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Fundamentos de la arquitectura de una PC




Partes: 1, 2

  1. Principales componentes de una PC
  2. Componentes de entrada y salida
  3. Unidades de almacenamiento
  4. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

Este trabajo ha sido concebido con la finalidad de aportar un conjunto ordenado de conocimientos que permita describir la complejidad de una computadora de escritorio.

Se hace una descripción de los diversos componentes del sistema y de su funcionalidad. Se analiza, además, la interrelación que existen entre ellos haciendo posible el funcionamiento integral y armónico de un sistema de computación.

En el capítulo 1 se tratan los componentes principales de una computadora. En el capítulo 2 se analizan los dispositivos de entrada y salida y finalmente el capítulo 3 aborda los dispositivos de almacenamiento.

Esperamos que este esfuerzo sirva de punto de inicio en la labor de investigación de los estudiantes de ingeniería y de los que consideran a la informática como una herramienta poderosa para el desarrollo de sus profesiones.

CAPITULO 1

PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA PC

  1. LA PLACA MADRE O MAINBOARD

La placa madre es la tarjeta principal y es considerada como el centro nervioso de la computadora. Todos los demás componentes de los que consta un sistema se conectan a ella y quedan bajo su administración.

Físicamente, se trata de una tarjeta electrónica de material sintético sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos elementos que se encuentran atachados sobre ella. Los principales son:

  • El microprocesador.
  • La memoria
  • Los slots o ranuras de expansión.
  • Diversos chips de control, entre ellos la BIOS.
  • Conectores internos, externos y eléctricos.
  • Elementos integrados.

Veamos a continuación en la Figura 1 un ejemplo de placa madre en la que se señalan sus elementos más importantes:

  1. El bus es el "camino" que recorre un impulso eléctrico transportando datos de un componente hacia otro. Estos caminos son los medios de comunicación que permiten el intercambio de datos. En una PC se pueden encontrar varios tipos de bus:

    1. El bus del procesador es el canal de comunicación entre el procesador y los componentes de soporte, como por ejemplo la memoria caché externa. Además este bus transmite los datos hacia el bus principal del sistema. Este bus opera regularmente mucho más rápido que el resto de buses. Se compone de tres tipos de circuitos: de direcciones, de control y de datos.

    2. BUS DEL PROCESADOR

      Este bus sirve de canal de comunicación entre el procesador y la memoria. De acuerdo al fabricante de la mainboard, este bus puede ser independiente del bus del procesador o estar integrado a él.

    3. BUS DE MEMORIA

      El bus de direcciones es un subconjunto de los buses del procesador y de la memoria. Este tipo de bus es utilizado para indicar una dirección de memoria o de sistema. Este bus también determina el tamaño de la memoria de acuerdo a la cantidad de direcciones que pueda direccionar.

    4. BUS DE DIRECCIONES

      Este tipo de bus es el más conocido y usualmente se le llama simplemente "bus". Tiene una gran importancia, pues permite la comunicación con los dispositivos de video, disco o impresora. También es llamado bus principal del sistema. Su identificación física es simple, pues esta representada por las llamadas ranuras de expansión. Su evolución ha ido siempre a razón de su estandarización y su velocidad. Entre los tipos más reconocidos de bus tenemos:

      1. El Industry Standard Architecture (en inglés, Arquitectura Estándar Industrial - ISA) es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980 para ser empleado en las PC IBM.

        Los primeros eran de 8 bits y funcionaba a 4,77 MHz, la misma velocidad que el procesador Intel 8088 empleado en el IBM PC. Posteriormente, cuando se lanzaron nuevos PCs con el procesador Intel 80286, se creó una extensión de 16 bits y se aumentó su velocidad a 8 MHz. Esta extensión es compatible con el bus ISA de 8 bits.

        Este bus es insuficiente para las necesidades actuales, tales como tarjetas de vídeo de alta resolución, por lo que el bus ISA ya no se emplea en las PCs de hoy en día siendo sustituido por el bus PCI.

        Las ranuras del bus ISA miden 8,5 cm. en la versión de 8 bits y 14 cm. en la de 16 bits; su color suele ser negro.

      2. BUS INDUSTRY STANDARD ARCHITECTURE (ISA)
      3. BUS EXTENDED INDUSTRY STANDARD ARCHITECTURE (EISA)
    5. BUS DE ENTRADA/SALIDA O RANURAS DE EXPANSION
  2. BUS

El Extended Industry Standard Architecture (en inglés, Arquitectura Estándar Industrial Extendida – EISA) es una arquitectura de bus para computadores compatibles. Fue anunciado a finales de 1988 y desarrollado por el llamado "Grupo de los Nueve" (AST, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC Corporation, Olivetti, Tandy, Wyse y Zenith), vendedores de computadores clónicos como respuesta al uso por parte de IBM de su arquitectura propietaria MicroChannel (MCA) en su serie PS/2.

Tuvo un uso limitado en computadores personales con procesadores 80386 y 80486 hasta mediados de los años noventa cuando fue reemplazado por los buses locales tales como VESA y PCI.

EISA amplía la arquitectura de bus ISA a 32 bits y permite que más de una CPU comparta el bus. EISA es compatible con ISA.

1.2.4.3. PCI (PERIPHERAL COMPONENT INTERCONNECT)

Se trata de un bus estándar para conectar dispositivos periféricos directamente a la mainboard. Desplazó al bus ISA de la mayoría de las PC’s. Entre sus principales características podemos notar:

  • Ruta de datos mas ancha.
  • El bus PCI proporciona un ancho de bus de 32 bits o 64 bits. Conteniendo un espacio de dirección de 32 bits (4 GB)
  • Alta Velocidad
  • El bus PCI permite configuración dinámica de un dispositivo periférico.

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