Sumario La arquitectura de un ordenador la constituye las formas
de construcción, interconexión y
distribución física de los distintos dispositivos
que conforman el equipo, principalmente: chips, tarjetas, buses y
unidades de entrada y salida. Basicamente el hardware de un
ordenador está constituido por. CPU, procesa los datos
Memoria, almacena la información Unidades I/O,
periféricos que nos permiten las conexiónes con el
exterior. 1
Hard ware y Software Hardware, conjunto de dispositivos
físicos que integran el ordenador: CPU, monitor, teclado,
unidad e disco, etc. Software: conjunto de instrucciones,
llamados programas, que dirigen los distintos componentes del
ordenador. El software es el encargado de indicar al hardware
como debe realizar las distintas tareas. . 2
Arquitectura de un ordenador. Bus de DATOS Bus de DATOS Bus de
DATOS Bus de DIRECCIONES Bus de CONTROL 3 Estructura 1 Bus de
DIRECCIONES
Arquitectura de un ordenador Bus de DATOS Bus de DATOS Unidad
Central de Proceso (CPU), se encarga de procesar los datos. Es el
cerebro de la máquina,se encarga de recibir instrucciones
y datos, de interpretarlos y de ejecutarlos. UNIDAD DE CONTROL,
se encarga de dirigir y gestionar todas las operaciones que se
han de realizar. UNIDAD ARITMÉTICA LÓGICA, se
encarga de todos los cálculos y operaciones lógicas
y matemáticas. RELOJ, es el encargado de sincronizar todas
las instrucciones u operaciones de la CPU. Marca cuando acaba y
comienza una instrucción. La rapidez de las operaciones
dependerá de la velocidad del reloj. Esta velocidad se
mide en MHz CPU 1 4
Arquitectura de un ordenador. Bus de DATOS 5 Registros Unidad de
control UC Decodificador Instrucciones ID Contador de programa (
CP), Instrucciones R D D ACUMULADOR A LU (Gp:) UNIDADES I/O (Gp:)
PERIFÉRICOS (Gp:) RAM (Gp:) Datos (Gp:) Instrucciones
(Gp:) ROM BUS DE CONTROL Interrupciones BUS DE DIRECCIONES R/W
BUS DE INSTRUCCIONES BUS DE DATOS Estructura 2 SEÑAL DE
CLOCK ALIMENTACION CPU
Arquitectura de un ordenador Bus de DATOS Bus de DATOS Memoria,
son dispositivos electrónicos que pueden almacenar bit
lógicos (0 o 1) de forma que en cualquier instante se
pueda acceder a un solo bit o a un grupo de ellos. La memoria o
registro de memoría almacena siempre un nº de bits
que es potencia de 2, en ella residen las instrucciones y los
datos. Existen diferentes tipos de memorias, según su
función. MEMORIA 6
Arquitectura de un ordenador Bus de DATOS Bus de DATOS Puertos, o
unidades de entrada salida. En los conectores de estas unidades
se conectan los periféricos (monitor, ratón , etc.)
que nos permiten comunicarnos con el extrerior del equipo. I/O
7
Arquitectura de un ordenador Bus de DATOS Bus de DATOS Buses, o
son cables conductores que transportan señales o impulsos
eléctricos (bit lógicos). Un ordenador dispone de
tres buses. BUS DE DATOS, por él circulan las
señales eléctricas que representan los bits o
códigos de los datos (instrucciones o datos) BUS DE
DIRECCIONES, por él circulan las señales
eléctricas que representan los bits o códigos de
las direcciones (direccionamiento de registros) BUS DE
CONTROL,por el circulan las señales eléctricas que
representan los bits o códigos de control (ordenes de
ejecución de operaciones) Buses 8
Arquitectura de un ordenador Bus de DATOS Bus de DATOS
Dependiendo del tipo de buses utilizado, se habla de diferentes
arquitecturas de ordenadores. Bus de 8 bits, en la CPUa 8088,
información transmitida por canales paralelos de 8 bits.
ISA (Industry Standard Architectura): Buses de 16 bits. MCA
(Micro Channel Arquitecture): permitía una ruta de datos
de 32 bits. Incompatible con otras arquitecturas (tarjetas de
expansión) EISA ( Ex tended Industry Standard
Architectura): actualización a la ISA para poder
transmitir en 32 bits. Compatible con 8 y 16 bits. VL-Bus ( Vesa
Local Bus): transmisión de datos en 32 bits a más
velocidad, mayor de 10 MHz. PCI (Peripheral Component
Interconnect ): es independiente de la CPU, ya que entre la CPU y
el bus PCI se instalará siempre un controlador de bus PCI.
El bus PCI no depende del reloj de la CPU, porque está
separado de ella por el controlador del bus. El actual
estándar PCI autoriza frecuencias de reloj que oscilan
entre 20 y 33 Mhz. Se utiliza actualmente en los PENTIUM y
permite la configuración automática de los
periféricos( Plug&Play). AGP (Advanced Graphic Port):
este bus se utiliza exclusivamente para las tarjetas de video
AGP. Se trata tambien de un bus de 32 bits. Arquitecturas 9
Como realiza una instrucción el ordenador Bus de DATOS Bus
de DATOS Basicamente se realiza siguiendo estos pasos
Funcionamiento 10
Placa base (mainboard) o (motherboard ) 11 El microprocesador, es
el elemento principal de todo ordenador, en el que se encuentran
todos los aparatos y dispositivos. Fisicamente se trata de una
"oblea" de un material sintético, sobre la cual existe un
circuito electrónico (PCB), que conecta diversos elementos
que se encuentran anclados sobre ella. Todo ello forma la placa
base.
Placa base 12 Existen de diferentes formas y con diversos
conectores para los periféricos. Los fabricantes han
definido varios standares para evitar costes y facilitar la
intercambiabilidad. En principio la calidad de las placas bases
no depende del tipo de la misma. Tipos
Placa base (mainboard) o (motherboard ) 13
Placa base 14 Zócalos o sockets Lugar donde se instala la
CPU o el microprocesador. Durante más de 10 años
consistía en una pastilla cuadrada de plástico con
más o menos pines se introducía con mayor o menor
facilidad, desde la aparición de los Pentium II este
panorama ha cambiado. Actualmente enlos Pentium IV se utiliza el
Socket 775 y 939 . Actualmente microprocesadores en Slots
(ranuras) Componentes
Placa base 15 Slot 1 Lugar donde se conectan los Pentium (en
ranuras o slot) o mas bien para desenchufar a la competencia. Es
un invento de Intel., conviertiendo una arquitectura abierta en
un diseño propietario. Este diseño produce la
discordia entre Intel y AMD, aunque ahora actualmente son los
mismos pero cada uno gestiona su propia marca. Componentes
Placa base 16 Ranuras de memoria Lugar donde se instalan la
circuiteria que conforman el banco de memoria RAM del equipo. Los
módulos de memoria hani do variando en tamaño,
capacidad y forma SIMM DIMM RIMM Componentes
Placa base 17 Chipset de control El "chipset" es el conjunto
(set) de chips que se encarga de controlar determinadas funciones
del ordenador , como la forma en que interacciona el
microprocesador con la memoria o la caché, o el control de
puertos PCI, AGP, USB…. Componentes
Placa base 18 La BIOS (Basic Input-Output System) Es un chip
donde se encuentra el programa que hace que cuando arranque el
equipo da soporte al manejo de los dispositivos denomindados
entrada –salida (Input-Ouput). Ademas, la BIOS conserva
ciertos parametros: tipo de HD, fecha y hora del sistema, etc.,
los cuales los guarda enuna memoría CMOS, de muy bajo
consumo y que es mantenida con una pila cuando desconectamos el
ordenador. Componentes
Placa base 19 Slots para tarjetas de expansión Son ranuras
de plástico con conectores eléctricos (slots) donde
se introducen las tarjetas de expansión (tarjeta de video
,de sonido, de red …..). Componentes
Placa base 20 Memoria caché o caché externa Es un
tipo de memoria muy rápida que se utiliza de puente entre
el micro y la memoria principal o RAM, de tal forma que los datos
más utilizados se encuentren antes, acelerando el
rendimiento del equipo. Todos los microprocesadores desde el 486
llevan una caché interna. Componentes
Placa base 21 Conectores externos Se trata de los conectores para
periféricos externos Componentes
El microprocesador o CPU 22 El microprocesador o CPU Es un chip
electrónico que está formado por muchos circuitos
integrados ALU, operadores, registros (acumulador) UC,registros:
CP, RI, FLAGS, MAR,DI Buses (dirección, control y datos)
Alimentación Reloj del Sistema Definición Fases de
una instrucción
El microprocesador o CPU 23 Ejecución de una
instrucción (fase de búsqueda y de
ejecución) Como opera CP MAR MDR IR CP contador de
programa MAR, registro de direcciones MDR, registro de datos IR,
registro de instrucciones
El microprocesador o CPU 24 INTEL 8086, buses de 8bits 8088 (XT),
emulaban a 16 bits 80286 (AT), 16 bits 80386, 32 bits; DX, SX
80486, 32 bits cn coprocesador matemático y caché
interna muy rápida. 80586 o PENTIUM, PENTIUM PRO, PENTIUM
MMX, PENTIUM II, PENETIUM III, PENTIUM 4 (GHz) Evolución
Otros fabricantes AMD, AMD K7 Power PC d, IBM, Motorola
La memoria 25 Todos los periféricos deben ser conectados a
través de conectores
La memoria 26 Lugar donde el ordenador guarda los datos o
instrucciones en el momento presente. RAM BUS, direcciones BUS,
datos BUS, direcciones, Salida instrucciones (ROM) Straps:
líneas de activación R/W
Puertos de comunicación 27 Todos los periféricos
deben ser conectados a través de algún conector,
para que tengan acceso al bus interno del ordenador.
Periféricos 28 Los periféricos permiten introducir
y obtener información del ordenador
Sistemas de almacenamiento 29 Los sistemas de almacenamiento han
evolucionado muchísimo en los cinco últimos
años