1.- EL AREA DE PROCESAMIENTO.
Los componentes que pertenecen al área de
procesamiento se sitúan sobre la placa madre (
también denominada placa principal ) de la
computadora. Se usa el termino placa madre debido a que todos
los demás grupos de
componentes y dispositivos periféricos son controlados a través
de la misma.
Con la excepción de los puertos de entrada
y salida de datos y el
dispositivo de almacenamiento
masivo, que de hecho son periférico, la placa madre
constituye la computadora
en sí.
Actúa como el componente central de todo
sistema. La placa
principal determina la categoría a la cual pertenece el
sistema en
términos generales (que depende de las condiciones).
Trataremos las clases o categorías mas adelante. El
procesamiento o el tratamiento de los datos tiene lugar
siempre sobre la placa madre.
Si la computadora
se encuentra dentro de una carcasa de sobremesa, la placa madre
esta adosada al fondo de la misma. Sin embargo, las carcasas y
minitorre se hacen cada vez más populares. En estas
carcasas verticales, la placa principal se encuentra adosada de
forma vertical a un lateral.
Las dimensiones de placa madre (es decir, su
tamaño, la ubicación de los orificios de montaje,
etc.) pueden variar según el fabricante. Algunas placas
madres proceden de fabricantes de marca y otros
provienen de suministros poco conocidos que proporcionan placas
sin marca. La
mayoría de las placas sin marca tienen las
mismas dimensiones y por eso siempre encajan en el mismo
lugar.
No obstante, los fabricantes de marca no quieren
que los demás sustituyan sus placas originales por otras,
y por eso encontramos que frecuentemente las conexiones se
colocan de forma especial (por ejemplo las de una red) para que solo se puedan
utilizar las de la casa que suministro la
computadora.
Una de las ventajas de las computadoras
clónicas (sin marca conocida)
es que en las mismas suelen ser más fácil
intercambiar o agregar componentes de mayor capacidad y
rendimiento. Al algunos fabricantes, tales como Zenith y Tandon,
han vuelto a descubrir un viejo procedimiento:
tratar la placa principal como si fuese una tarjeta de
expansión. Así el fondo de la carcasa contiene
únicamente el bus y varias ranuras de
expansión.
Al igual de otras tarjetas de
expansión, este tipo de placa madre se conecta a una de
estas ranuras. La ventaja de esta configuración es la de
reemplazar fácilmente la placa principal con otra mas
potente. Sin embargo hay que usar la misma marca. Por desgracia,
esto significa que acaba dependiendo de los últimos
avances tecnológicos de un fabricante en concreto y de
sus niveles de precios.
Las placas principales modernas normalmente consisten en
un material no conductor que es insensible al calor
(Pertinax). Se puede imaginar este tipo de construcción como una serie de capas de
circuitos
impresos. La corriente fluye a través de líneas
conductoras sobre cada capa. Estas líneas están
conectadas a los chips y a otros componentes ubicados en la
superficie de la placa. Estas líneas o circuitos
pueden apreciarse a simple vista sobre la placa madre.
La interrupción de estas líneas
conductoras, bien debido a daños físicos o bien
debido a un corto circuito, suele provocar que toda la placa
puede inutilizarse. Debido a la compleja construcción de multicapas de la placa
madre, es prácticamente imposible proceder a la
reparación de estos componentes. Así, pues, trate
de manipular la placa madre con precaución.
Tal como señalamos anteriormente, la placa
principal contiene todos los componentes electrónicos
necesarios para procesar datos. Los
componentes más importantes, que son el procesador y su
acompañante numérico, el procesador
matemático, constituye el cuartel general de la computadora
para la emisión de ordenes. Partes fundamentales
también son, la memoria del
sistema y de
trabajo, así como los buses de datos y de
direcciones.
Comentaremos sobre estos componentes y otros de la placa
madre más adelante en los siguientes temas. No todos los
componentes pueden intercambiarse por otros, ni siquiera por
componentes más potentes.
2.- EL PROCESADOR
(CPU).
El chip más importante de cualquier placa madre
es el procesador. Sin
el la computadora no
podría funcionar. A menudo este componente se determina
CPU, que
describe a la perfección su papel dentro
del sistema. El
procesador es
realmente el elemento central del proceso de
procesamiento de
datos.
El CPU gestiona
cada paso en el proceso de los
datos.
Actúa como el conductor de supervisión de los componentes de hardware del sistema. Esta
unidad directa o indirectamente con todos los demás
componentes de la placa principal. Por lo tanto, muchos grupos de
componentes reciben ordenes y son activados de forma directa por
la CPU.
El procesador esta equipado con buses de direcciones, de
datos y de control, que le
permiten llevar acabo sus tareas. Estos sistemas de buses
están configurados de forma distinta según sea la
categoría del procesador, lo que analizaremos más
adelante. Durante el desarrollo de
las PC, la arquitectura a lo
que podríamos llamar unidades funcionales internas de los
procesadores, han
evolucionado drásticamente. Sea incorporado cada vez mayor
número de transistores y
circuitos
integrados dentro de un espacio sumamente reducido, con
objeto de satisfacer las demandas cada vez más exigentes
de mayores prestaciones.
El procesador para computadoras
personales más avanzados que se dispone en el mercado es el
Intel 80486. Este procesador esta ubicado sobre una placa de
cerámica de aproximadamente 20 cm² y con un espesor
de apenas 2 ó 3 centímetros, más de 1.2
millones de transistores, la
CPU, el
coprocesador matemático y adicionalmente 8kb de memoria
caché. Más adelante nos referimos a estos
componentes en detalle.
Puesto que se hayan varios componentes en un espacio tan
reducido, hace falta aplicar una técnica especial de
fabricación. Estas técnicas permiten construir
elementos que miden nada más que un micrómetro.
Esta técnica fue implementada por la firma Intel. Para
apreciar la miniaturización en cuestión, piense que
un cabello humano tiene un anchura que se extendería sobre
100 unidades de estas.
La configuración y la capacidad del procesador
son los factores que determinan el rendimiento general de la
computadora
personal. El
chip del procesador define en que categoría debe incluirse
en cada computadora.
Un factor importante para determinar la
prestación de un procesador es su frecuencia de reloj o su
velocidad de
trabajo. La CPU depende de un cristal de cuarzo para su
funcionamiento, que constituye una fuente externa de frecuencia,
la frecuencia del reloj, se mide en impulsos por segundo,
descritos como megahergios (MHz). Un megahergio equivale a un
millón de impulsos por segundo. Por lo tanto una CPU de
80386 que funciona a una velocidad de
33 MHz puede realizar una operación unos 33 millones de
veces cada segundo.
Intel es el fabricante principal de procesadores para
computadoras
de IBM y compatibles. Los procesadores
8086, 80286, 80386, 80486, producidos por Intel desde 1978
representan cuatro generaciones y cuatro categorías de
prestaciones
dentro de la historia de los microprocesadores.
Los otros componentes de la placa madre han evolucionado
junto con el procesador en sí. Estos componentes han sido
adaptados según se ha ido presentado los cambios
efectuados en las características del procesador, al igual
que la utilización de un nuevo tipo de motor conlleva
cambios en otras partes de un automóvil.
Para entender la información ofrecida en este tema, primero
hay que saber como ha cambiado el procesador a lo largo de los
años. Así, comentaremos brevemente sobre la
historia de las
computadoras personales y la evolución de los microprocesadores.
EL PUNTO DE PARTIDA DE LA HISTORIA DE LA
PC:
LA CPU 8086/8088 DE INTEL.
La empresa Intel
introdujo el microprocesador
8086 de 16 bits en el año 1978. Era el primer procesador
que podía disponer de los avances tecnológicos
conseguidos en lenguajes de
programación de alto nivel y en sistemas
operativos más potentes, con lo cual se obtuvo la base
para el diseño
de las computadoras.
Desde entonces, todos los sistemas
compatibles IBM se basan, en última instancia, en la CPU
8086. Todos los descendientes de la 8086 de Intel han de ser
capaces de emular este procesador.
El software que se desarrollo
para el 8086 también tenia que ser compatible con chips
posteriores.
El chip 8086 disponía de una estructura
real de 16 bits, que el permitía trabajar con un formato
de datos de 16 bits, tanto interna como externamente. Pero el
elevado precio de los
componentes de memoria
requeridos para su uso, dificulto su comercialización.
La empresa IBM
contrato la
firma Intel para diseñar el sucesor del chip 8086, se
llama CPU 8088. Las primeras computadoras
personales se introdujeron en el mercado en 1981.
Estas computadoras, que contaban con una capacidad de 16kb de
memoria, una
unidad de cinta en forma de cassette, y un monitor
monocromo de color verde sin
prestaciones
gráficas. Ya hace más de 15 años de este
acontecimiento.
Externamente, el chip 8088 solo usaba un formato de 8
bits para su bus de datos. Pero
internamente, trabaja con 16 bits, como el procesador
8086.
La CPU 8086/8088 fue equipada con un bus de direcciones de 20
bits, que el permitía seleccionar 2 elevado a la 20
ubicaciones de memoria en forma
directa, equivalente a 1 MB (1,048,576 bytes), lo que
definía el límite físico de la memoria de
este procesador. En sus inicios, en sus inicios funcionaba a una
frecuencia de reloj impresionante de 4.77MHz. Las computadoras XT
eran versiones mejoradas de las PC de IBM, con la
incorporación de un disco duro.
Más adelante los modelos de
Turbo XT compatibles, contaban con velocidades 8 MHz, 10 MHz e
incluso 12MHz.
Comparado con la potencia
disponible hoy en día, es difícil imaginar cual era
la utilidad de una
computadora
con un procesador 8086/8088. No obstante, el software que se
disponía aquellos días no precisaba mucha potencia. Incluso
un programa de
tratamiento de textos reciente, como el programa Word 5.5 de
Microsoft,
podría funcionar correctamente con una CPU
8088.
EL 80286.
Pronto Intel introdujo un procesador más
sofisticado, la CPU 80286, que elevo las prestaciones
de la PC a un nuevo nivel. El procesador 80286 usaba un bus de datos de 16 bits,
tanto interna como externamente, con lo cual superaba a su
predecesor, sobre todo con respecto a la cada vez mas potente
nuevas aplicaciones. Se amplio también el bus de direcciones de este
procesador para direccionar 16 MB de memoria.
Otra diferencia básica entre el procesador 80286
y su predecesor era el juego de
comandos
condensada en la CPU. Aumento el numero de instrucciones que
podría ejecutarse por segundo, no solamente durante una
mayor frecuencia de reloj, sino también mediante una
estructura de
comandos
más eficiente. Como resultado se multiplico por tres el
valor de MIPS
(millones de instrucciones por segundo).
De todas formas, la diferencia predominante entre las
CPU 8086/8088 y 80286 radica en la adición de un nuevo
modelo
operativo. En el modo real o normal, la 286 funciona de la misma
manera que su predecesor, con la misma limitación de un MB
de memoria: Pero su mayor velocidad de
reloj y juego de
comandos
más eficientes permitía superar a sus predecesores,
incluso en el modo real.
El nuevo modo operativo, llamado modo protegido, le
permite al procesador 80286 direccionar y gestionar mas memoria,
hasta 16 MB. Así es posible procesar varias aplicaciones
diferentes simultáneamente. A esta técnica se le
llama multitarea.
El 80286 fue el primer procesador Intel capaz de
realizar multitareas que disfrutó de una fuerte comercialización. En todo esto, solo unas
cuantas aplicaciones, tales como Lotus 1-2-3 y Windows de
Microsoft
podían aprovecharse de esta capacidad. El sistema operativo
MS/PCDos de las PC por sí solo no puede funcionar en el
modo protegido puesto que solo puede poner 640 KB de memoria de
trabajo a disposición de las aplicaciones. Sin embargo,
existen otros sistemas
operativos, como el UNIX y el OS/2,
ofrecen mucho mas en este sentido.
En las PC de la categoría AT (tecnología avanzada),
el procesador 286 se encuentra a menudo en la misma forma y en el
mismo lugar que en la CPU 8086/8088. En cambio, hay
que notar que el chip 286 no se fabricó con un formato
completo. Es decir, tanto puede ser una lámina cuadrada
que se sujeta mediante clips metálicos, puede ser un chip
de forma cuadrada montada en un zócalo de plástico.
Su ubicación sobre las distintas placas madre puede variar
también. Normalmente, la única manera de
identificar este chip es mediante las siglas grabadas sobre su
superficie.
EL 80386.
La siguiente generación de procesadores para
la PC trajo consigo importantes cambios en el mundo de la PC. Con
la CPU 80386 DX, Intel ofreció un chip de proceso que
era ampliamente superior al de sus predecesores. El 386 DX era el
primer procesador de 32 Bites que pudo usarse en placas madre de
las PC. Al doblar la anchura externa e interna del bus de datos
utilizado en el 286, tanto interna como externamente, se le
abrieron nuevos horizontes a las computadoras
personales.
Las aplicaciones gráficas, que anteriormente
corrían lentamente, ahora podrían funcionar con
más rapidez. Asimismo, el uso de las interfaces
gráficas de usuario (GUI), que requieren mucha más
potencia del
procesador, dado que redefinen toda la pantalla después de
cada acción, comenzó a ser realmente posible y
práctico después de haberse introducido en
80386.
Desde que las velocidades de los relojes se elevaron de
16 a 33 y 40 MHz y que se instaló un caché externo
de memoria (ver más adelante) para incrementar el
rendimiento del procesador, casi todas las computadoras modernas
pueden clasificarse como "computadoras gráficas", una
distinción que ya existía desde hacía
algún tiempo entre las
computadoras Apple, Commodore, Amiga y Atari ST que utilizan
procesadores
Motorola.
Desde que el bus de direcciones se expandió a 32
bits, el chip puede direccionar directamente 4.294.967.296 (2
elevado a la 32) localizaciones de memoria, o 4 gigabytes de
RAM. Esto hace
posible direccionar incluso 64 terabytes de forma virtual, lo que
permite otro modo de operación, llamado el modo real
virtual. Con este modo de operación, es posible efectuar
la multitarea bajo MS- /PC-DOS porque cada aplicación
involucrada en el proceso de
multitarea recibe una CPU virtual con 1 MB de memoria.
Estas computadoras virtuales por separado operan como
varios procesadores 8088 independientes, trabajando en paralelo
en un solo sistema. No obstante, para crear este mundo artificial
en la PC, se necesitaba otra ampliación del sistema
operativo. Esta adición pronto fue introducida por
Microsoft con
la versión 3.0 del entorno gráfico de usuario
MS-Windows.
Al igual que la CPU 286, la 386 permanece completamente
compatible con códigos objeto en relación a sus
predecesores. Esto significa que todos los sistemas
operativos y aplicaciones diseñados para procesadores
8086 u 80286 también funcionarán en la CPU 386,
sólo que mucho más deprisa.
El 386 también entiende los juegos de
comandos
utilizados por los chips más antiguos y los tiempos de
ejecución son mas rápidos. A una velocidad de
reloj idéntica, por ejemplo 16 MHz, el 386 puede alcanzar
dos veces los MIPS (millones de instrucciones por segundo) que la
CPU 80286.
Una característica especial de la
generación 386 es que cuenta con una versión
"degradada" del procesador, llamada 386SX con velocidades de
reloj entre 16 y 25 MHz. "Degradada" quiere decir en este
contexto que el 386SX utiliza una estructura de
32 bits sólo de forma interna. En este sentido no es
inferior a su hermano el 386 "puro".
No obstante, externamente el SX utiliza un bus de datos
que tiene el mismo tamaño que el bus encontrado en la CPU
286. También el bus de direcciones del "SX" es similar al
del 286, lo cual le limita en aplicaciones multitarea.
El 386SX consiste básicamente en un procesador
386 en una placa madre 286. Este es el motivo por el que el SX
ejecuta muchas tareas de forma mas lenta que la de su hermano
mayor, el 386 "puro". Debe estar cambiando constantemente entre
su estructura
interna propia de 32 bits y la operación externa de 16
bits, lo cual cuesta tiempo.
El 386DX es fácilmente identificable en el marco
de la placa madre. Tiene forma cuadrada, una inscripción
que lo distingue, y una impresión en tinta azul-roja. Esta
CPU 386DX está normalmente localizada transversalmente
frente a las ranuras de expansión de la placa
madre.
Puesto que los procesadores de la clase 386SX son
considerablemente más pequeños, es difícil
localizarlos. En vez de estar montados en un zócalo como
otros procesadores Intel, están soldados directamente al
circuito madre. Así pues, no pueden sacarse ni
intercambiarse. Si una CPU 386SX deja de funcionar, deberá
cambiarse toda la placa madre.
LA ACTUAL ESTRELLA DE LA FAMILIA
INTEL.
EL PROCESADOR 1486
El último procesador de Intel es el i486. Esta
CPU, que es mas que un procesador, se llama chip integrado. Este
chip agrupa cuatro grupos de
funciones
distintas (la CPU real, un coprocesador matemático, un
controlador caché y dos memorias de
caché con 4k cada una) en un solo componente. El i486
trabaja interna y externamente con una estructura
completa de 32 bits y puede alcanzar frecuencias de reloj que van
desde 25 hasta 50 MHz.
La diferencia principal entre el i486 y sus
predecesores, particularmente el chip 386, es el elevado nivel de
integración del i486, Incluso un 386 con un
coprocesador, no puede compararse a un i486.
La estructura del i486 tiene un controlador caché
que está construido dentro del chip, junto con dos
cachés de 4k. Al igual que el caché on-chip
actúa como un buffer entre el procesador y la memoria de
trabajo. La operación básica del caché
integrado es idéntica a la del "caché de segundo
nivel" externo, véase la descripción en el apartado
2.1.6, que explica el principio de caché RAM en
detalle.
Él caché interno localizado en el i486
está organizado como un caché "a través de
una escritura
buffer". Este método lee
los datos, que no pueden encontrarse en el caché, desde
la memoria de
trabajo y traslada esta información a la CPU y al caché. Las
operaciones de
escritura para
localizaciones de memoria que actualmente están
almacenadas en el caché, se efectúan tanto a las
localizaciones de la memoria de
trabajo como a las del caché.
Esto asegura que la información en el caché esté
actualizada. Un algoritmo de
gestión
interna efectúa un buffer en estas operaciones de
lectura y
escritura,
hasta que el bus externo está disponible y puede
realizarse un acceso de escritura a la
memoria de trabajo de la computadora.
Esto libera al procesador e impide períodos de espera. Los
contenidos del caché que menos se utilizan durante un
cierto período de tiempo, se
identifican mediante un algoritmo de
control especial
y vuelven a escribirse la próxima vez que se "refresca" el
caché.
Debido al controlador interno caché, la CPU, con
su elevada frecuencia de operación, rara vez debe esperar
a la lentitud de la RAM de la
máquina. El caché actúa como un tipo de
buffer inteligente, una característica que también puede
aplicarse al controlador caché. Ya que esta técnica
es capaz de impedir cualquier período de espera, el i486
puede ejecutar casi todas las operaciones en un
solo ciclo de reloj. Esta capacidad, por sí sola, hace que
el i486 sea superior al 386.
El i486 tiene un conjunto de comandos
completo, que incluye todos los conjuntos de
comandos utilizados por sus predecesores. Esto da lugar a una
estructura de procesador compleja. Al igual que sus predecesores,
el i486 es un CISC (Com-plex Instruction Set Computer) y es
compatible en forma descendente hasta el 8086. La compatibilidad
descendente significa que el i486 ejecutará aplicaciones
originalmente escritas para los procesadores anteriores. Debido a
sus amplios conjuntos de
comandos, los procesadores CISC se caracterizan por una gran
flexibilidad con las aplicaciones lo cual, no obstante, puede
también implicar una reducción de su velocidad.
Otros procesadores, los llamados RISC (Reduced
Instruction Set Computer) alcanzan unos niveles de rendimiento
superiores utilizando un reducido conjunto de comandos, que
normalmente está unido a una aplicación
específica (como, por ejemplo, CAD). No obstante, esto
significa que el conjunto de comandos del procesador puede no ser
capaz de ejecutar otras aplicaciones. Así pues, la
velocidad aumenta mientras que la flexibilidad
disminuye.
El i486 es algo así como un compromiso entre un
nivel máximo de flexibilidad y una velocidad de
procesamiento que es significativamente elevada para una
computadora personal. La
complejidad del procesador CISC y la velocidad del procesador
RISC están satisfactoriamente combinadas en el
486.
Sin embargo, Intel ha desarrollado un sucesor al i486.
El nuevo procesador de 64 bits, llamado 80586 o Pentium.
Ahora que ya se tiene una visión general de la
historia de los
microprocesadores Intel, pasamos a la pregunta que
le interesa a todos los usuarios: ¿Qué procesador
se requiere para una aplicación
específica?
La prensa
técnica en el campo de la informática tiende a hacer que las
computadoras estén listas para salir a la venta. Así
pues, puede parecer como si cierto tipo de hardware y software fuera obsoleto
muchos meses antes de que esto sucediera realmente. Incluso
dentro del siempre cambiante campo de la informática, suelen aparecer productos que
rompen todos los moldes sólo dos veces al
año.
Así pues, si lee estas publicaciones con
frecuencia, no asuma automáticamente que las predicciones
sean totalmente exactas.
Cuando se compra el hardware, muchos usuarios de
computadoras no tienen en consideración la
aplicación que van a utilizar con el mismo. Normalmente,
sólo están interesados en los sistemas mas
recientes o en el que está actualmente en venta. Sin
embargo, la forma mejor y más económica para
determinar el hardware que se necesita es
considerar cómo va a ser utilizado y con qué
aplicación.
Desde el punto de vista de la aplicación, la
selección de una configuración, determinada de
hardware en un
principio en una consecuencia de la decisión de utilizar
un determinado software. Por ejemplo,
supongamos que vaya a utilizar su computadora principalmente para
procesar texto, dado
que quiere preparar en su casa lo que finalmente llevara a la
oficina o a la
inversa.
Otros programas no le
interesan. Por supuesto, que se sobre entiende que se quiere
trabajar con el mismo procesador de
textos en casa y en la oficina. Si este
programa es
una aplicación DOS como Microsoft Word
5.5, una computadora 286 es suficiente para sus necesidades. Sin
embargo, si en la oficina esta
instalado Microsoft Word
para Windows 2.0 y
se tiene que trabajar con el mismo en casa entonces su
computadora debe ajustarse a unos requisitos
distintos.
Aunque vaya a ejecutar las mismas tareas que con
Microsoft Word
5.5 (es decir, escribir cartas)
necesitara una computadora mas potente.
Mientras vaya a tratar principalmente contextos y
cálculos, una computadora personal equipada
con una CPU 286. Esto incluye la utilización de la maquina
para propósitos de negocios tales
como contabilidad,
teneduría de libros,
inventario y
correspondencia.
Pero también es cierto que algunas aplicaciones
exigencias más elevadas al sistema. Esto es especialmente
válido cuando la aplicación utiliza un entorno
gráfico de usuario, tal como Windows. En
estos casos un 386 seria mas adecuado y deacuerdo a las características se podrá optar entre
386SX y un 386DX. Normalmente, un 486 solo es necesario cuando
quiera ejecutar aplicaciones especiales, tales como programa CAD
complejos.
INCREMENTOS DEL RENDIMIENTO MEDIANTE LA INSTALACION
DE UN NUEVO PROCESADOR.
El rendimiento de un chip procesador no puede
aumentarse. Apretando tornillos no lograremos nada que el no
pueda dar por si mismo. A menudo sucede lo contrario: debido a
una configuración errónea el sistema opera a un
rendimiento menor al potencial.
Solo cabe configurar óptimamente la computadora
para obtener mejores resultados. Aunque esto no aumentara la
capacidad operativa de su procesador, asegura que un sistema
funcione a pleno rendimiento.
Es imposible mejorar su computadora personal a una
generación elevada de procesadores simplemente instalando
una nueva CPU. Recuerde que los procesadores están unidos
a otros componentes de la placa madre a través de varios
sistemas bus.
Estas conexiones están dispuestas de forma distinta en
cada tipo de procesador. Así la única forma de
mejorar su 286 a un 386 o un 386 a un 486 es sustituir totalmente
la placa madre.
EL AUMENTO DE LA FRECUENCIA DE RELOJ DEL
SISTEMA:
UNA CUESTION POLEMICA.
Dentro de la misma generación de procesadores
(por ejemplo, la generación 386), es teóricamente
posible aumentar gradualmente el rendimiento del procesador,
mediante un sistema que aumente la frecuencia del reloj, esto
aumentaría el numero de operaciones que
el procesador podría ejecutar cada segundo, aumentando de
esta forma la productividad del
procesador. De este modo, se puede crear un 386 de 20 MHz a un
386 de25 MHz, simplemente cambiando el reloj del sistema por un
más potente.
Probablemente el procesador no podrá funcionar a
la frecuencia aumentada ya que no fue diseñado para operar
a esa velocidad. No obstante, incluso si usted también a
instalado una CPU capaz de manejar la velocidad aumentada del
reloj, podría encontrarse con problemas
adicionales ya que las placas madre y sus componentes,
especialmente el juego de
chips, tampoco estaban diseñados para operar a esa
velocidad o frecuencia aumentada.
Así pues, el éxito de este tipo de mejora
no puede garantizarse ya que muchas operaciones con
periodo de tiempo critico
dependen de la velocidad de reloj con que opera la
CPU.
Puesto que este tipo de mejora rara vez funciona, no la
discutiremos en detalle. Asimismo recuerde que no vale la pena
aumentar el funcionamiento de su sistema mediante una velocidad
de reloj superior a un 25%, pues se corre el riesgo de
dañar el procesador. El único modo de aumentar el
funcionamiento de el significativamente, es sustituir la placa
madre de su computadora.
3.- EL COPROCESADOR.
El termino completo es ¨coprocesador
matematico¨, con este nombre se puede deducir que no se trata
de un elemento central, si no de un asistente. Un coprocesador
matemático aumenta la velocidad de una computadora,
ocupándose de algunas de las tareas de la CPU. No obstante
el coprocesador no es un componente indispensable en una maquina.
Se puede instalar un coprocesador en la placa madre, siempre y
cuando esta disponga de la ranura correspondiente.
Puesto que lo que hace la CPU no es otra cosa de
cálculos, el lector podría estar
preguntándose porque necesita ayuda para realizarlos. Lo
que ocurre es que la CPU solo puede llevar a cabo operaciones
aritméticas básicas con números
enteros.
La CPU tiene problemas para
procesar operaciones con valores
fraccionarios puesto que no son números enteros.
Así la CPU requiere bastante tiempo para
resolverlas. Siempre deban realizar muchos cálculos
complejos (por ejemplo, al calcular funciones
tangentes, exponenciales y raíces) puede disminuir su
velocidad considerablemente, debido especialmente a la unidad de
procesamiento tiene que ejecutar también otras tareas
simultáneamente.
Especialmente en aquellas operaciones en las cuales se
trabaja con fracciones y cifras muy complicadas en cuestiones
aritméticas de coma flotante, el coprocesador muestra su
idoneidad. En aquellos campos de aplicación donde se
requieren muchas posiciones decimales y los errores de redondeo
deben de mantenerse tan insignificantes como sea posible, resulta
imprescindible la utilización de un
coprocesador.
Un coprocesador puede ser extremadamente útil
para realizar este tipo de cálculos. Normalmente, las
aplicaciones científicas y técnicas requieren un
coprocesador matemático. No obstante, para utilizar un
coprocesador los programas deben
estar específicamente diseñados para ello. De nuevo
el paquete de software que vaya usted a
utilizar constituye el factor decisivo que determinara si su
sistema debe estar equipado con un coprocesador. Algunos paquetes
de programas
modernos de CAD/CAM, como AutoCAD,
requieren un coprocesador.
Un coprocesador es también útil para
utilizar gráficos vectoriales. Sin embargo, no aumenta el
rendimiento de las aplicaciones que utilizan gráficas de
puntos.
Con cada generación de CPU utilizada en sistemas de
computadoras personales Intel, también introducía
sus correspondiente coprocesador. Así las familias de
procesadores Intel, desde 8088 al 80386, tienen sus
compañeros coprocesadores matemáticos, el 8087,
80287, 80387SX y 80387. Sin embargo, otros fabricantes, como AMD,
CYRIX, ITT, y ULSI, también fabrican
coprocesadores.
Los coprocesadores de estos fabricantes pueden
utilizarse sin ningún problema. Son totalmente compatibles
con los coprocesadores de Intel, en ocasiones son mas
rápidos y precisos y siempre más económicos.
Aunque la denominación del modelo
utilizado por los distintos fabricantes para cada
generación de procesadores varía, es fácil
determinar para cada línea de CPU se ha diseñado un
coprocesador dado.
Los coprocesadores están todavía mas
críticamente ajustados a la velocidad del reloj que los
procesadores normales. Por lo tanto, debe asegurarse que
cualquier coprocesador que seleccione para su sistema este
diseñado para manejar la frecuencia de reloj de su
computadora. Para ello, debe considerar varios
factores.
Los coprocesadores para computadoras 286, al contrario
que los coprocesadores de las demás familias de los
procesadores, operan a solo 2/3 de la capacidad de la frecuencia
de reloj del sistema. Esto significa que, para una computadora
286 de 16 MHz, podría realmente utilizar un coprocesador
diseñado para operar a 12 MHz. Por parte de Intel ya se
ofertan coprocesadores cuyo margen de frecuencia va de 6 a 20
MHz. Puesto que la frecuencia del procesador es solo 2/3 de la
frecuencia real del sistema, solo hay un pequeño aumento
en el rendimiento cuando se añade un coprocesador a una
CPU 286. Habría un mayor aumento en el rendimiento con un
sistema 386 porque este sistema utiliza un coprocesador que
funciona a la velocidad real del sistema.
Tal como mencionamos, el coprocesador para el 486 ya
esta construido en el chip de procesador. Como resultado, ya no
es necesario que los dos procesadores se comuniquen mediante un
externo.
El 486SX, la versión base del 486, no esta
equipada con un coprocesador integrado, pero puede instalarse un
coprocesador externo 487SX. Puesto que estos dos procesadores, al
igual que las familias inferiores de procesadores,
diseñados para varias aplicaciones especificas. Por
ejemplo, se ha diseñado un coprocesador que se utiliza
específicamente con el paquete de software de AutoCAD.
Weitek también ha desarrollado un coprocesador
mayor y significativamente más rápido que puede
conectarse a las mayorías de placas 386 y 486.
Normalmente, las placas madres 386 están equipadas con un
zócalo capaz de aceptar tanto el Intel 80387 como el
Weitek 1167. Muchas placas 486 también pueden aceptar un
Weitek 4167 además del coporcesador integrado. Puesto que
el procesador Weitek opera de forma más precisa que el
Intel estándar, se utiliza a menudo en aplicaciones
científicas.
EMULACIONES DEL COPROCESADOR.
No hace tanto que los coprocesadores costaban una
fortuna, si bien su utilización era necesaria como hoy en
algunas aplicaciones. Por esta razón, la alternativa
más socorrida era servirse de un emulador de coprocesador,
dichos programas de
emulación han sido diseñados para dotar a la CPU de
la metodología de trabajo de un coprocesador y
hacerlas actuar como si dispusieran del correspondiente chip
numérico.
Algunos de esos programas
registran un elevado rendimiento y funcionan de forma excelente.
Su Software de aplicación es, asimismo, adecuado.
También los programas de aplicación trabajan bien
con estas emulaciones. Aun así, no llegan a sustituir las
alternativas de hardware. En la actualidad los precios de los
coprocesadores son tan bajos que las alternativas
de adquisición son bajas.
AUMENTO DEL RENDIMIENTO DEL COPROCESADOR MEDIANTE LA
UTILIZACION DE ZOCALOS FAST.
En general los coprocesadores pueden aplicarse ya lo
expuesto en relación con la sustitución de
procesadores en los tema 2.1.1. Unicamente puede añadirse
la posibilidad que ofrece el 286 de mejorar el rendimiento del
procesador numérico con independencia
del resto de componentes de la placa madre. Como ya hemos
mencionado, la NPU 287 opera a una frecuencia de reloj de 2/3.
Esto admite modificaciones si se agrega al zócalo del
procesador un zócalo fast que sea entonces el que
incorpore al coprocesador. Este Trubozócalo contiene su
propio cuarzo y actúa, por tanto, independientemente de la
frecuencia de reloj del sistema.
Los zócalos rápidos se pueden
obtener en todas las frecuencias del 286. El chip del
coprocesador que debe instalarse encima de ellos tiene que estar
configurado, naturalmente, para la frecuencia en cuestión.
Esto se mantiene igual. Emplear este método
para que el procesador funcione bastante más
rápidamente que la CPU no tiene mucho sentido: es como
disponer de una calculadora muy veloz que no pueda ofrecer
resueltos por tener que adecuarse al ritmo de reacción de
su dueño.
4.- EL SISTEMA DE BUS.
El bus es algo así como el correo de una
computadora. Asume todas las tareas relacionadas con la
comunicación que van dirigidas a la placa
principal,desde el envío de paquetes de datos hasta la
puesta a punto y supervisión de números
telefónicos, pasando por la devolución de información cuando el receptor esta ausente
o se retrasa.
El bus vincula la CPU con la placa madre o con las
tarjetas de
expansión. A través de el se reproducen caracteres
en el monitor o se
escriben informaciones procedentes de un escáner
directamente en la memoria de trabajo, esquivando la
CPU.
El bus puede, por ejemplo, abastecer una tarjeta de
audio con datos en forma de música desde la
memoria de trabajo, liberando al procesador de esa tarea.
Asimismo se encarga de interrumpir sus operaciones si el sistema
registra algún error, ya sea que un sector de la memoria
no pueda leerse correctamente o que la impresora, que
como no también opera bajo su dirección, se haya quedado sin papel. En
pocas palabras, el bus es el elemento responsable de la correcta
interacción entre los diferentes componentes de la
computadora. Es, por tanto, su dispositivo central de comunicación.
Resulta obvio, pues, que un dispositivo tan importante y
complejo puede ejercer una influencia decisiva sobre el desarrollo de
los procesos
informativos. Es también evidente que de la capacidad
operativa del bus dependerá en buena medida el rendimiento
general de la maquina. Por todo ello, hemos decidido abordar este
tema con mas detenimiento.
LOS COMPONENTES DEL BUS
Un bus esta compuesto ni mas ni menos que de conductos.
Imagíneselos simplemente como hilos, porque, a decir
verdad, esta imagen se acerca
mucho a la realidad. En efecto, buena parte de las conexiones de
la CPU no son sino conductos del bus. Si exceptuamos unas cuantas
funciones
adicionales, estos conductos constituyen la única
vía de contacto del procesador con el mundo
exterior.
A través de las mencionadas vais, la CPU puede
acceder a la memoria de trabajo para interpretar las
instrucciones de un programa
ejecutable o para leer, modificar o trasladar los datos
ahí ubicados. Los conductos especialmente destinados al
transporte de
datos reciben el nombre de buses de datos .
No basta con que el procesador escriba en el bus de
datos sus informaciones-cualquiera que sea su formato, es
necesario también que establezca cual va a ser el destino
de los mismos. Esta operación se lleva a cabo seguramente
ya lo habrá adivinado a través de otro grupo de
conductos conocido como el bus de direcciones.
A los dos ya mencionados debe añadirse el llamado
bus de sistema (también conocido como bus de control) . Su
participación es necesaria porque, como ya hemos
comentado, al bus se hallan conectados otros dispositivos, aparte
de la CPU y la memoria de trabajo. Si no existiese un mecanismo
de control, las
operaciones de acceso iniciadas por diferentes componentes en
procesos de
escritura,
lectura o
direccionamiento se sumirían en un autentico caos. Para
evitarlo esta el bus del sistema.
Este bus permite el acceso de los distintos usuarios, el
se encarga de identificar si se trata de un proceso de
escritura o lectura,etc.
Por supuesto, el bus el bus de control es,
también, en primera instancia, un sistema de conductos.
Pero entonces, ¿cómo puede ser- se estarán
ustedes preguntando-que un sistema compuesto simplemente por
cables sea capaz de dirigir tareas tan complejas como el
direccionamiento?
Esa tarea la asume el controlador de bus, un componente
o mejor dicho, un grupo de
componentes, de cuya existencia aun no habíamos hablado.
El controlador es el autentico cerebro del
sistema de bus. Se ocupa, a través del bus del sistema, de
evitar cualquier colisión y de que toda la información llegue al destino
prefijado.
Seguramente resulta obvio que la capacidad operativa del
bus en general depende, entre otras cosas, de la "inteligencia"
del sistema de control. Los factores mas determinantes son la
velocidad y la amplitud del bus, esto es, el numero de conductos
de datos que operan en paralelo. Probablemente lo recuerda: en
las CPU del 286 y del 386SX son 16, en las del 386DX y en las del
486, 32. En el apartado de los procesadores ya hemos tratado este
tema.
El numero de conductos de datos de una CPU es un
parámetro apenas modificable. En la frecuencia de reloj
del bus, por el contrario, si pueden introducirse cambios. En
este sentido, son varios los Setup del BIOS entre
ellos sobresale el AMIBIOS que ofrecen la posibilidad de variar
la velocidad del bus. El primer AT de IBM, lanzado en 1984,
registraba una frecuencia de bus de 8 MHz. Dicha frecuencia sigue
siendo un valor
estándar hoy en ida, si bien puede mejorarse
considerablemente mediante tarjetas de
expansión.
Si dispone de u BIOS con la
opción arriba mencionada debería considerar un
aumento significativo de la frecuencia del Bus para alcanzar los
10 o 12MHz. Ello le permitirá incrementar el rendimiento
de su tarjeta gráfica o del controlador del dicho duro.
Lamentablemente, en modelos
antiguos de controladores se pueden presentar problemas.
Los controladores MFM más antiguos como, por
ejemplo, el WD1003 (entre otros) suelen reaccionar a este tipo de
ajustes con fallos de escritura ocasionales. En estos casos no le
quedara más remedio que recuperar la frecuencia original
de su Bus AT.
LAS RANURAS DE EXPANSION.
Las ranuras de expansión de puede decir que son
los enchufes madre del sistema del Bus. A través de ellas,
el Bus tiene acceso a tarjetas de
expansion como el adaptador gráfico o el controlador del
disco
duro.
No es precios que
abarquen todos los conductos del Bus. Así, a menudo vemos
como sobre la placa madre de una CPU de 32 bits hay ranuras para
conductos de datos de solo 8 o 16 bits. Estas ranuras,
también llamadas Slots, se encuentran en la parte trasera
izquierda de la placa madre.
Se trata de las ranuras alargadas y negras en las que,
probablemente, ya se encuentren encajadas algunas tarjetas. Las
pequeñas, compuestas de un solo elemento, son las ranuras
de 8 bits y las largas, divididas en dos partes, son las de 16. A
veces puede advertirse también una ranura adicional
especialmente larga o curvada. Esta recibe las tarjetas de
expansión de memoria, que, en las placas madre del 386 o
del 486 suelen disponer de un Bus de 32 bits. A
continuación vamos a describir con detalle lops diferentes
sistemas de Bus de expansión.
EL BUS ISA.
Las siglas ISA hacen referencia a la (I)nduistrial
(S)tandart (A)rchitecture (Arquitecutra Industrial
Estandarizada). Cuando en la actualidad se habla de
estándares industriales o del bus ISA se suele hacer
pensando en el Bus AT de 16 bits. Este preconcepto no es, de
todos modos, absolutamente adecuado pues la denominación
ya se empleaba en los tiempos del XT de IBM y por razones muy
validas.
Las ranuras de expansión uniformes del XT fueron
unas de las razones fundamentales para la enorme difusión
de este tipo de computadoras y la de sus sucesores. Las mismas
representan de la forma más clara el concepto de la
arquitectura
abierta de las computadoras, la cual, a través de la
incorporación de tarjetas de expansión de todo
tipo, capacita a la computadora para realizar cualquier clase de
tarea, sobre todo las relacionadas con entornos industriales. Las
ranuras del XT incluían, junto al Bus de direcciones de 20
bits, un solo Bus de datos de 8 bits. Su capacidad operativa era,
por tanto, y desde una perspectiva actual bastante
limitada.
Como ya hemos apuntado, en las mayorías de las
placas madres encontramos, junto a las citadas ranuras de 16
bits, dos o mas ranuras de 8 bits. Ello se debe a la
ambición de economizar (¿ tacañería
?) del fabricante, pues la introducción de tarjetas de 8
bits es, naturalmente, posible en los slots de 16
bits.
Con una frecuencia de reloj de 8MHz, el Bus AT alcanza
un índice máximo de transmisión de datos de
6.5 MB/S, un valor
más que aceptable pero que es plenamente utilizado por muy
pocas tarjetas.
Pero desde hace poco, y merced a la cada vez más
común utilización de CPU de 32 bits, pueden
emplearse sistemas de Bus capaces de alcanzar cotas de
transmisión de datos más elevadas.
EL BUS EISA.
Las siglas EISA corresponden a la (E)nhanced
(I)ndustrial (S)tandart (A)rchitecture, que vendría a ser
algo así como la arquitectura
industrial estandarizada y ampliada. En la practica el Bus EISA
no es sino una prolongación del Bus AT, desarrollada por
los fabricantes de computadoras mas importantes del mundo ( a
excepción de IBM) a fin de enfrentar los cada vez
más importantes retos planteados por los procesadores de
32 bits. El BUS EISA es un Bus de 32 bits autentico. Esto
significa que los 32 conductos de datos de su CPU están
disponibles en el slot de expansión
correspondiente.
El índice notablemente superior de
transmisión de datos no es la única ventaja que lo
caracteriza frente al BUS ISA. Hay un rasgo mucho más
importante y habitualmente menos tomado en cuenta que lo define:
la capacidad multiusuario. Esta posibilita el acceso común
de varios procesadores a un mismo Bus, con lo cual problemas como
la configuración de un computadora en paralelo a
través de tarjetas de CPU, tendrían fácil
solución.
EL BUS MCA.
El bus MCA o MICROCHANNEL, como se le suele denominar,
no es en realidad un bus, sino una especie de sistema de
canalización, en el cual los datos no son transmitidos al
receptor correspondiente mediante un código simple de
direccionamiento, sino que, prácticamente, tienen que ser
recogidos por él. Para ello, previamente se informa al
receptor (que puede ser, por ejemplo, la tarjeta gráfica)
sobre el punto en el que se encuentran los datos y se le da
acceso a un canal, por el cual pueden ser
transportados.
Este proceso tiene lugar sin la participación de
la CPU. El MICROCHANNEL, que fue desarrollado por IBM para su
línea de equipos PS/2, alcanza, con esta metodología un índice de rendimiento
nada despreciable. La cota de transmisión de datos puede
llegar a los 20 MB/s y además el procesador,
también mejora su ritmo operativo.
Sin embargo, este sistema no ha conseguido implantarse
fuera de la generación IBM PS/2 para la que fue
diseñado. La razón de ello no es otra que su total
incompatibilidad con las demás tarjetas existentes. Por
consiguiente, si desea instalar una placa MICROCHANNEL
tendrá que descartar los componentes del sistema que
ya disponía y adquirir los que se corresponden con ella. Y
todo esto a un precio
superior al que usted estaba acostumbrado.
En efecto, hasta la mas insignificante
ampliación, pensemos, por ejemplo, en una ranura
adicional, requiere elementos electrónicos costosos y
complejos (al fin y al cabo el objetivo es
liberar de trabajo a la CPU) para adaptarse al MICROCHANNEL. Este
hecho, junto a la difícil situación de las
patentes, llevo al resto de fabricantes a desarrollar el
estándar EISA arriba descrito.
Así las cosas, si usted es ya propietario de una
IBM PS/2 (exceptuemos al PS/2-30, que cuenta con un
estándar ISA de 8 bits), le felicitamos por disponer de un
sistema de bus inteligente y con gran capacidad operativa y
deseamos que no se vea en la necesidad de efectuar ampliaciones.
Si esta contemplando la idea de adquirir una de estas
computadoras, tendría que analizar la mejora del
rendimiento que le ofrece MICROCHANNEL, frente a las limitadas
posibilidades de expansión que implica. No olvide que
muchas modificaciones es estos equipos (véase, por
ejemplo, la instalación de una unidad de disquete de 5 1/4
pulgadas o de un disco duro mas
potente) requieren inversiones
considerables o la asistencia directa del fabricante.
5.- LA MEMORIA DE TRABAJO
La placa principal contiene cada componente integral de
las computadoras personales. La memoria de trabajo, al igual que
la CPU, es fundamental para la operación del sistema.
Incluso el sistema operativo
que se necesita para llevar a cabo un programa, necesita esta
memoria para cargarse.
La memoria de trabajo actúa como una especia de
"memoria a corto plazo" y frecuentemente nos referimos a ella
como RAM (Memoria de
Acceso Aleatorio). La CPU utiliza esta memoria para realizar sus
funciones
normales. Los contenidos de la memoria de trabajo se cambian y se
actualizan, según se necesite, mientras el procesador
est en funcionamiento. Con frecuencia, las diferentes
secciones de los programas se leen desde el disco duro y
se almacenan en la memoria mientras el programa se ejecuta. La
memoria de trabajo es una memoria temporal, porque toda la
información almacenada se pierde cuando la computadora se
desconecta. Sin embargo, los dispositivos de
almacenamiento como los discos duros y
los disquetes, son capaces de conservar la información de
manera permanente.
LA RAM DE 640 Kb:
HASTA HACE POCO UN ESTANDAR.
Las computadoras personales se suministran hoy,
según su tipo, con memorias de
hasta 8 MB. No hace demasiado tiempo, la medida estándar
para la memoria de trabajo de una PC era de 640k, por lo que en
aquella ‚poca, 1 MB se consideraba una cantidad
increíble de memoria.
Y lo mejor de todo era que los programas funcionaban con
esa memoria. Antes de profundizar en la materia y
ocuparnos de la administración de la memoria, veamos las
distintas partes de la memoria de trabajo de una PC.
CHIPS DE MEMORIA.
En las computadoras personales actuales se utilizan
aproximadamente unos 12 tipos distintos de chips de memoria.
Estos chips se combinan de diferentes maneras según el
tamaño y alcance de la memoria de trabajo en concreto.
La compatibilidad con una placa de memoria dada viene
determinada por las tomas (zócalos) que hay en esa placa.
Los chips simplemente se enchufan a esas tomas, por lo que el
soldador, que se utilizaba años atrás para realizar
ampliaciones de memoria, ya no es necesario.
Los distintos chips que se utilizan para la memoria de
trabajo pueden dividirse en dos grupos: chips
DRAM (RAM din mica) y SIMM (Single In- line Memory Module) o
SIP (Single In- line Packages). La diferencia entre estos dos
grupos es
fácil de explicar.
Mientras los chips de RAM din mica constan de
elementos individuales de chips sencillos, en los módulos
SIMM o SIP varios chips RAM se agrupan en un solo elemento. Por
lo tanto, Los SIMM o SIP son simplemente un grupo de chips
RAM que se han soldado conjuntamente para formar un único
componente. Mas adelante analizaremos esta cuestión
m s detalladamente.
CHIPS DE RAM DINAMICA.
Los chips de RAM din mica están situados en
unas pequeñas carcasas negras para chips con patillas que
sobresalen de sus lados mayores. Estas patillas permiten que el
chip este conectado al resto del sistema. Según la
capacidad del chip éste tendrá 16, 18, o
incluso 20 patillas. Los chips están disponibles en
capacidades de 64, 256 kilobytes e incluso de 1 megabits, y por
lo general contienen las inscripciones correspondientes (4164,
41256, y 411000 o 411024 respectivamente).
En los últimos tiempos se ha venido haciendo mas
popular una versión especial de chips RAM que utiliza una
estructura de bit cuádruple. Estos chips tienen cuatro
veces mas capacidad de almacenamiento
que un chip normal de 1 bit, y est n disponibles en los
modelos 464,
4256 y 4400.
Sin embargo, no debe preocuparse por las denominaciones
de chips RAM, ya que con un poco de práctica
podrá determinar la capacidad de un chip RAM por el
numero de patillas de cada chip (los chips de 64 y 256 kilobits
tienen 16, los de 464 y los de 1000 kilobits tienen 18 y los
chips de bits cuádruple tienen 20 patillas) y por los tres
a cuatro últimos dig¡tos que hay inscritos en la
carcasa del chip.
Este tipo de chips RAM se denominan "din micos"
porque los contenidos de su memoria deben refrescarse
continuamente. Esto significa que estos chips est n
sometidos a un "ciclo de refresco" constante. Esto sucede
simplemente por la naturaleza de
estos componentes, porque el elemento real de almacenamiento es
solamente el condensador, que puede estar cargado o descargado.
Dado que un elemento así puede presentar dos estados,
representan exactamente el valor de un
bit. Por lo tanto, se necesita un condensador para cada
bit.
Por ejemplo, un chip de un megabit, capas de almacenar
exactamente 1,040,576 bits de información, necesita mas de
un millón de condensadores.
Sin embargo, uno de estos condensadores
pierde su carga después de un corto periodo de tiempo.
Para conservar la información almacenada en el chip
durante más tiempo del establecido, es necesario leer
el estado de
los condensadores
del chip antes de que se pierda su carga y seguidamente
recargarlos. Esto es el mencionado "ciclo de
refresco".
No se puede acceder a la información almacenada
en el chip mientras éste est siendo refrescado. Dado
que los intervalos entre cada reposición varían
según los distintos tipos de chips, puede escoger entre
chips RAM más rápidos y más lentos. El
tiempo de acceso de los chips RAM vienen especificados en
nanosegundos, y por lo general oscila entre 70 y 120
nanosegundos. Contra mayor sea el tiempo de acceso, m s
lento ser el chip.
ACERCA DE BITS Y BYTES.
Como ya hemos mencionado anteriormente, estos chips
tienen capacidades que varían entre 64 y 1024 kilobits.
Sin embargo, la memoria de trabajo de una PC esta dispuesta en
segmentos de kilobytes. Como debe saber, ocho bits forman un
byte, por o tanto, ocho chips de 64 kilobits cada uno equivalen a
64k de memoria. Los chips RAM se agrupan en hileras de nueve
elementos cada una. Ocho de estos elementos se utilizan para
almacenar los bits reales de datos, por lo que pueden almacenar
entre 64 y 1024k, según sea el tipo de chip que se
utilice. El noveno chip actúa como elemento de control y
es el responsable de realizar la comprobación de paridad.
Durante el proceso operativo, las filas de chips realizan
constantemente una suma de comprobación que se coteja con
los bits de paridad almacenados en el noveno chip.
LA TECNICA DE LOS
TRES CHIPS.
En un principio, los chips cuádruples mencionados
anteriormente, de los cuales el mas utilizado en las PC's es el
chip de 4X256 kilobits, parecen ser una excepción al
método de
agrupación de nueve chips conjuntamente. Sin embargo,
resulta mas fácil de entender si se imagina el chip
cuádruple simplemente como cuatro chips individuales de
256 kilobits. Una hilera de chips de 256 kilobits puede constar,
o bien de nueve chips individuales de 256 kilobits o bien de dos
chips cuádruples de 256 m s un chip de 256 kilobits
(2X4+1=9), que hacen un total de tres chips.
De esta manera, una hilera completa de chips solamente
ocupa un tercio del espacio porque sólo se necesitan tres
tomas de chip en lugar de nueve, incluso teniendo en cuenta que
los chips cuádruples tienen dos patillas más en
cada lado que los chips normales de 256 kilobits.
MODULOS SIP Y SIMM.
Los módulos SIP y SIMM se crearon como resultado
de las aplicaciones de la computadora que continuamente
necesitaban mas memoria. Cada módulo corresponde a una
hilera completa de chips de memoria. Dado que el espacio que
ocupan estos módulos es considerablemente más
pequeño que el que utilizan las tomas convencionales DRAM,
se puede instalar mas memoria en la placa principal.
Estos módulos están disponibles en grupos
de nueve chips y de tres chips; la ordenación de tres
chips parece ser la que tiene mas aceptación. Sin embargo,
no todas las placas principales son compatibles con esta tecnología. Si la
placa no es compatible con el modulo de tres chips, es posible
que surjan problemas de
memoria o incluso mensajes de errores de paridad "Parity error",
que indican que la placa no soporta los módulos. Estos
módulos de memoria están disponibles en capacidades
de 256k, 1 MB y 4 MB.
Los módulos SIP (Single In-line Packages) tienen
una hilera de 30 patillas pequeñas insertadas en la banda
de toma correspondiente. Sin embargo, Los SIMM (Single In-line
Memory Module) utilizan una banda de contacto parecida a las que
se utilizan en las tarjetas de expansión. Por tanto, los
SIMM están insertados en conectores envueltos o tipo
snap.
LOS BANCOS DE
MEMORIA.
Sea cual sea el tipo de elementos de memoria que se
utiliza, la memoria situada en la placa principal de una PC se ha
organizado en dos bancos de memoria
desde la generación de la PC 286. El primero se denomina
"Banco 0" y el
segundo "Banco
1".
Dado que, por lo general, es posible instalar diferentes
tipos de chips de memoria, la capacidad de un banco de memoria
depende del tipo de chips que utilice. Por esta razón, las
placas 286 mas antiguas pueden alcanzar dos valores
máximos, de 1 o de 4 MB de RAM, dependiendo de si se
utilizan chips de 256 kilobits o chips de 1 megabit.
Las placas principales de las PC de alta velocidad 386 y
486 contienen casi siempre SIMM. Cuando se utilizan
módulos de 4 MB, se pueden alcanzar capacidades de memoria
de 32 MB "en la placa". Esto es posible porque un banco de memoria,
por regla general, incluye cuatro tomas o zócalos, por lo
tanto, un total de ocho tomas pueden recibir SIMM. Algunas placas
contienen incluso 16 tomas de este tipo, por lo cual se puede
instalar hasta un máximo de 64 MB de RAM en la
placa.
COMBINACION DE DISTINTOS CHIPS DE
MEMORIA.
Dentro de un mismo banco de memoria,
solo se deben utilizar chips de memoria de igual capacidad. Sin
embargo, se permite el uso de chips con distintos tiempos de
acceso. Los accesos a memoria se comportar n simplemente con
referencia al chip mas débil del sistema. Aunque dentro de
un banco de memoria se pueden mezclar chips de distintos
fabricantes, en ocasiones esto pudiera traer
problemas.
No siempre est permitido utilizar chips con
diferentes capacidades entre los bancos de memoria
de una placa principal. Para mayor información,
diríjase a los documentos que se
incluyen en su placa principal.
LA ADMINISTRACION DE MEMORIA DE LAS COMPUTADORAS
COMPATIBLES IBM.
Ya mencionamos con anterioridad en este capítulo
la correlación existente entre generaciones de
procesadores y memoria direccionable cuando se analizaron las
diferentes generaciones de procesadores de computadoras
personales. Durante los últimos once años el limite
de memoria física ha aumentado
de manera espectacular. Como resultado, la cantidad de memoria
que puede direccionarse gracias a estos procesadores ha crecido
de 1 MB a 4 gigabytes.
Ya sea un 386 o un 486, los sistemas actuales de las PC
de alta velocidad son compatibles hacia abajo con la PC original
IBM de 1981, basada en la CPU 8088 esto significa que todas las
generaciones de PC son todavía capaces de operar en el
mismo modo de la PC original y también utilizan el mismo
sistema
operativo. Aunque este sistema operativo
se encuentra en su sexta generación, todavía obliga
a las PC modernas a trabajar muy por abajo de su potencial.
Además del problema de compatibilidad con el 8088 y el uso
de DOS, en las computadoras actuales nos encontramos con el
problema que se esconde en la administración de la memoria.
El 8088 dividía su memoria direccionable en un
segmento para el sistema operativo y los programas de
aplicación (un máximo de 640k de memoria de
trabajo) y en otro segmento de sistema de memoria o controlador
de memoria. El último segmento contiene segmentos de
dirección para el adaptador de video, el sistema
BIOS y los
otros componentes del hardware, el cual se fijo en un
tamaño de 384k. La suma total dio un resultado de 1024k o
1 MB de memoria. Este sistema utilizó por completo toda la
franja de memoria direccionable por la CPU 8088.
El 80286 y sus sucesores disponen de una franja de
memoria direccionable bastante mas amplia, que va desde 1 MB. Los
requerimientos ineludibles de compatibilidad con el 8088
determinaron la capacitación de las líneas 286, 386,
y 486 para trabajar en "Real Adress Mode" (modo real de
direccionamiento). En este modo operativo el bus de direcciones
queda restringido a los conductos A0 hasta A19, en otras
palabras, a los 20 conductos de direccionamiento con que cuenta
el 8088. De este modo, la franja de memoria direccionable se
reduce a 1 MB. Así, las computadoras rápidas
experimentan una restricción y operan como los equipos
8088 de mas alto rendimiento.
Los procesadores sólo pueden aprovechar la
capacidad completa de los 24 o 32 bits si operan en "modo
protegido". Sólo de este modo es posible el
aprovechamiento de la "memoria extendida" y del espacio de
memoria direccionable que excede 1 MB como memoria de trabajo.
Por desgracia, este modo operativo es totalmente ajeno al DOS,
pues este sistema fué desarrollado originalmente para su
integración en un equipo que ni lo
conocía ni lo necesitaba. En este sentido, puede decirse
que el MS-DOS se ha
quedado obsoleto.
MEMORIA EXTENDIDA Y EXPANDIDA.
Mediante la ampliación del bus de direcciones,
primero a 24 y después a 32 conductos, se consiguió
aumentar la franja de memoria direccionable. Así se
creó la "memoria extendida", no utilizable por el DOS y no
apta para el almacenamiento de
programas. De todos modos, el DOS, a partir de su versión
4.01, incluye algunos controladores que aportan cierta utilidad a este
tipo de memoria. gracias a ellos y al VDISK.SYS, puede instalarse
un disco virtual en la memoria extendida.
Cabe también la posibilidad de instalar en la
memoria extendida dispositivos de control del disco duro o
de la impresora.
Pero esta forma tan práctica de liberar de tareas a la
memoria de trabajo no impedir que en la pantalla del
usuario del DOS aparezca el mensaje de "insuficient memory"
(memoria insuficiente). Unicamente ciertos productos muy
selectos de software, entre ellos el LOTUS 123 versión
2.2, consiguen utilizar la memoria extendida.
Existe una posibilidad de ampliar la memoria de trabajo
para las aplicaciones DOS y es el aprovechamiento de la ventana
EMS. se trata de un sector de memoria no utilizado y situado en
el marco de los 384 KB de la memoria del sistema (controller
Memory). El principio EMS es realmente complejo, pero con un poco
de fantasía se puede asimilar. Según la EMS
(especificación de memoria expandida), pueden utilizarse
todos los espacios direccionables vacíos entre 640 KB y 1
MB para fusionar en ellos sectores de memoria procedentes de
otros espacios direccionables. La "ventana" que se consigue de
esta manera muestra siempre
la parte de la memoria que se esta empleando en cada momento. La
totalidad de la memoria fusionada (hasta 32 MB) queda dividida en
paginas con sus correspondientes direcciones lógicas. Para
posibilitar el resaltado casi instantáneo de paginas de
memoria adicionales, es preciso que la conexión
r pida entre las direcciones de las memorias
lógica
y física(ventana EMS) se produzca en un
segundo plano.
Para poder ampliar
la memoria según las directrices EMS es imprescindible
cargar un determinado controlador al ponerse el sistema en
funcionamiento. Los 286 y los 8088 precisan para este fin un
hardware especial dotado de Bank-switching-Logic (lógica
de conmutación de bancos). Por esta
razón, el controlador de software depende también
del hardware y viene siendo distribuido conjuntamente con las
placas madre con capacidad EMS o con las tarjetas de
expansión de memoria.
Pero no todas las placas madre 286 soportan la EMS.
Muchas se ayudan en tarjetas de expansión de memoria
determinadas, como, por ejemplo, la Intel-Avobe-Board. Los
procesadores de aplicaciones 386 y 486 disponen de un
"Virtual-Address-Mode"(modo virtual de direcci¢n) que
facilita la operatividad de un sistema EMS dirigido
únicamente por software. Se puede decir, por tanto, que
estas computadoras ya salen de fabrica preparadas para acogerse a
la metodología EMS. Desde el DOS 5.0 se
incluye con vistas a ello un controlador especial
EMS(EMM386.EXE). También hay otros programas que, como el
386MAX o el QEMM se adaptan a la ventana EMS, a fin de
incrementar el volumen de
memoria de trabajo disponible para el DOS y sus aplicaciones.
Estos programas son independientes de hardware y por ello no
requieren ningún entorno especial. De todos modos, cabe
señalar que algunos de ellos puede presentar
problemas.
Desde la aparición de su versión 4.01, el
DOS puede incorporar una llamada "High Memory Area"(área
de memoria alta) en los primeros 64 KB de la memoria
direccionable, cuyo volumen supera el
megabyte y, desde el lanzamiento de su versión 5.0, puede
incluso descargar partes del sistema operativo residentes en los
mas altos sectores de la memoria, de modo que queden libres mas
de 620 kB de la memoria de trabajo.
Mediante el gestionador de memoria XMS conocido como
HIMEM.SYS, programas como el Windows 3.0 a
modo de aplicación del DOS, pueden acceder sin
restricciones a toda la memoria existente y ponerla a
disposición del resto de las aplicaciones. Para ello el
Windows 3.0 asume el control total de la memoria y precisamente
ello es causa de los problemas que plantea este
asunto.
Ya va siendo hora de que DOS sea sustituido por un
sistema operativo autentico, capaz de trabajar en modo protegido
y preparado para seguir el ritmo que marque la memoria
direccionable ampliada de los procesadores mas rápidos.
IBM ha logrado esto con la versión 2.0 del ya conocido
OS/2.
Así ya hemos llegado al final del apartado
dedicado a la memoria de trabajo. Nos hemos extendido bastante, a
fin de facilitarle una perspectiva completa de los aspectos
problemáticos relacionados con su manejo. Creemos haber
resuelto, con ello, todas las posibles dudas que pueden
plantearse en torno a la
conveniencia de la ampliación de esta memoria.
La conveniencia de dicha ampliación depende, en
primera instancia, del tipo de computadora que se posea. Ampliar
un 286, por ejemplo, a mas de 2 MB de RAM nos parece poco
razonable. En este caso, le convendría mas la compra de un
386, o , por lo menos, de un 386SX.
Esta operación la reportar mas ventajas en
cuanto al manejo de memoria. Por otra parte, la ampliación
de la memoria de un 386 o de un 486 que se opere bajo el Windows
resulta siempre ventajosa, ya que se agiliza su administración. Lo ideal en estos casos son
8 MB. Si usted únicamente trabaja con el DOS y sus
aplicaciones, una ampliación de memoria no tendría
mucho sentido. Contrariamente, si lo que utiliza es el OS/2,
cualquier ampliación será bienvenida, pues cuanto
mayor sea el volumen de RAM,
mas rápido ser el funcionamiento del
software.
6.- LA MEMORIA DEL SISTEMA.
Como ya hemos mencionado, cuando IBM desarrollo la
PC, el segmento de memoria entre 640k y 1 MB estaba reservado
para uso del sistema. Esta franja de dirección se ha reservado desde entonces
para la ROM (memoria de solo lectura).
Así, y a diferencia de la RAM, desde la ROM sólo se
quede leer, y no escribir.
De hecho, El término "ROM" ya no se aplica a cada
parte de la memoria del sistema. Sin embargo, todavía
implica que toda esta franja de dirección esta controlada por el sistema.
Por lo tanto, esta memoria est controlada por el hardware,
y no se puede utilizar por software externo bajo ninguna
circunstancia.
Esto también puede aplicarse a los diferentes
sistemas BIOS internos
de una PC. Cada placa principal est equipada con un sistema
BIOS o un BIOS
principal, también llamado ROM BIOS. El sistema BIOS esta
situado en la parte superior del sistema de memoria. Los
últimos 64kB por debajo del limite de 1 MB en cada PC,
est n reservados para este propósito.
Un segmento de dirección de 192k, reservado para sistemas
adaptadores BIOS que se utilizan en su PC compatibles con IBM,
esta situado directamente debajo del segmento del sistema BIOS.
Estos segmentos pueden incluir EGA-BIOS o VGA BIOS, así
como los BIOS para un controlador de disco duro SCSI. Las
tarjetas de conexión también deben ser
direccionables a través de una dirección especifica
de ROM.
Si en su sistema hay varias tarjetas de expansión
que necesitan su propio BIOS, este segmento de memoria reservada
puede saturarse y dar lugar a conflictos de
dirección. Esto es algo que debería tener en cuenta
antes de comprar un hardware de este tipo. muchas tarjetas de
expansión ofrecen direcciones BIOS que el usuario puede
seleccionar, con lo que se pueden evitar muchos conflictos de
dirección.
!Mucho cuidado con la PC IBM originales¡ Estos
equipos disponen de un ROM BASIC que permite funcionar a la
computadora aunque no encuentre ningún sistema operativo
para cargarlo en la memoria de trabajo. El ROM BASIC ocupa otros
64 kilobytes de la franja direccionable prevista para el
Adapter-BIOS, con lo cual éste se reduce aún
más.
debajo del espacio direccionable del Adapter-BIOS se
encuentra la franja de la Video-RAM con una
extensión de 128 kB. De este modo quedan distribuidos los
384 kB disponibles. Debe quedar claro que estamos hablando de
espacios de direccionamiento, no de contenidos de la
memoria.
Con esto queremos decir que los datos de
extensión ofrecidos no guardan relación con las
capacidades de almacenamiento,
sino con las direcciones por las que se guía la CPU cuando
necesita dirigirse a los puntos correspondientes de la memoria.
Exceptuando la Video-RAM y la
ventana-EMS(ver apartado siguiente), a estas direcciones de
memoria solo puede accederse por medio de un acceso de lectura.
Físicamente los contenidos de memoria se
encuentran detrás de sus respectivos espacios
direccionables (véase, por ejemplo, en la tarjeta
gráfica, la Video-RAM y el
Video-BIOS).
En efecto, el BIOS del sistema se encuentra en la placa madre y
otros BIOS se hallan en determinadas tarjetas. Los BIOS vienen
almacenados como programa rutina en uno o dos de los elementos
llamados EPROM.
Las siglas EPROM significan (E)rasable and
(P)rogrammable (R)ead (O)nly (M)emory, y designan, en definitiva,
un componente de la memoria ROM que
puede ser borrado y programado. si se utiliza un hardware
apropiado y técnicas especificas, los elementos EPROM,
fuera de la PC, admiten también la escritura.
LA VENTANA EMS.
En el marco del espacio direccionable ya descrito y en
dependencia del numero y el tamaño del los Adapter-BIOS y
de la presencia eventual de un ROM BASIC, queda una franja
continua de 64 kB como mínimo sin emplear. Este sector,
desde el establecimiento de la Expanded Memory Specification
(EMS), por las firmas Lotus, Intel y Microsoft
(LIM), puede ser utilizado por los sistemas
operativos y sus aplicaciones, para fusionar paginas de
memoria adicionales a través de un controlador EMS
especial. En el apartado 2.1.4 hemos abordado este punto con mas
detalle.
EL PRINCIPIO ROM SHADOW.
De lo que hemos explicado hasta ahora se deduce
claramente que físicamente, la memoria del sistema no se
sirve de la capacidad de almacenamiento de los elementos RAM
instalados; no emplea ni un solo byte de los mismos. Tanto en el
sentido físico, como desde la perspectiva de los espacios
direccionables, la memoria del sistema se halla radical y
limpiamente separada de la memoria de trabajo. Así, los
elementos de memoria destinados al almacenamiento que se colocan
sobre la placa madre quedan a completa disposición de la
memoria de trabajo.
En las computadoras modernas suele contarse con la
posibilidad de instalar la llamada Shadow-RAM a través del
CMOS-Setup. Esta opción sirve para fundir los contenidos
BIOS de la memoria del sistema en la RAM. Los mencionados
contenidos quedan copiados como una sombra (shadow) en la memoria
de trabajo. Esto tiene el objetivo de
acelerar los accesos de la CPU a dichos contenidos, ya que un
acceso a la RAM es sustancialmente mas rápido que uno a la
ROM.
Las opciones Shadow se ofrecen por muchas PC-BIOS para
el System-BIOS y el Video-BIOS. La activación de la
opción suele venir preconfigurada. El AMI-BIOS le presenta
el usuario un detallado informe de las
correspondencias Shadow para todo el espacio de memoria del
sistema para que, además del Video-BIOS y del System-BIOS,
como extra, pueda copiarse el Adapter-BIOS en la RAM.
Para establecer esta definición de forma
técnicamente impecable, debe restárseles el espacio
que físicamente esta a disposición de la memoria de
trabajo un sector de extensión suficiente como para
poder ser
reconvertido en "memoria Shadow". Y es que para que los
contenidos BIOS que van a copiarse sean aceptados debe haberse
determinado un sector de memoria fijo exclusivamente para ese
uso. El espacio precisado se le "sustrae", pues, a la memoria de
trabajo, que queda, así, reducida.
LA SHADOW-RAM REDUCE LA MEMORIA DE
TRABAJO.
La reconversión de memoria de trabajo en
Shadow-RAM no esta exenta de complicaciones. Hay varias
técnicas y cada una de ellas provoca efectos diferentes en
la memoria de trabajo.
Sobre todo en el terreno de los modernos BIOS 286 suele
pasar que, curiosamente, al activar la opción Shadow, se
"arrancan" 256 kB de la memoria de trabajo, independientemente de
la cantidad de espacio que en realidad se utilice para la
Shadow-ROM. Esto implica que, con una capacidad de almacenamiento
global de 1 MB, la memoria extendida queda reducida, pasando de
384 a 128 kB.
Dejando aparte el hecho de que vaya a activarse o no una
opción Shadow, muchos BIOS 386 y 486 reservan 384 kB de la
memoria de trabajo. De este modo lo habitual es que de, por
ejemplo, 4096 kb de memoria instalada, queden útiles 640
kB de almacenamiento convencional y 3072 kB de memoria ampliada.
Otros prefieren extraer de la memoria de trabajo la cantidad
exacta de capacidad que precisan para la Shadow.
La activación de esta opción implica, eso
sí, un aumento en el rendimiento del sistema que, al menos
en una 386 y 486, se aprecia muy claramente. Pero la perdida de
capacidad de almacenamiento ligada a ella puede no
compensar(especialmente en el caso de los 286) el nivel de
rendimiento alcanzado.
Con carácter de excepción
(comúnmente en placas con chips NEAT) encontramos en el
CMOS ampliado una opción designada como "RAM Relocation",
"Relocate Option" o "Remapping". Gracias a ella podemos, en caso
de no emplear la opción Shadow, incorporar de nuevo a la
memoria de trabajo el espacio que le habíamos
extraído. Se trata de un procedimiento un
tanto complejo, que a los 286 con poca memoria global puede, sin
embargo, serles de gran ayuda.
7.- LA MEMORIA
CACHE.
Desde la aparición en el mercado de
procesadores con frecuencia de reloj de 25 o incluso 33 MHz o
mas, una memoria de trabajo constituida por RAM dinámica ya no esta preparada para
satisfacer las exigencias de la CPU en términos de tiempo
de acceso.
Con esas frecuencias, el procesador se ve forzado a
aguardar continuamente hasta que la memoria de trabajo reaccione,
lo cual conlleva que su capacidad operativa no sea aprovechada al
máximo.
En principio, la memoria de trabajo debería
poder ser
sustituida completamente por componentes estáticos de RAM
que permitiesen intervalos de acceso bastante mas breves. Pero
esto seria demasiado caro. Por eso, en los casos en
relación a equipos 386 y 486 de altas frecuencias, se ha
recurrido a un método que
ya se utilizaba en las gigantescas computadoras de los
años setenta: la instalación de una RAM cache
externa. "Externa" quiere decir, en este contexto, que se
sitúa fuera de la CPU, en su entorno y unida a ella por el
sistema bus.
En los 486, la memoria caché‚ que estamos
describiendo recibe también el nombre de
"caché‚ de segundo nivel", se ubica
físicamente sobre la placa madre y consta de una serie de
componentes est ticos de RAM con una capacidad de 64 o 256
kilobits.
Así pues, con este procedimiento
pueden obtenerse cachés de 64 o 256 kilobytes,
tamaño bastante inferior al de la memoria de trabajo. La
vigilancia de la memoria caché corre a cargo del
controlador caché 82385 de Intel.
EL FUNCIONAMIENTO DE LA RAM CACHE.
La RAM caché está, pues, situada entre la
CPU y la memoria de trabajo y opera a modo de memoria intermedia.
Dado que las computadoras compatibles IBM procesan las
instrucciones de forma secuencial (por orden de llegada), los
mejores programas son los escritos partiendo del "principio de
localidad". Este principio determina que al ponerse en marcha el
programa se utilicen partes de memoria de un sector inmediato,
ubicadas en serie y lo mas cerca posible unas de otras. Los
saltos a zonas de la memoria mas alejadas ("far jumps") son poco
frecuentes.
Para activar un bucle de programación que vaya a ejecutarse con
asiduidad, debe extraerse de la memoria una y otra vez la misma
instrucción. La memoria caché funciona de forma que
ante una solicitud de la CPU, el fragmento de la memoria a leer y
el que le sigue han de ser cargados primero en la memoria
caché y luego enviados a la CPU. Cualquier usuario que
conozca las bases técnicas de la programación sabe que la próxima
solicitud de la CPU hará referencia al mismo sector
de la memoria o a uno vecino del anteriormente consultado.
Así, con este método al
memoria caché puede satisfacer, en la mayoría
absoluta de los casos, las consultas formuladas. Si no
dispusiéramos de ella, la memoria de trabajo
tendría, una vez mas, que pasar a la
acción.
El procedimiento
descrito optimiza, asimismo, los accesos del procesador a la
memoria de trabajo. El aprovechamiento de la operatividad de los
procesadores de alto rendimiento depende, así, de la
capacidad que tenga la memoria caché de satisfacer a la
CPU. Frente a un fallo de la caché la CPU se ve obligada a
recurrir a la relativamente mas lenta memoria de trabajo. Los
fabricantes de placas madre utilizan estrategias de
caché muy diversas. Las diferencias residen en la manera
de almacenar y localizar los datos y los usos que se le dan al
contenido de esta memoria. También los procesos de
reproducción, es decir, los principios que
rigen el modo de copiar la memoria de trabajo sobre la
caché, pueden diferir unos de otros. Las dimensiones de la
memoria caché son igualmente importantes, pero no vamos a
recrearnos aquí¡ sobre las peculiaridades que
distinguen a un principio de reproducción asociativo total
de uno parcial.
En resumen puede decirse que las placas con una
frecuencia idéntica pero con o sin caché‚
externa son tan diferentes como la noche del día. Solo
mediante una RAM caché puede aprovecharse de forma real
toda la capacidad de un procesador. Incluso en las placas 386SX
las diferencias mencionadas se hacen palpables.
Respecto a las dimensiones de la memoria caché,
cabe señalar que una computadora con el DOS tiene mas que
suficiente con 64 Kb (es el tamaño ideal). Comparaciones
efectuadas revelaron que, por ejemplo, un 486 que opere bajo el
DOS se vera alentizado en proporción a las dimensiones de
la caché instalada. El rendimiento del mismo, tras la
ampliación de una memoria caché de 64 a 256
kilobytes se redujo en un 10% aproximadamente. Bajo el OS/2, en
cambio, se
constató un claro aumento de la capacidad
operativa.
8.- LOS CHIPS DE LA PLACA
MADRE.
Acercándose ya al fin de esta descripción
de los componentes involucrados en tareas de procesamiento, vamos
a abordar el ultimo grupo de
elementos situado regularmente sobre la placa madre.
Se trata del juego de
chips, que es un grupo de
circuitos
integrados con un elevado grado de armonización
interna que actúa, por así decirlo, como auxiliar
de la CPU en las tareas de dirección y control de la
computadora. Estos componentes ayudan al procesador a organizar,
entre otras cosas, el acceso a la memoria de trabajo y al bus de
datos o direcciones.
Hay un buen numero de juegos de
chips que suele estar soldado de forma fija sobre los distintos
tipos de place madre. Entre los fabricantes mas conocidos se
incluyen Chips & Tecnologies, Symphony, OPTI, UMC, VLSI,
Video Seven, Headland, etc. Los hay de todo tip. evidentemente,
no podemos centrarnos ahora en describir todas y cada una de las
diferencias existentes entre los diferentes juegos.
Las incompatibilidades o problemas entre determinados
juegos de
chips y componentes de hardware concretos son frecuentes.
Así, por ejemplo, podemos citar, por experiencia, que las
placas de los equipos 486 con juego de chips
Forex suelen presentar incompatibilidad con algunas tarjetas
gráficas, entre ellas con la Diamond Speedstar HiColor.
Otras tarjetas gráficas con las mismas especificaciones
técnicas, funcionan, no obstante, sin tacha. queremos
dejar claro en este punto que las incompatibilidades entre
componentes de hardware asociadas a determinados juegos de
chips y placas madre son fenómenos frecuentes.
En este apartado nos gustaría detenernos
especialmente en el llamado juego de chips NEAT, que suele
encontrarse en las placas de las computadoras 286 y 386SX. Las
siglas NEAT significan "New Enhanced Advanced Tecnology" y vienen
a referirse al nuevo AT ampliado, tomando la denominación
AT como sinónimo de computadora con bus de 16
bits.
Este juego de chips consta de un controlador de
bus(82C211), un controlador de memoria (82C212), un buffer de
datos y direcciones (82C215) y un controlador de periféricos (82C206). En las placas del 386
estos chips reciben nombres un tanto diferentes
(82C811,82C812,82C815 y 82C806), si bien realizan, especialmente,
las mismas funciones.
Los juegos de chips (el mas conocido es el NET de chips
& Tecnologies) ofrecen una función ampliada de Setup,
con la cual es posible la programación bit a bit de los registros de
control. Entre otras cosas, permite efectuar una especie de
direccionamiento de la memoria que posibilita rápidos
cambios entre dos bancos de la
misma mientras ambos son utilizados. Mientras un banco esta
siendo refrescado, puede accederse al otro, obteniendo, en
consecuencia, un ritmo de acceso a memoria mucho más
rápido.
Este procedimiento
conocido como "Page Interleavin" es empleado también por
otros fabricantes de chips NEAT, como, por ejemplo, OPTI. Pero la
configuración correcta del CMOS en estos chips es
realmente compleja. Si usted desconoce lo que se esconde
detrás de cada opción configurativa, ser
mejor que siga utilizando los valores
preconfigurados. Otros tipos de chips diferentes de los NEAT
también pueden ser objeto de manipulación a
través de setups del CMOS especializados o ampliados. En
el capitulo 8 mencionamos, en referencia a un AMI-BIOS, todas las
posibles configuraciones. por regla general, los juegos de chips
de placas nuevas suelen salir de fabrica con una
configuración óptima para su uso estándar y
no tienen porque ser modificados.
Autor:
Juan Carlos Maggi Cardenas
Estudiante Ingeniería Industrial