenador pueden ser

AT o ATX

Las fuentes de alimentacioacuten AT fueron usadas hasta que aparecioacute el Pentium MMX esen ese momento cuando ya se empezariacutean a utilizar fuentes de alimentacioacuten ATX

Las caracteriacutesticas de las fuentes AT son que sus conectores a placa base variacutean de los

utilizados en las fuentes ATX y por otra parte quizaacutes bastante maacutes peligroso es que lafuente se activa a traveacutes de un interruptor y en ese interruptor hay un voltaje de 220vcon el riesgo que supondriacutea manipular el PC

Tambieacuten destacar que comparadas tecnoloacutegicamente con las fuentes ATX las AT sonun tanto rudimentarias electroacutenicamente hablando

En ATX es un poco distinto ya que se moderniza el circuito de la fuente y siempreestaacute activa aunque el ordenador no esteacute funcionando la fuente siempre estaacute alimentadacon una tensioacuten pequentildea para mantenerla en esperaUna de las ventajas es que las fuentes ATX no disponen de un interruptor queenciendeapaga la fuente si no que se trata de un pulsador conectado a la placa base yesta se encarga de encender la fuente esto conlleva pues el poder realizarconexionesdesconexiones por software

En Fuentes AT se daba el problema de que existian dos conectores a conectar a placabase con lo cual podia dar lugar a confusiones y a cortocircuitos la solucioacuten a ello esbasarse en un truco muy sencillo hay que dejar en el centro los cables negros que losdos conectores tienen asi no hay forma posible de equivocarse

En cambio en las fuentes ATX solo existe un conector para la placa base todo de una

pieza y solo hay una manera de encajarlo asiacute que por eso no hay problema

Existen dos tipos de conectores para alimentar dispositivos

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

Instituto Universitario De Tecnologiacutea Joseacute Antonio Anzoaacutetegui IUTJAA

Puerto La Cruz Edo Anzoaacutetegui - Venezuela

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Conector AT Conector ATX

El maacutes grande sirve para conectar dispositivos como discos duros lectores de cd-rom grabadoras dispositivos SCSI etc

Mientras que el otro visiblemente maacutes pequentildeo sirve para alimentar por ejemplodisqueteras o algunos dispositivos ZIP

CONCLUSIOacuteN

Aunque las tecnologiacuteas empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho

desde que aparecieron los primeros computadores en los antildeos 40 la mayoriacutea todaviacuteautilizan la arquitectura Von Neumann propuesta a principios de los antildeos 40 por JohnVon Neumann

La arquitectura Von Neumann describe un computador con 4 secciones principales launidad loacutegica y aritmeacutetica (ALU) la unidad de control la memoria y los dispositivosde entrada y salida (ES) Estas partes estaacuten interconectadas por un conjunto de cablesun enlace comuacuten

En este sistema la memoria es una secuencia de celdas de almacenamiento numeradasdonde cada una es un bit o unidad de informacioacuten La instruccioacuten es la informacioacutennecesaria para realizar lo que se desea con la computadora Las laquoceldasraquo contienen

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

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datos que se necesitan para llevar a cabo las instrucciones con la computadora Engeneral la memoria puede ser rescrita varios millones de veces

El tamantildeo de cada celda y el nuacutemero de celdas variacutea mucho de computadora acomputadora y las tecnologiacuteas empleadas para la memoria han cambiado bastante van

desde los releacutes electromecaacutenicos tubos llenos de mercurio en los que se formaban lospulsos acuacutesticos matrices de imanes permanentes transistores individuales a circuitosintegrados con millones de celdas en un solo chip

Con los circuitos electroacutenicos se simula las operaciones loacutegicas y aritmeacuteticas se puedendisentildear circuitos para que realicen cualquier forma de operacioacuten

CARLOS EDUARDO GUZMAacuteN BONALDE

Estudiante del 4 to Semestre de Informaacutetica

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