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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

INSTITUTO SUPERIOR

TECNOLÓGICO

NORBERT WIENER

Manual del Alumno

ASIGNATURA: Ensamblaje

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Ciclo: VI

Índice General Pág. N°

1. Computadora (Definición) .................................……. 04

2. Historia de las Computadoras ................................. 04

3. Generación de las Computadoras............................ 07

4. Diagramas de Bloques de las PC.............................. 08

5. Microprocesador ...................................................... 10

6. Mainboard.................................................................. 14

7. Arquitecturas y Tecnologías.................................... .. 18

8. Otras Arquitecturas..................................................... 24

9. Zócalo del Microprocesador........................................ 29

10. Ranuras de Memoria................................................. 30

11. Chipset........................................................................ 31

12. Bios............................................................................ 36

13. Configuración de Hardware y Software.................... 38

14. Procesador .......................................................……. 41

15. Dispositivos IDE y Floppy Disk Drive........................ 47

16. La Pila......................................................................... 51

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17. Memoria..................................................................... 52

18. Dispositivo de Almacenamiento.................................. 65

19. Asignación de Unidades............................................. 66

20. Disco Duro...................... ........................................... 67

21. Interleaving.................................................................. 82

1. Lectura o Escritura de un Bit en un Sector........................ 84

1. Disquetes................................................................. 104

2. Medios Opticos......................................................... 109

3. CD Room.................................................................. 110

4. Unidades Zip............................................................. 112

5. Instalación de Dispositivos IDE.............................. 113

1. Practica de Ensanblaje.................................................. 116

1. El Microprocesador.................................................... 118

2. Tipos de Microprocesador......................................... 120

3. Modos de Operación y Avances tecnológicos........... 127

4. Practica de Procesadores.......................................... 131

5. Periféricos Usuales: Monitor, Teclado, Mouse...........132

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COMPUTADORA

DEFINICION:

La computadora u ordenador, es un dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información.

El mundo de la alta tecnología nunca hubiera existido de no ser por el desarrollo del ordenador o computadora. Toda la sociedad utiliza estas máquinas, en distintos tipos y tamaños, para el almacenamiento y manipulación de datos. Los equipos informáticos han abierto una nueva era en la fabricación gracias a las técnicas de automatización, y han permitido mejorar los sistemas modernos de comunicación. Son herramientas esenciales prácticamente en todos los campos de investigación y en tecnología aplicada.

En la actualidad existen dos tipos de ordenadores: analógicos y digitales; sin embargo, el término ordenador o computadora suele utilizarse para referirse exclusivamente al tipo digital. Las instalaciones que contienen elementos de ordenadores digitales y analógicos se denominan ordenadores híbridos. En un ordenador digital también pueden introducirse datos en forma analógica mediante un convertidor analógico digital, y viceversa(convertidor digital a analógico).

HISTÓRIA DE LAS COMPUTADORAS

*El Abaco

Quizá fue el primer dispositivo mecánico de contabilidad que existió. Se ha calculado que tuvo su origen hace al menos 5000 años y su efectividad ha soportado la prueba del tiempo.

*La Pascalina

El inventor y pintor Leonardo Da Vencí (1452 - 1519) trazó las ideas para una sumadora mecánica. Siglo y medio después, el filósofo y matemático francés Balicé Pascal (1623 -1662) por fin inventó y

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construyó la primera sumadora mecánica. Se le llamó Pascalina y funcionaba como maquinaria a base de engranes y ruedas. A pesar de que Pascal fue enaltecido por toda Europa debido a sus logros, la Pascalina, resultó un desconsolador fallo financiero, pues para esos momentos, resultaba más costosa que la labor humana para los cálculos aritméticos.

*La locura de Babbage

Charles Babbage (1793 - 1871), visionario inglés y catedrático de Cambridge, hubiera podido acelerar el desarrollo de las computadoras si él y su mente inventiva hubieran nacido 100 años después. Adelantó la situación del hardware computacional al inventar la "máquina de diferencias", capaz de calcular tablas matemáticas. En 1834, cuando trabajaba en los avances de la máquina de diferencias, Babbage concibió la idea de una "máquina analítica". En esencia ésta era una computadora de propósitos generales. Conforme con su diseño, la máquina de Babbage podía sumar, substraer, multiplicar y dividir en secuencia automática a una velocidad de 60 sumas por minuto. El diseño requería miles de engranes y mecánicos que cubrirían el área de un campo de fútbol y necesitaría accionarse por una locomotora. Los escépticos le pusieron el sobrenombre de "la locura de Babbage". Charles Babbage trabajó en su máquina analítica hasta su muerte.

Los trazos detallados de Babbage describían las características incorporadas ahora en la moderna computadora electrónica. Si Babbage hubiera vivido en la era de la tecnología electrónica, hubiera adelantado el nacimiento de la computadora electrónica por varias décadas. Irónicamente, su obra se olvidó a tal grado, que algunos pioneros en el desarrollo de la computadora electrónica ignoraron por completo sus conceptos sobre memoria, impresoras, tarjetas perforadas y control de programa de secuencia.

*La primera tarjeta perforada

El telar de tejido, inventado en 1801 por el Francés Joseph Marie Jackard (1753 - 1834), usado todavía en la actualidad, se controla por medio de tarjetas perforadas. El telar de Jackard opera de la manera siguiente: las tarjetas se perforan estratégicamente y se acomodan en

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cierta secuencia para indicar un diseño de tejido particular. Charles Babbage quiso aplicar el concepto de las tarjetas perforadas del telar de Jackard en su motor analítico. En 1843 Lady Ada Augusta Lovelace sugirió la idea de que las tarjetas perforadas pudieran adaptarse de manera que proporcionaran que el motor de Babbage repitiera ciertas operaciones. Debido a esta sugerencia algunas personas consideran a Lady Lovelace la primera programadora.

Herman Hollerit (1860 - 1929). La oficina de censos estadounidense no terminó el censo de 1880 sino hasta 1888. La dirección de oficina ya había llegado a la conclusión de que el censo de cada diez años tardaría más que los mismos 10 años para terminarlo. La oficina de censos comisionó la estadística Herman Hollerit para que aplicara su experiencia en tarjetas perforadas y llevara a cabo el censo de 1890. Con el procesamiento de las tarjetas perforadas de Hollerit, el censo se terminó en sólo 3 años y la oficina se ahorró alrededor de U$$ 5,000,000 de dólares. Así empezó el procesamiento automatizado de datos. Hollerit no tomó la idea de las tarjetas perforadas del invento de Jackard, sino de la "fotografía de perforación". Durante décadas, desde mediados de los cincuenta la tecnología de las tarjetas perforadas se perfeccionó con la implantación de más dispositivos con capacidades más complejas. Dado que cada tarjeta contenía en general un registro (Un nombre, dirección, etc.), el procesamiento de la tarjeta perforada se conoció también como procesamiento de registro unitario.

*La Computadora Electrónica

En 1946, se terminó de construir una computadora electrónica completamente operacional a gran escala, y se llamó ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer – integrador numérico y calculador electrónico). La ENIAC construida para aplicaciones de la Segunda Guerra mundial, se terminó en 30 meses por un equipo de científicos que trabajan bajo reloj. La ENIAC, mil veces más veloz que sus predecesoras electromecánicas, irrumpió como un importante descubrimiento en la tecnología de la computación. Pesaba 30 toneladas y ocupaba un espacio de 450 metros cuadrados, llenaba un cuarto de 6m x 12m y contenía 18,000 bulbos, tenía que programarse manualmente conectándola a 3 tableros que tenían más de 6,000 interruptores. Ingresar un nuevo programa era un proceso muy tedioso que requería días o incluso semanas. A diferencia de las

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computadoras actuales que operan con el sistema binario (0,1) la ENIAC operaba con uno decimal (0,1,2..9). La ENIAC requería una gran cantidad de electricidad. La leyenda cuenta que la ENIAC, construida en la Universidad de Pensilvania, bajaba las luces de Filadelfia siempre que se activaba.

GENERACIONES DE COMPUTADORAS

La evolución de las computadoras, se subdividió en 4 generaciones: *Primera Generación (1951-1958) Las computadoras de la primera generación emplearon bulbos para procesar información. Se ingresaban datos y programas en código especial por medio de tarjetas perforadas. El almacenamiento se lograba con un tambor que giraba rápidamente, sobre el cual un dispositivo de lectura/escritura colocaba marcas magnéticas. Esas computadoras de bulbos eran más grandes y generaban más calor que los modelos contemporáneos. La IBM tenía el monopolio de los equipos de procesamiento de datos basándose en tarjetas perforadas y estaba teniendo un gran auge en productos como rebanadores de carne, relojes, etc.

*Segunda Generación(1959-1964) Con el invento del transistor se hizo posible una nueva generación de computadoras, más rápidas, más pequeñas y con menores necesidades de ventilación. Pero su costo seguía siendo una porción significativa. Las computadoras de la Segunda Generación también utilizaban redes de núcleos magnéticos en lugar de tambores giratorios para el almacenamiento primario.

*Tercera Generación(1964-1971) Las computadoras de la Tercera Generación emergieron con el desarrollo de los circuitos integrados, que posibilitó la fabricación de varios transistores en un único substrato de silicio. Los circuitos integrados permitieron a los fabricantes de computadoras incrementar la flexibilidad de los programas, y estandarizar sus modelos. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes.

*Cuarta Generación(1971 a la fecha) Dos mejoras en la tecnología de las computadoras marcan el inicio de la cuarta generación: el reemplazo de las memorias con núcleo

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magnético, por la de Chips de silicio y la colocación de muchos más componentes en un Chip (producto de la microminiaturización* de los circuitos electrónicos). Hoy en día las tecnologías LSI(Integración a gran escala)y VLSI(Integración a muy gran escala) permiten que cientos de miles de componentes electrónicos se almacenen en un chip. Además los investigadores intentan utilizar la superconductividad (fenómeno de disminución de la resistencia eléctrica). Siendo la tendencia a integrar más elementos de circuitos en un espacio de chip cada vez más pequeño.

DIAGRAMAS DE BLOQUES DE LA PC

PERSONAL COMPUTER (PC).- Es una maquina electrónica capaz de

ejecutar las operaciones de procesamiento de información, bajo control de secuencias de instrucciones previamente suministradas conocidas como programas ELEMENTOS LOGICOS BIT.- Es una contracción de BInary digIT (dígito binario), es decir una cifra

binaria, que tienen dos valores diferentes 0,1. Estos valores 0 y 1 representan encendido y apagado, falso y verdadero, no o si, dentro de la computadora, estos valores son representados de hecho, por la presencia o ausencia de voltaje. Cuando el voltaje esta presente en una posición dada, esa posición es interpretado como que contiene el valor 1. Cuando no hay voltaje (o, algunas veces, un voltaje relativamente bajo) esa posición es interpretada como que contiene el valor cero. Estos uno y ceros también tienen el significado numérico obvio: el valor de bit 0 realmente significa 0 y 1 significa 1. Es el concepto del bit el que hace posibles las maquinas procesadoras de información (computadoras). Debido a que es practico hacer maquinas electrónicas que trabajen con señales encendidas y apagadas a gran velocidad, es posible hacer maquinas que funcionen con información que procesa datos. Sin embargo, todo depende de la capacidad de ajustar la información que tiene significado con el modelo de información con el que puede funcionar la computadora. Y esto depende de la capacidad de construir información real a partir de los simples bits de 0 y 1.

BYTE.- Esta formado por 8 bits, un byte en el interior de la computadora es

un dato en bruto que puede ser usado para cualquier cosa. Dos de las cosas más importante que se hacen con la computadora es trabajar con números y manipular textos escritos, similar a lo que esta leyendo aquí, Los bytes son el bloque de construcción de los datos, tantos los numéricos como los de textos (caracteres). Básicamente los byte funciona como números o como caracteres, dependiendo del programa que sé esta usando. El mismo patrón de bits

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puede ser, por ejemplo, la letra A o él numera 65, según lo que este

haciendo. El uso práctico del BYTE genera otras unidades mayores denominadas:

Kilo Byte (KB) = 1024 Bytes (mil Bytes) = 103 Bytes

Mega Bytes (MB) = 1024*1024 Bytes (un millón de Bytes) =

106 Bytes.

Giga Bytes (GB) = 1024*1024*1024 Bytes (Mil millones de

Bytes) = 109 Bytes.

DIAGRAMA DE BLOQUES DE LA PC

En realidad, un ordenador digital no es una única máquina, en el sentido en el que la mayoría de la gente considera a los ordenadores. Es un sistema compuesto de cinco elementos diferenciados: una CPU (unidad central de procesamiento); dispositivo de entrada; dispositivos de almacenamiento de memoria; dispositivos de salida y una red de comunicaciones, denominada bus, que enlaza todos los elementos del sistema y conecta a éste con el mundo exterior. Los sistemas informáticos pueden almacenar los datos tanto interna (en la memoria) como externamente (en los dispositivos de almacenamiento).

MICROPROCESADOR: El Microprocesador o CPU (Central Process Unit – Unidad central de Proceso), es un circuito integrado capaz de ejecutar y controlar las unidades necesarias para dicha ejecución. El CPU lleva a cabo una gran variedad de cálculos, comparaciones numéricas y transferencias de datos como respuesta a las peticiones de los programas

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almacenados en memoria. El microprocesador controla las operaciones básicas del ordenador enviando o recibiendo mensajes de control de direcciones de memoria y datos de un lugar a otro del ordenador a través de los buses. La longitud de datos procesados es de 8,16,32 y 64 bits, siendo una de sus características principales él numero de registros especiales. BUSES

Es un conjunto de líneas de conexión común, que permiten transportar la información (señal electrónica), entre las diferentes partes de la PC, bit por bit en forma paralela. Se clasifican por el tipo de información y por su instalación en el sistema.

* buses por el tipo de información:

Buses por la información transportada

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Bus de Datos: A través de este bus, van los datos, instrucciones e

información entre los bloques componentes del sistema, son de 8, 16, 32 y 64 bits.

Bus de Direcciones: A través de este bus, van las señales que establecen la

dirección de memoria o puerto de comunicación hacia o desde donde se va a transportar un dato. Una dirección es un numero que distingue a un BYTE de memoria de los demás y a un puerto de los otros. Son de 20, 24, 32 y 16 bits.

Bus de Control: A través de este bus, van las señales que definen si el

procesador va a realizar una operación de lectura o de escritura, de control de interrupciones, de temporización entre otras señales de control.

* buses por el tipo de instalación:

Buses Internos.- Son aquellos BUSES que se encuentra formando la

arquitectura del chip de la CPU.

Buses Externos.-Son los BUSES que están instalados fuera del chip de la CPU, que permiten la comunicación entre los periféricos, las interfaces, en dirección a la CPU, o viceversa. En la práctica se presentan de la siguiente forma:

Buses Locales.- Son los BUSES que permiten la comunicación entre la CPU y la Memoria Principal, administrados por el controlador de buses.

Buses de Expansión o Bus I/O (Slot)

Son ranuras de expansión, se puede decir que son los enchufes madres del sistema de bus. A través de ellas, el bus tiene acceso a tarjetas de expansión como el adaptador gráfico o el controlador del disco duro. No es preciso que abarquen todos los conductos del bus. Estas ranuras, También llamadas slots, se encuentran en la parte trasera izquierda de la placa madre de colores negro, marrón o blancos, están se diferencian de acuerdo al numero de bits del Bus de Datos, que pueden ser de 8, 16, 32 o 64 bits. A continuación vamos a describir con detalle los diferente sistemas de bus de expansión

El bus sirve como enlace de comunicación compartido entre los subsistemas. Las dos principales ventajas de la organización bus son el bajo costo y la versatilidad. Al definir un sencillo esquema de interconexión, se pueden añadir fácilmente nuevos dispositivos y los periféricos pueden incluso compartirse entre sistemas de computadoras que utilicen un bus común. El costo

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es bajo ya que un simple conjunto de cables es un camino múltiple compartido. Una razón, por la cual el diseño del bus es tan difícil, es que la máxima velocidad del bus está limitada por factores físicos: la longitud del bus y el número de dispositivos (y, por consiguiente, la carga del bus).

DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO EXTERNO

Los dispositivos de almacenamiento externos, que pueden residir físicamente dentro de la unidad de proceso principal del ordenador, están fuera de la placa de circuitos principal. Estos dispositivos almacenan los datos en forma de cargas sobre un medio magnéticamente sensible, por ejemplo una cinta de sonido o, lo que es más común, sobre un disco revestido de una fina capa de partículas metálicas. Los dispositivos de almacenamiento externo más frecuentes son los disquetes y los discos duros, aunque la mayoría de los grandes sistemas informáticos utiliza bancos de unidades de almacenamiento en cinta magnética.

DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO INTERNOS

En dispositivos de almacenamiento internos las instrucciones ó datos pueden almacenarse por un tiempo en los chips de silicio de la RAM (Random Access Memory – memoria de acceso aleatorio) montados directamente en la placa de circuito principal de la computadora, o bien en chips montados en tarjetas periféricas conectadas a la placa de circuitos principal del ordenador. Estos chips de RAM constan de conmutadores sensibles a los cambios de la corriente eléctrica. Los chips de RAM son como pedazos de papel en los que se puede escribir, borrar y volver a utilizar.

Existe otro tipo de memoria interna, que son los chips de silicio en los que ya están instalados todos los conmutadores. Las configuraciones en este tipo de chips de ROM (Read Only Memory - memoria de sólo lectura) forman los comandos, los datos o los programas que el ordenador necesita para funcionar correctamente. Los chips de ROM son como un libro, con las palabras ya escritas en cada página. La ROM también llamada memoria fija, no puede cambiarse de ninguna manera. Las ROM son mucho más baratas que las RAM cuando se piden en grandes cantidades. Tanto la RAM como la ROM están enlazados a la CPU a través de circuitos.

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PERIFERICO

También llamado Dispositivo I/O (Input/Output), que permite la comunicación bilateral entre la PC y el usuario, quien, suministra a la maquina las instrucciones a ejecutar, los datos a tratar así como las ordenes de control de funcionamiento. La comunicación del periférico con el CPU, se realiza a través de una interface de entrada y/o salida. Estas interfaces reciben también los nombres de tarjetas controladoras o tarjetas de expansión.

Las tarjetas de expansión, son conectadas en unas ranuras llamadas Slot, que representan la arquitectura de la PC y son conocidas como el BUS I/O, descrito anteriormente.

INTERFACES

Son tarjetas electrónicas digitales o analógicas, diseñadas para facilitar el acoplamiento, la comunicación y el control entre la CPU y los periféricos correspondientes. Controladoras de interfaces son:

La controladora de Vídeo (externa u ON BOARD)

Controladora de Unidades de Discos. (externas u ON BOARD)

Controladoras de Puertos o Multi I/O (externas u ON BOARD).

La tarjeta de Fax/Módem (externa u ON BOARD),

La tarjeta de Sonido (Sound Blaster), externa u ON BOARD)

La tarjeta de Vídeo (Vídeo Blaster)

La tarjeta de Escáner.

Tarjeta de Interface de Red (NIC), externa u ON BOARD

MAINBOARD

DEFINICION

La Mainboard, placa principal, placa base o placa madre (motherboard), es el elemento principal de todo ordenador, en el que se encuentran o al que se conectan todos los demás aparatos y dispositivos. Físicamente, se trata de una "oblea" de material sintético, sobre la cual existe un circuito electrónico que conecta diversos elementos que se encuentran anclados sobre ella; los principales son:

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el microprocesador, "insertado" en un elemento llamado zócalo o slot1;

la memoria, generalmente en forma de módulos;

los slots de expansión donde se conectan las tarjetas;

diversos chips de control, entre ellos el BIOS y el CHIPSET.

Toda Mainboard con alguna variante de acuerdo al tipo de procesador, esta compuesta por los elementos siguientes:

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Elementos de la Mainboard

Factores de forma y estándares de Mainboard

Las Mainboards existen en diferentes formas y con diversos conectores para periféricos. Para abaratar costos permitiendo la intercambiabilidad entre ellas, los fabricantes han ido definiendo varios estándares de acuerdo a su tamaño y la disposición de los elementos sobre ellas. Lo que no tiene nada que ver, al menos en teoría, con sus prestaciones ni calidad. Los tipos más comunes son:

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Baby-AT

Ha sido el estándar absoluto durante años. Define una placa de unos 220x330 mm, con unas posiciones determinadas para el conector del teclado, los slots de expansión y los agujeros de anclaje a la caja, así como un conector eléctrico dividido en dos piezas. Estas placas son las típicas de los ordenadores "clones o compatibles" desde el 286 hasta los primeros Pentium. Con el auge de los periféricos (tarjeta sonido, CD-ROM, discos extraíbles...) salieron a la luz sus principales carencias: mala circulación del aire en las cajas (uno de los motivos de la aparición de disipadores y ventiladores de chip) y, sobre todo, una maraña enorme de cables que impide acceder a la placa sin desmontar al menos alguno. Para identificar una placa Baby-AT, lo mejor es observar el conector del teclado, que casi seguro que es una clavija DIN ancha, como las antiguas de HI-FI; vamos, algo así: ; o bien mirar el conector que suministra la electricidad a la placa, que deberá estar dividido en dos piezas, cada una con 6 cables, con 4 cables negros (2 de cada una) en el centro.

LPX

Estas placas son de tamaño similar a las anteriores, aunque con la peculiaridad de que los slots para las tarjetas de expansión no se encuentran sobre la placa base, sino en un conector especial en el que están insertadas, la riser card. De esta forma, una vez montadas, las tarjetas quedan paralelas a la placa base, en vez de perpendiculares como en las Baby-AT; es un diseño típico de ordenadores de sobremesa con caja estrecha (menos de 15 cm de alto), y su único problema viene de que la riser card no suele tener más de dos o tres slots, contra cinco en una Baby-AT típica.

ATX

La placa de la foto superior pertenece a este estándar. Cada vez más comunes, van camino de ser las únicas en el mercado. Se las supone de más fácil ventilación y menos maraña de cables, debido a la colocación de los conectores. Para ello, el microprocesador suele colocarse cerca del ventilador de la fuente de

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alimentación y los conectores para discos cerca de los extremos de la placa. La diferencia "a ojo descubierto" con las AT se encuentra en sus conectores, que suelen ser más (por ejemplo, con USB o FireWire), están agrupados y tienen el teclado y ratón en clavijas mini-DIN como ésta: . Además, reciben la electricidad por un conector de distinta forma y en una sola pieza.

DISEÑOS PROPIETARIOS

Pese a la existencia de estos estándares, los grandes fabricantes de ordenadores (IBM, Compaq, Hewlett-Packard...) suelen sacar al mercado placas de tamaños y formas peculiares, bien porque estos diseños no se adaptan a sus necesidades o por oscuros e ignotos motivos.

Si usted se está planteando actualizar un ordenador "de marca", tenga en cuenta que quizá tenga que gastar una cantidad considerable de dólares por en una caja nueva, a veces por motivos tan irritantes como que los taladros o el conector de teclado estén a medio centímetro de las posiciones normales. De cualquier forma, hasta los grandes de la informática usan cada vez menos estas placas "a medida", sobre todo desde la llegada de las placas ATX.

Los elementos de la placa base

slots de expansión (ISA, PCI...)

zócalo del microprocesador y zócalos ZIF

ranuras de memoria (SIMM, DIMM)

chipset de control

BIOS

memoria caché

conectores internos

conectores externos

conector eléctrico

pila

elementos integrados variados

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SLOT O RANURAS DE EXPANSION (ARQUITECTURAS Y

TECNOLOGIAS).

Representan las Arquitectura Básica aplicada a los sistemas CPU, y se refieren a los medios de comunicación de datos e instrucciones, a los cuales denominamos BUSES de DATOS de Expansión. Estas son las siguientes. BUS ISA ( Industrial Standard Arquitecture – Arquitectura Industrial Estándar) Tienen un bus de datos de 8 bits (PC-XT con 62 pines) y 16 bits (AT, 386 con 98 pines), emplea conectores de doble lados con patas acomodadas en baterías. Cuando se le enchufa una tarjeta de expansión, cada posición del conector son, de hecho, dos conexiones, una en el lado A y/o C y otra en el lado B y/o D. El bus ISA es conocido como bus AT. Velocidad 8MB/seg.

Fue diseñada por la I.B.M. para las computadoras personales (PC) y luego fueron adoptadas por las computadoras personales Compatibles. La arquitectura ISA consiste en utilizar BUSES de expansión tipo ranura de conexión múltiple, que luego se le denomino SLOT. En el SLOT se conectan las tarjetas controladoras de unidades de disco, puertos, vídeo y otras opcionales.

Para PC-XT (62 Pines En La Ranura).

Bus de 8 bits de datos.

Bus de direcciones de direcciones.

Seis niveles de Interrupción (IRQ2 hasta IRQ7).

Señales de control de Memoria para la lectura y escritura, y las unidades de entrada y salida.

Señales de Pulso de Reloj y de temporización.

Control de los tres canales de DMA (DRQ1 hasta DRQ3).

Señales de control del circuito de refresco de memoria.

Un canal de chequeo de línea.

Conector para los voltajes corriente continua de: +5v, +12v, -5v,-12v, GND, Power Good.

Para PC-AT (98 Pines En La Ranura)

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Este SLOT contiene dos ranuras de expansión una de 62 pines de 8 bits de datos y otra de 36 pines que también contiene 8 bits. Contienen las siguientes señales como se indican a continuación:

Bus de 16 bits de datos de I/O.

Bus de direcciones de 20 bits de I/O.

Doce niveles de Interrupción: IRQ9, 10, 11, 12,14, 15, 3, 4, 5, 6, 7 y 8.

Cinco direcciones de enganche temporal: LA17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 de I/O.

Señales de control de Memoria para la lectura y escritura, y las unidades de entrada y salida.

Señales de Pulso de Reloj y de temporización.

Control de los siete canales de DMA: DRQ0, 1, 2, 3, 5, 6, 7.

Señales de control del circuito de refresco de memoria.

Un canal de chequeo de línea.

Conector para los voltajes corriente continua de: +5v, +12v, -5v,-12v, GND, Power Good.

BUS MCA (MicroChannel Arquitecture - ARQUITECTURA DE MICROCANAL) La arquitectura de microcanal MCA un diseño de la IBM, presenta un bus completamente diferente, hablando estrictamente, un bus consiste en un conjunto de líneas de señal. A definición de un bus especifica el objetivo de cada línea y las relaciones de temporizaron de las señales eléctricas. MCA es un juego de especificaciones muy técnicas sobre las cuales están basados varios buses. De manera informal, el nuevo bus de la PS/2 se llama microcanal, y al bus estilo antiguo se le denomina como el bus AT o bus (isa)

De acuerdo a su estructura podían manejar datos de 16, 32 y 64 bits, con la tendencia a incrementarse en el futuro en 128 y 256 bits de datos. La característica de distribución de señales en los pines es idéntica a la arquitectura ISA.

BUS EISA (Extended ISA – ISA extendida) Es un bus de 32 bits autentico, Esto significa que los 32 conductos de datos de la CPU están disponibles en el Slot de expansión, que

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permitieron enfrentar los cada vez más importantes retos planteados por los procesadores de 32 bits y se usaron con procesadores 386. Tiene 188 pines y velocidad 33.32 MB/seg.

Es una arquitectura diseñada por los fabricantes de computadoras personales compatibles, para ser aplicados a las PC-AT de 32 bits de datos. Esta arquitectura es una combinación de la ISA y MCA,

Tienen 30 líneas de direccionamiento.

Maneja 32 bits de datos.

Utiliza 15 niveles de interrupción.

Utiliza siete canales de DMA.

La velocidad del BUS es de 8,33mhz. , Para compatibilizar con los

Buses ISA.

La velocidad de transferencia de los datos es de 33Mbps(Mega bits

por segundo)

Arquitectura ISA

BUS VESA (Video Electronics Standards Association)

De los dos estándares de bus local, el VESA VL, formado por las personas que han coordinado los estándares de video y algunas otras cosas, parece ser él más popular entre los fabricantes, Sin embargo hay una tendencia hacia el real PCI. La característica del diseño interesante y útil del bus VL es que es un dispositivo de 64 bits opera

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en una ranura VL de 32 bits como un dispositivo de 32 bits, y que un dispositivo de 32 bits puede trabajar en una ranura de 64 bits pero por supuesto, solamente soporta la transferencia de datos de 32 bits, El bus VL también soporta periféricos de 16 bits y CPU como la 386 SX con una E/S de 16 Bits. Velocidad de transferencia máxima es de 128 a 132MB/seg. y un slot de 116 pines.

Este BUS denominado también VL (Vídeo Local) consiste en el control del Bus Local, el cual esta conectado directamente a la CPU y a la memoria principal. Esta tecnología fue propuesta por VESA (Asociación Electrónica Standard de Vídeo). La aplicación de esta tecnología a las tarjetas principales permite el uso de microprocesadores del tipo 80486DX4-UPGRADE y las PENTIUM 75 y 100.

El principal problema de la arquitectura ISA es su ancho de banda, que como máximo puede transportar 16 MBps (mega Bytes por segundos), el cual es imposible manejar con facilidad los trabajos en diseños gráficos. El sistema VLB (VESA LOCAL BUS), mediante su tecnología incrementa el ancho de banda a 132 MBps, pero no soporta las técnicas como por ejemplo la ACELERACION de gráficos, así como la escritura en modo RAFAGAS. El diseño de está tecnología no tomó en cuenta el sistema PLUG AND PLAY, el cual tiene mucha demanda en el uso del WINDOWS95 o superior.

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Arquitectura básica ISA y la nueva arquitectura VESA - VLB

BUS PCI (Peripheral Component Interconnect – Componentes Periféricos Interconectados) El estándar PCI esta diseñado por el Peripheral Component Interconnect Special Interest Group, o PCI SIG, una asociación de representantes de la industria de computadoras, El bus PCI puede tener una ruta de 32 o 64 bits para transferencias de datos de alta velocidad, Soporta ambos ambientes de señales de 5 y 3,3 voltios, por lo que el PCI puede acomodarse en el ambiente de escritorio de 5 voltios así como en el mundo emergente de baja potencia 3,3 voltios. El foco del PCI SIG es mantener un estándar que pueda crecer con el diseño de hardware y también sea funcional a través de plataformas múltiples. Idealmente, al menos PCI pueden trabajar con las PC así como con otros diseños de computadoras, Como el diseño no depende de la familia 86 de procesadores, de acuerdo con el PCI SIG, puede trabajar con las PC´s actuales y con diseños futuros, sin tomar en cuenta al procesador usado. Velocidad de transferencia de 132MB/seg. Es de 124 pines para 32bit y slot de 188 pines para 64bits.

Es considerado como un sistema de control de BUS local de alta velocidad con una frecuencia de 33MHz y un ancho de banda inicial de 132 MBps, con las características adicionales que permiten

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mantener el bus lleno de datos y minimizar así el estado de espera, permitiendo realizar operaciones simultaneas. Este sistema soporta el modo de transferencia denominado ―Rafagas Lineales‖, que permite a los periféricos recibir datos de la memoria principal en grandes volúmenes.

La tecnología PCI fue creada con el fin de reducir costos, simplificando el diseño del sistema completo. La prueba más evidente la constituye el echo de poder emplear un juego de Chips PCI creados para implementar funciones del sistema, tales como:

Controladores de memoria DRAM.

Controladores de memoria Caché de mayor capacidad..

Esta son las razones que permiten que la tarjeta madre sea de menor tamaño que las VESA. Mediante la técnica de multiplexado se reduce el número de conectores y pueda así manejarse datos y direcciones de 64 bits, permitiéndose así duplicar el ancho de banda para la transmisión hasta 264 MBps, los cuales resultan más que suficiente para cumplir las exigencias de las nuevas redes basadas en las fibras ópticas. Por ultimo se puede concluir que la arquitectura que utiliza la tecnología PCI es capaz de manejar la autoconfiguración basada en el concepto PLUG AND PLAY.

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Ciclo: VI

Arquitectura básica ISA y la nueva arquitectura PCI - LB

* Los Buses VESA y PCI, son conocidos como buses locales porque permiten que las tarjetas controladoras o expansión tengan acceso al bus del procesador.

OTRAS ARQUITECTURAS: BUS TARJETA PC ( antes PCMCIA – Personal Computer Memory Card International Associates) Es un bus utilizado en computadoras portátiles.

BUS FireWire ( IEEE – 1394 ) Es una tecnología de Bus relativamente nueva, siendo el resultado de la gran demanda de transferencia de datos en los dispositivos multimedia de audio y vídeo. Es en extremo rápido con velocidades de datos increíbles que pueden llegar a 400MB/seg. , Oficialmente se le conoce como especificación IEEE-1394. En el estándar IEEE-1394 existen 3 velocidades 100, 200 y 400MB/seg. , Los dispositivos actuales operan por lo general a 100MB/seg. , Pudiéndose conectar a una tarjeta adaptadora IEEE-1394 hasta 63 dispositivos, realizándose la conexión de la tarjeta

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Ciclo: VI

madre mediante una interfaz dedicada IEEE-1394 o mediante una tarjeta adaptadora PCI. Los periféricos que utilizan este tipo de bus son cámaras de vídeo y videograbadoras con capacidad de vídeo Digital (DV).

BUS SERIAL UNIVERSAL ( USB ) Es un cable, que permite conectar hasta 127 dispositivos mediante el encadenamiento secuencial, no es rápido como el FireWire por su velocidad de 12MB/seg. Una ventaja del USB, es la auto identificación de los periférico, característica que debe facilitar las instalaciones de dispositivos, ya que es totalmente compatible con los sistemas PnP y proporciona un estándar para la conectividad futura. Además los dispositivos USB se pueden conectar y desconectar ―en caliente‖, lo que significa que no es necesario apagar la computadora cada vez que se desea conectar o desconectar un periférico.

Bus AGP (Accelerated Graphics Port – Puerto de Aceleración Gráfica) Es un nuevo bus que permite gráficos de alto rendimiento, especialmente de 3D y también para DVD. Sus principales características son que tiene un propio bus dedicado, alta velocidad de acceso a memoria de sistema (533 MB/S), reduce él trafico en el bus PCI. Utilización Temporal de la memoria del sistema. Sus ventajas son Ancho de banda cuatro veces superior a la del bus PCI, ejecución directa de los mapas de textura desde la memoria del

sistema, Concurrencia del sistema mejorado para un rendimiento óptico.

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Ciclo: VI

La nueva arquitectura AGP denominada también Tecnología

AGP, permite el abordaje de tareas con una carga gráfica muy

elevada. La arquitectura PCI, el cual utilizan microprocesadores

de tecnología PENTIUM con chips controladores como los

i430FX, i430VX y el i430TX, no alcanzan la potencia suficiente

para representar la imagen virtual de la forma como nosotros la

observamos, es decir en forma real. Para que la visión virtual

sea semejante a la real es necesario utilizar un canal especial

entre la tarjeta gráfica y el procesador (CPU), más sofisticado y

eficaz que el propio disco duro y otros periféricos, esto implica

que el chip gráfico pasará a ser el segundo al mando de la PC. El

objetivo de este nuevo BUS (AGP), se podría interpretar como

una extensión desde el ámbito de la computación personal hacia

el sistema de red, en relación a las estaciones de trabajo en el

ambiente gráfico.

Arquitectura AGP

El BUS AGP, que está controlado por el CHIPSET i440LX o el CHIPSET i440BX (ver figura , se basa en las especificaciones de la arquitectura PCI 2.1 de 66MHz, a la que se añaden tres características fundamentales para incrementar su rendimiento, estas son:

Operaciones de lectura /escritura en memoria en Pipeline

Demultiplexado de datos y direcciones en el propio BUS

El incremento de velocidad hasta los 100MHz, que permite una

transferencia de datos de 800Mbps (aprox.) el cual es superior en

cuatro(4) veces a los alcanzados por las arquitecturas PCI.

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Ciclo: VI

666MHz

100MHz 33MHz

100MHz 8,33MHz

100MHz

Arquitectura AGP Sistema PENTIUM II

Tarjeta AGP 2x, tiene una velocidad de 4 veces más que las tarjetas PCI, es decir que por ejemplo si la tarjeta de vídeo PCI tiene una velocidad de 132 Mbps entonces la AGP tiene una velocidad de 528 Mbps. Esta característica indica observar respecto a la PCI que se permite realizar operaciones por cada pulso del bus AGP.

Direccionamiento de Banda Lateral, Proveen una ruta separada para enviar y recibir comandos, liberando la ruta de datos para lograr una velocidad alta.

Pipelining (conducto), Permite reducir el tiempo de descarga, permitiendo a las tarjetas gráficas realizar muchos comandos sin tener que esperar primero un resultado o respuesta.

Textura de AGP, Se le denomina también MODO de EJECUCION DIRECTA de MEMORIA, provee un realismo mucho mayor permitiendo que las tarjetas gráficas de AGP usen grandes cantidades de espacio de la memoria del sistema de la PC, para construir gráficas 3D.

PCI

CPU

DRAM

CHIPSET

AGP

CHIPSET

ISA

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Ciclo: VI

El BUS AGP INTEL dedicado a las funciones gráficas permite el desarrollo más rápido de gráficos de 3D y 2D realista a para el vídeo más exigente. Las tarjetas madres contienen un nuevo tipo de SLOT (ranura) pequeño con características PCI referidas a la arquitectura MCA, en la cual se instalan las nuevas tarjetas de vídeo tipo 3D – AGP. La nueva ranura AGP provee a la CPU una ruta de alta velocidad para la información gráfica y posibilita el compartimiento de la memoria principal mediante un modelo que INTEL la denomina DIME (Direct Memory Execute) que permite obtener mejores texturas en futuras aplicaciones . De acuerdo a sus múltiples aplicaciones la tecnología AGP presenta las siguientes características:

ZOCALO DEL MICROPROCESADOR

Es el lugar donde se inserta el "cerebro" del ordenador. Desde el inicio de la PC ha consistido en un rectángulo o cuadrado donde el "micro", una pastilla de plástico negro con patitas, se introducía con mayor o menor facilidad; recientemente, la aparición de los Pentium II cambió el modo de inserción de zócalo a Slot 1, regresando con el Pentium III y Pentium IV al modo Zócalo.

Veamos en detalle los tipos más comunes de zócalo, o socket:

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Ciclo: VI

PGA: son el modelo clásico, usado en el 386 y el 486; consiste en un cuadrado de conectores en forma de agujero donde se insertan las patitas del chip por pura presión. Según el chip, tiene más o menos agujeros.

ZIF: Zero Insertion Force (socket), es decir, zócalo de fuerza de inserción nula. Eléctricamente es como un PGA, aunque gracias a un sistema mecánico permite introducir el micro sin necesidad de fuerza alguna, con lo que el peligro de malograr el chip por romperle un pin desaparece.

Apareció en la época del 486 y sus distintas versiones (sockets 3, 5 y 7, principalmente) se han utilizado hasta que apareció el Pentium II; volviéndose a usar con procesadores Celeron, Pentium III Bus 133 y Pentium IV.

Socket 7 "Super 7": variante del Socket 7 que se caracteriza por poder usar velocidades de bus de hasta 100 MHz, es el que utilizan los micros AMD K6-2.

Socket 370 o PGA370: físicamente similar al anterior, pero incompatible con él por utilizar un bus distinto, es el que incorporan los micros Intel Celeron Mendocino de última generación.

Slot 1: Es un diseño propietario, un invento de Intel para enchufar los Pentium II, o más bien para diferenciarse de su competencia AMD y Cyrix. Físicamente, no se parece a nada al zócalo, en vez de un rectángulo con agujeros para las pines del chip, es un Slot, una especie de conector alargado como los ISA o PCI; técnicamente, y por mucho que diga Intel, no tiene muchas ventajas frente a los ZIF o PGA (e incluso puede que al estar los conectores en forma de "peine" den lugar a más interferencias), aunque tiene una irreprochable: es 100% Intel, TM, Copyrighted, propietario.

Otros: En ocasiones, no existe zócalo en absoluto, sino que el chip está soldado a la placa, en cuyo caso a veces resulta

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Ciclo: VI

hasta difícil de reconocer. Es el caso de muchos 8086, 80286 y 386SX. O bien se trata de chips antiguos (esos 8086 o 286), que tienen forma rectangular alargada (parecida a la del chip de BIOS) y patitas planas en vez de redondas; en este caso, el zócalo es asimismo rectangular, del modelo que se usa para multitud de chips electrónicos de todo tipo.

RANURAS DE MEMORIA

Son los conectores de la memoria principal del ordenador, la RAM. Antiguamente, los chips de RAM se colocaban uno a uno sobre la placa, de la forma en que aún se hace en las tarjetas de vídeo, lo cual no era una buena idea debido al número de chips que podía llegar a ser necesario y a la delicadeza de los mismos; por ello, se agruparon varios chips de memoria soldados a una plaquita, dando lugar a lo que se conoce como módulo.

Estos módulos han ido variando en tamaño, capacidad y forma de conectarse; al comienzo los había que se conectaban a la placa mediante unas patitas muy delicadas, lo cual se desechó del todo hacia la época del 386 por los llamados módulos SIMM, que tienen los conectores sobre el borde del módulo.

Los SIMMs originales tenían 30 conectores, esto es, 30 contactos, y medían unos 8,5 cm. Hacia finales de la época del 486 aparecieron los de 72 contactos, más largos: unos 10,5 cm. Este proceso ha seguido hasta desembocar en los módulos DIMM y RIMM, de 168 contactos y 13 cm.

CHIPSET DE CONTROL

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Ciclo: VI

CHIPSET.- Conjunto de circuitos integrados encargados de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interactua el microprocesador con la memoria o la cache, que permiten implementar toda la compatibilidad de hardware necesaria para el funcionamiento optimo del sistema, siendo el principal responsable de las configuraciones relacionadas con la frecuencia de reloj del procesador, del bus del sistema, así como de los buses ISA, PCI, AGP y USB. Cada fabricante establece unos valores determinados para casi todos los componentes de la PC (sobre todo en lo referente a frecuencias del procesador) pero, en determinadas circunstancias, estos valores pueden ser cambiados con el fin de aumentar las prestaciones del computador.

Antiguamente estas funciones eran relativamente sencillas de realizar, por lo que el chipset era el último elemento al que se concedía importancia a la hora de comprar una Mainboard, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre la naturaleza del mismo. Sin embargo, la llegada de micros más complejos como los Pentium o los K6, además de nuevas tecnologías en memorias y caché, le ha hecho cobrar protagonismo, en ocasiones incluso exagerado. El microprocesador para desarrollar su actividad utiliza el CHIPSET para complementan su trabajo, el que incluye los circuitos integrados:

Generador de Clock, representado por IC 8284.

Controlador de Interrupciones Programable representado por el IC 8259.

El chip Interfaz de Periféricos Programables (PPI), representado por el IC 8255.

El chip Temporizador de Intervalo Programable, representado por el IC 8253.

El Controlador del Acceso Directo a Memoria, representado por el IC 8237.

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Ciclo: VI

El Controlador de BUS, representado por el IC 8288.

El diseño de la Mainboard para las PC 386 ISA, PC 486 ISA-VESA y PC PENTIUM ISA-PCI, integro este conjunto de chips, en tres circuitos integrados los cuales fueron denominados MULTICHIPS o CHIPSET. Estos integrados son:

PC CHIP 5 integrated system controller (ISC), en el están contenidos el Controlador de BUS, el RESET lógico de la CPU, el Generador de Clock, el controlador de Teclado y Tiempo, el controlador de DMA y Refresco lógico de memoria y PPI .

PC CHIP 6 INTEGRATED MEMORY CONTROLLER.(IMC), Este multichip tiene internamente al controlador de la memoria por modo de página DRAM, el controlador de memoria CACHE, y soporta el acceso directo de datos al Coprocesador,

IC 82C206 INTEGRATED PERIPHERALS CONTROLLER (IPC), se encarga de administrar el requerimiento de Periféricos al Sistema, los siete(7) canales DMA, los 13 Interruptores requeridos por los canales, los dos(2) canales Contadores de Tiempo y el Reloj de Tiempo Real.

Las Mainboard que son diseñadas por INTEL para la PENTIUM, se denominan TRITON. Esto se debe a que el conjunto de chips de

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Ciclo: VI

soporte se redujeron a dos(2) y que de acuerdo a su diseño, estos controlaban el acceso a la CPU y la memoria principal y el segundo el acceso externo desde el periférico en dirección a la CPU.

Los chips de soporte tipo TRITON son reconocidos por los siguientes

códigos:

430FX, denominado TRITON I, diseñados para las PENTIUM STANDARD (no MMX), con memorias tipo EDO.

430GX, denominado TRITON I avanzado, diseñado para las PENTIUM PRO.

430HX, denominado TRITONII, diseñadas para las PENTIUM STANDARD con capacidad de manejo de 2 procesadores (dual).

430KX, denominado TRITON II avanzado, diseñado para la PENTIUM PRO.

430VX, denominado TRITON III y IV (avanzado), diseñados para las PENTIUM STANDARD y MMX, con soporte para memoria SDRAM.

430TX, denominados convencionalmente TRITON V, diseñadas para PENTIUM MMX, memoria SDRAM, UltraDMA, careció de AGP y bus de 100MHz. Tenia un problema: si se le pone más de 64 MB de RAM, la caché deja de actuar; aunque más de 64 MB era mucha RAM.

Otros Chipset para PENTIUM:

Chipsets de VIA para Pentium ("Apollos"): unos Chipsets bastante

buenos, se caracterizan por tener soporte para casi todo lo imaginable (memorias SDRAM o BEDO, UltraDMA, USB...); su pelea está en la gama del HX o TX, aunque suelen ser algo más lentos que éstos con micros Intel (y es que el Pentium lo inventó Intel, y tenía que notarse)

Lo bueno de las placas con Chipsets VIA es que su calidad suele ser intermedia-alta, mientras que en placas con Chipsets Intel hay un abanico muy amplio entre placas muy buenas y otras francamente malas. Además, y al contrario que Intel, siguen con el campo de placas socket 7 (las de tipo Pentium y Pentium MMX), por lo que ofrecen soluciones mucho más avanzadas que el TX (con AGP y bus a 100 MHz, por ejemplo).

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Ciclo: VI

Chipsets de SiS, ALI, VLSI y ETEQ para Pentium: como los anteriores, sus capacidades son avanzadas, aunque su velocidad sea en ocasiones algo más reducida si los usamos con micros Intel.

Su principal características, al igual que en los VIA, está en el soporte de características avanzadas de chips no Intel "compatibles Pentium" (y a veces mejores), como son el AMD K6, el K6-2 o el Cyrix-IBM 6x86MX (M2); si su opción está en uno de estos micros o quiere usar tarjetas AGP, su placa ideal es muy probable que no se llame "Intel inside".

Diagrama en bloques de la aplicación de la tecnología TRITON

CHIPSETS de Intel para Pentium II

440 FX: Un chipset fabricado para el Pentium Pro reemplazado por el Pentium II (que es un Pro revisado, algo más barato y con el mágico "MMX"). Para un Pentium Pro, bueno; para un Pentium II y los avances actuales (memorias, AGP.), muy malo.

440 LX: El primer y muy eficiente chipset para Pentium II. Lo tiene casi todo, excepto bus a 100 MHz, lo que hace que no admita micros a más de 333 MHz.

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Ciclo: VI

440 BX: la última novedad de Intel para Pentium II, con bus de 100 MHz.

440 EX: un chipset basado en el LX pero de características recortadas. Muy malo, sólo válido para Celeron.

440 ZX: un chipset basado en el BX pero de características recortadas, como el EX. De nuevo, sólo válido para Celeron.

Otros Chipset para PENTIUM II

VIA Apollo Pro y ALI Aladdin Pro. Chipsets muy completos, con

soporte incluso para bus a 100 MHz, pero que tienen su mayor problema en convencer a los fabricantes y al público de no usar los Chipsets de Intel.

CHIPSETS de Intel para Pentium III

SR440BX

SE440BX-2

VC820

D810

D815E, D815EP, D815EPEA, D815EPEA2, D815E(P)FV, sus características: Bus de Sistema de 133MHz. Tecnología Direct Rambus (RDRAM) duplica el ancho de banda respecto a SDRAM. I/O mas rápido

AGP 4x, gráficos del mas alto desempeño para aplicaciones 3D

UltraDMA/100, acceso para Discos mas rápido

Otros Chipset para PENTIUM III:

VIA Apollo Pro 693 y VIA Apollo Pro 694.

CHIPSETS de Intel para Pentium IV

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Ciclo: VI

D850GB: El ultimo Chipset Intel, soporta las características mejoradas del nuevo procesador Pentium IV. Ofrece un ancho de banda de 3.2GB/seg, para un máximo desempeño.

LA BIOS

La BIOS realmente no es sino un programa que se encarga de dar soporte para manejar ciertos dispositivos denominados de entrada-salida (Input-Output). Físicamente se localiza en un chip que suele tener forma rectangular, como el de la imagen.

Además, la BIOS conserva ciertos parámetros como el tipo de disco duro, la fecha y hora del sistema, etc., los cuales guarda en una memoria del tipo CMOS, de muy bajo consumo y que es mantenida con una pila cuando el ordenador está desconectado.

Las BIOS pueden actualizarse bien mediante la extracción y sustitución del chip (método muy delicado) o bien mediante software, aunque sólo en el caso de las llamadas Flash-BIOS.

LA MEMORIA CACHE

Se trata de un tipo de memoria muy rápida que se utiliza de puente entre el microprocesador y la memoria principal o RAM, de tal forma que los datos más utilizados puedan encontrarse antes, acelerando el rendimiento del ordenador, especialmente en aplicaciones ofimáticas.

Se empezó a implantar en la época del 386, no siendo de uso general hasta la llegada de los 486. Su tamaño ha sido siempre relativamente reducido (como máximo 1 MB), tanto por cuestiones de diseño como por su alto precio, consecuencia directa de su gran velocidad. Este precio elevado hizo que incluso se llegara a vender un número considerable de placas base con cachés falsas, algo que afortunadamente en la actualidad es bastante inusual.

También se la conoce como caché externa, secundaria o de segundo nivel (L2, level 2), para diferenciarla de la caché interna o de primer nivel que llevan todos los microprocesadores desde el 486 (excepto el 486SX y los primeros Celeron). Su presentación varía

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

mucho: puede venir en varios chips o en un único chip, soldada a la placa base o en un zócalo especial (por ejemplo del tipo CELP) e incluso puede no estar en la placa base sino pertenecer al microprocesador, como en los Pentium II, III,IV y los Celeron.

SECCION 2

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

CONFIGURACION: HARDWARE(JUMPER), SOFTWARE

JUMPER Son pequeños puentes de contacto, que aparecen en la placa y en muchas tarjetas, y con los cuales se efectúa la configuración del hardware. Un jumper une dos pequeñas clavijas de contacto. Se dice que un jumper esta ―cerrado (close-on)‖ cuando está fijado con ambos contactos, de lo contrario estará abierto (open-off)‖. Los jumpers permiten entre otros, configurar la frecuencia del reloj del procesador, activar o desactivar un puerto, fijar la tensión del procesador, la velocidad del bus.

JUMPER

CONFIGURACIÓNCION DE LA MAINBOARD

Las Mainboards para ser utilizadas en la computadora tienen siempre

que ser configuradas mediante el uso del HARDWARE y

SOFTWARE. La configuración que sé realizada por HARDWARE,

también se le denomina SETEO. Esta configuración se realiza

mediante el uso de puentes denominados JUMPERS, los cuales

cierran el circuito entre dos puntos denominados PINES, como se

ilustra en la figura anterior. La configuración que se realiza por

SOFTWARE. Esta configuración se realiza mediante un programa

que está contenido en el BIOS denominado CMOS SETUP. Este

método de configuración contiene un menú de comandos.

CONFIGURACIÓN HARDWARE POR JUMPER (FÍSICA).

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

Es recomendable inicialmente realizar el SETEO de la MAINBOARD

para determinar el correcto funcionamiento de esta tarjeta. Esta

configuración permite realizar las siguientes actividades:

CONECTOR DEL POWER SUPPLY ( FUENTE DE PODER )

FUENTE AT

Los conectores de la fuente de alimentación están compuesto por un

par de conectores, cada uno seis cables. Estos conectores se

denominan P8 y P9, que se enchufan a los conectores duales

ubicados en la placa de la Mainboard., colocando los cables negros

juntos, en el medio.

FUENTE ATX

A diferencia de la AT, es un solo conector y suele tener formas rectangulares y trapezoidales alternadas en algunos de los pines de tal forma que sea imposible equivocar su orientación.

Una de las ventajas de las fuentes ATX es que permiten el apagado del sistema por software; es decir, que al pulsar "Apagar el sistema" en Windows 95 el sistema.

PIN DESCRIPCION PIN DESCRIPCION

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

1 3.3V 11 3.3V

2 3.3V 12 12V

3 TIERRA 13 TIERRA

4 5V 14 POWER ON

5 TIERRA 15 TIERRA

6 5V 16 TIERRA

7 TIERRA 17 TIERRA

8 POWER GOOD 18 -5V

9 5V SB 19 5V

10 12V 20 5V

PROCESADOR

PROCESADOR SLOT1

1. Localizar el Slot-1 y ventilador 1, en la mainboard.

2. El slot-1 es instalado con un sujetador de cartucho, el cual debe

ser colocado en posición vertical

3. Insertar el cartucho del procesador en el sujetador hasta escuchar

un click.

4. Conectar el cable del cooler del procesador a la salida del

ventilador.

5. Configurar el factor de multiplicación por hardware o en el CMOS-

SETUP

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

6. PROCESADOR SOCKET 370 ZIF

1. Localizar el Socket 370 y ventilador 1, en la mainboard y levantar

la manija en forma vertical

2. Identificar en el

procesador el pin 1 ( esquina guía )

3. Identificar en el socket el pin 1 ( esquina guía )

4. Insertar el procesador, haciendo coincidir ambas guías

5. Bajar la manija y asegurarla

6. Colocar el cooler y conectar a la salida del ventilador en la

mainboard.

7. Configurar el factor de multiplicación por hardware o en el CMOS-

SETUP

VELOCIDAD DEL SYSTEM BUS

Es la velocidad a la cual se traslada la información(datos) entre los

componentes del sistema en los buses de la mainboard. En la

actualidad se tienen velocidades del sistema de 66, 100, 120,

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

133MHz, para procesadores Intel hasta el PENTIUM III. El procesador

PENTIUM IV trabaja con un System Bus de 400MHz placa madre. En

la figura se muestra la configuración para una mainboard de 66 y

100MHz.

VELOCIDAD DEL PROCESADOR

Es la velocidad del Procesador, a la cual procesa los datos

internamente, el cual tiene que ser configurado de acuerdo a la

velocidad del bus del sistema.

FACTOR DE MULTIPLICACION

Es un numero, cuyos valores siguen el siguiente orden 1.5, 2, 2.5, 3,

3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8 y que se obtiene del cociente de la

velocidad del procesador entre la velocidad del System bus. En la

tabla se muestra la configuración para procesadores Pentium III y

Pentium II.

En la dos figuras siguientes, se muestra la configuración para un

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

a mainborad PENTIUM, el cual además soporta procesadores AMD y

CYRIX. Con el jumper JP8A y JP8B, seleccionamos la velocidad del

bus y con el jumper JP9A y JP9B establecemos el factor de

multiplicación de acuerdo a la velocidad del procesador.

MEMORIA RAM

La instalación de los módulos de memoria RAM, se hacen por

bancos, los que pueden estar constituidos por 1, 2 o 4 módulos y el

banco de estar lleno, en el caso de las mainboard Pentium IV, todos

los sockets deben estar llenos por ser memorias del tipo serial, lo cual

se logra con módulos CRIMM.

INSTALACION DE MODULOS SIMM

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

INSTALACION DE MODULOS DIMM

DISPÒSITIVOS IDE Y FLOPPY DISK DRIVE

FLOPPY DISK DRIVE

La mainboard se puede conectar hasta con disk drive a través de un

cable flat de 34 pines, el que viene resaltado con una línea de color

(rojo generalmente) en uno de sus extremos, el cual se conecta al pin

1 del Conector. Se pueden instalar hasta 2 disk drive, con un solo

cable.

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

DISPÒSITIVOS IDE

Los dispositivos IDE incluyen Discos Duros, Drive de alta densidad y

Drive CD-ROM/DVD.

Estos dispositivos se conectan a la mainboard a dos conectores IDE a

través de cable flat de 40 pines y cada uno de los cuales soportan 02

dispositivos, pudiéndose instalar en total 04 dispositivos IDE.

El primer conector es conocido como primario y el segundo como

secundario, Los dispositivos instalados en cada conector, deben ser

previamente configurados como maestro o esclavo.

PUERTO PARALELO Y SERIALES

Ubicar en la Mainboard, los conectores de puerto paralelo y serial.

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

Conectar el bracket de extensión a los respectivos conectores,

teniendo en cuenta que la línea de color del cable va al pin 1.

OTROS CONECTORES, BOTONES E INDICADORES DEL PANEL

CONECTOR DE TECLADO AT

Utiliza un conector de cinco pines del tipo DIN, el cual esta colocado

en la placa como J2 con un conector hembra.

USB (CONECTOR SERIAL DE BUS UNIVERSAL)

POWER – LED KEYLOCK & POWER LED CONNECTOR

HDD – LED (CONECTOR DEL LED DEL HARD DISK).

PIN DESCRIPCION

14 +5V

15 ACTIVE LOW

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

RESET

SETEO DESCRIPCION

OPEN MODO NORMAL

CLOSE RESET SISTEMA

SPEAKER

PIN DESCRIPCION

10 DATA OUT

11 N.C.

12 GROUND

13 +5V

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

CLEAR CMOS

PILA La pila del ordenador, o más correctamente el acumulador, se encarga de conservar los parámetros de la BIOS cuando el ordenador está apagado. Sin ella, cada vez que encendiéramos tendríamos que introducir las características del disco duro, del chipset, la fecha y la hora. Se trata de un acumulador, pues se recarga cuando el ordenador está encendido. Sin embargo, con el paso de los años pierde poco a poco esta capacidad (como todas las baterías recargables) y llega un momento en que hay que cambiarla. Esto, que ocurre entre 2 y 6 años después de la compra del ordenador, puede vaticinarse observando si la hora del ordenador "se retrasa" más de lo normal.

Para cambiarla, apunte todos los parámetros de la BIOS para reescribirlos luego, saque la pila (usualmente del tipo de botón grande o bien cilíndrica como la de la imagen), llévela a una tienda de electrónica y pida una exactamente igual. O bien lea el manual de la placa base para ver si tiene unos conectores para enchufar pilas externas, apunte de qué modelo se trata si es así y cómprelas.

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

MEMORIA

DEFINICION Son circuitos integrados (CHIPS), donde se almacenan los datos, programas y también donde se realiza el proceso de manipular la información.

ORGANIZACIÓN INTERNA DE LOS CHIPS DE MEMORIA

Una celda de memoria es capaz de almacenar un bit de información. Por lo general, varias celdas se organizan en forma de arreglo. Las memorias semiconductoras pueden dividirse en: de tipo bipolar y de MOS(Metal Oxide Semiconductor – semiconductor de óxido metal). Sin embargo, debe observarse que éstas no son de ninguna manera las únicas posibilidades. Existen muchas otras configuraciones de celdas que representan distintos equilibrios entre varios diseños.

CELDAS DE MEMORIA BIPOLAR

Ahora se describirá como sería una celda común bipolar de almacenamiento. Están asociados dos transistores inversores para implementar un flip-flop básico. La celda está conectada a una línea de palabras y a dos líneas de bits. Normalmente, las líneas de bit se mantienen en un voltaje menor al de las líneas de palabras. Bajo estas condiciones los dos diodos tienen polarización inversa, lo cual impide que fluya corriente a través de ellos, provocando así que la celda esté aislada de las líneas de bit. Este sistema consta de dos operaciones: de lectura y de escritura.

MEMORIAS MOS

Dos importantes ventajas de los dispositivos MOS, en comparación con los dispositivos bipolares, son que permiten mayores densidades de bits en los chips de circuito integrado, y fundamentalmente son más fáciles de fabricar. Sin embargo los transistores MOS son dispositivos de alta impedancia, lo que lleva a una disipación de potencia más baja. Su principal desventaja es su velocidad de operación relativamente lenta.

SECCION 3

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

Como en el caso de las memorias bipolares, son posibles muchas configuraciones de celda MOS. La más simple es el circuito flip-flop. La operación del circuito es semejante a su contraparte bipolar. Los transistores realizan la misma función que los resistores del punto anterior. Los transistores corresponden a los dos diodos. Actúan como interruptores que pueden abrirse o cerrarse bajo control de la línea de palabras. Cuando estos dos interruptores están cerrados, el contenido de la celda se transfiere a las líneas de bit. Como en el caso de la memoria bipolar, cuando se selecciona una celda en particular, su contenido puede volverse a escribir aplicando voltajes adecuados en las líneas de bit.

Tanto la celda bipolar, como su contraparte MOS, requieren un flujo continuo de corriente de suministro de energía, a través de una de las dos ramas del flip-flop. Son capaces de almacenar información indefinidamente, siempre y cuando se mantenga este flujo de corriente. Por lo tanto se les conoce como memorias estáticas.

La alta impedancia que se puede alcanzar en la tecnología MOS permite construir un tipo diferente de memoria conocido como memoria dinámica(DRAM). La memoria dinámica se basa en celdas simples, lo cual permite mayor densidad de bits y menor consumo de energía en relación con las configuraciones estáticas.

TIPOS DE MEMORIA : RAM y ROM.

MEMORIA ROM ( Read Only Memory – Memoria de solo lectura).

Es memoria de solo lectura y en ella generalmente se almacenan los programas monitores o básicos para el arranque del computador. Esta memoria mantiene su información indefinidamente, su aplicación en las computadoras de hoy en día, es el almacenamiento de programas BIOS del sistema del computador así como el programa de configuración y es conocido como ROM BIOS

PROM

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Ciclo: VI

Abreviatura de Progammable Read Only Memory - memoria de solo lectura programable. Este termino, define un chip ROM cuyo contenido es programado por una sola vez , pudiendo este contenido ser solo leído cuantas veces se requiera.

EPROM

Abreviatura de Erasable Progammable Read Only Memory memoria de solo lectura programable y borrable, Este termino, aparentemente contradictorio, define un chip PROM cuyo contenido puede ser borrado y después programado de nuevo. Un PROM borrable eléctricamente es llamado EEPROM. El proceso de borrado dura varios minutos en ambas tecnologías, eventualmente hasta una hora.

EEPROM

Abreviatura de Electrically Erasable Programmable Read Only Memory. Memoria de solo lectura programable y borrable eléctricamente.

MEMORIA RAM ( Random Access Memory – Memoria de Acceso Aleatorio) Estas memorias son tanto de lectura como de escritura y en ellas se lleva a cabo el procesamiento de los programas del usuario. Estas memorias pierden su información (Son Volátiles), cuando se les retira las fuentes de energía, es decir al apagar el equipo.

TECNOLOGÍA DE FABRICACIÓN DE MEMORIA RAM: Estáticas y Dinámica.

RAM ESTATICA (SRAM – STATIC RAM) El almacenamiento en RAM estática se basa en circuitos lógicos denominados flip-flop, que retienen la información almacenada en ellos mientras haya energía suficiente para hacer funcionar el dispositivo (ya sean segundos, minutos, horas, o aún días). Un chip de RAM estática puede almacenar tan sólo una cuarta parte de la información que puede almacenar un chip de RAM dinámica de la misma complejidad, pero la RAM estática no requiere ser actualizada y es normalmente mucho más rápida que la RAM dinámica (el tiempo de ciclo de la SRAM es de 8 a 16 veces más rápido que las SRAM). También es más cara, por lo que se

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reserva generalmente para su uso en la memoria de acceso aleatorio(caché). Tienen un tiempo de acceso (velocidad) del orden de 10 a 30 nanosegundos, pero usan mucha más energía y espacio.

TIPOS DE RAM ESTATICA SYNC SRAM

Synchronous Static Random Access Memory –Es también un tipo de memoria caché. La RAM sincronizada a ráfagas ofrece datos de modo sincronizado con lo que no hay retraso en los ciclos de lectura a ráfagas, con tiempo 2-1-1-1 ciclos de reloj. El problema está en velocidades de reloj superiores a los 66 mhz, puesto que los ciclos de reloj pasan a ser de 3-2-2-2 lo que es significativamente más lento que la memoria PB SRAM la cual tiene un tiempo de acceso de 3-1-1-1 ciclos. Estos módulos están en desuso porque su precio es realmente elevado y sus prestaciones frente a la PB SRAM no son buenas por lo que se fabrican en pocas cantidades.

PB SRAM Pipeline Burst Static Random Access Memory – Es un tipo de memoria estática pero que funciona a ráfagas mediante el uso de registros de entrada y salida, lo que permite solapar los accesos de lectura a memoria. Es usada como caché al igual que la SRAM, y la más rápida de la actualidad con soporte para buses de 75 mhz ó superiores. Su velocidad de acceso suele ser de 4 a 8 nanosegundos.

USO DE RAM ESTATICA

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MEMORIA CACHE

Es un tipo de memoria estática, que permite incrementar la velocidad de procesamiento. Este sistema es propio de los sistemas 386DX y microprocesadores superiores, ya que almacena las instrucciones repetidas y los datos de mayor uso por parte del microprocesador permitiéndole trabajar con un estado de espera 0 (Wait State 0), siendo sus capacidades 32K, 64K, 128K, 256K, 512K y 1MB.

Se definen 2 tipos de memoria cache: Caché de Primer Nivel (L1): Memoria incluido en el núcleo del Microprocesador que se utiliza para almacenar tanto el código como los datos a los que dicho elemento accede con mayor frecuencia. Se organiza en líneas de una determinada longitud, es decir, de un determinado numero de bytes.

Caché de Segundo Nivel (L2): Memoria RAM de alta velocidad que puede residir en la placa principal o en el soporte sobre el esta soldado el microprocesador. Su velocidad es variable, dependiendo del tipo de arquitectura, pudiendo ser igual a la velocidad del bus, una fracción o igual a la velocidad del procesador.

Memorias Caché utilizadas en la Computadora.

RAM DINÁMICA o DRAM (DYNAMIC RAM)

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Las RAM dinámicas almacenan la información en circuitos integrados que contienen condensadores, que pueden estar cargados o descargados. Como éstos pierden su carga en el transcurso del tiempo, se debe incluir los circuitos necesarios para "refrescar" los chips de RAM cada pocos milisegundos, para impedir la pérdida de su información. Algunas memorias dinámicas tienen la lógica del refresco en la propia pastilla, dando así gran capacidad y facilidad de conexión a los circuitos. Estas pastillas se denominan casi estáticas. Mientras la RAM dinámica se refresca, el procesador no puede leerla. Si intenta hacerlo en ese momento, se verá forzado a esperar. Como son relativamente sencillas, las RAM dinámicas suelen utilizarse más que las RAM estáticas, a pesar de ser más lentas por su menor costo.

Tienen un tiempo de acceso (velocidad) del orden de 50 a 200 nanosegundos. Opera de la siguiente manera, las posiciones de memoria están organizadas en filas y columnas. Cuando accedemos a la memoria empezamos especificando la fila, después la columna y por último decimos si deseamos escribir o leer en esa posición. En ese momento la memoria coloca los datos de esa posición en la salida si el acceso es de lectura o toma los datos y los almacena en la posición seleccionada si el acceso es de escritura.

TIPOS DE RAM DINAMICA

FPM - Fast Page Memory Memoria en modo paginado. También es llamada FPM RAM, FPM DRAM ó DRAM puesto que evoluciona directamente de ella es algo más rápida ya que su velocidad es de 70 ó 60 nanosegundos. Físicamente aparece como SIMMs de 30 ó 72 contactos. Con el modo pagina, la fila se selecciona una sola vez para todas las columnas dentro de la fila, dando así un rápido acceso. Usada en sistemas con velocidades de bus de 66 mhz, generalmente equipos con procesadores Pentium de 100 a 200 mhz y en algunos 486.

EDO RAM - Extended Data Output Random Access Memory

Memoria de acceso aleatorio con salida de datos extendida. Evoluciona de la Fast Page Memory mejorando el rendimiento

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en un 10% aproximadamente. Con una velocidad de 70, 60 ó 50 nanosegundos. Se instala sobre todo en SIMMs de 72 contactos, aunque también se puede encontrar en forma de DIMMs de 168 contactos. El secreto de la memoria EDO radica en una serie de latchs que se colocan a la salida de la memoria para almacenar los datos en ellos hasta que el bus de datos queda libre y pueden trasladarse a la CPU, o sea mientras la FPM puede acceder a un único byte la EDO permite mover un bloque completo de memoria. Muy común en los Pentium, Pentium Pro, AMD K6 y los primeros Pentium II.

SDRAM - Synchronous Dynamic Random Access Memory

Memoria de acceso aleatoria sincronizado. Es casi un 20 % más rápida que le EDO RAM. La SDRAM entrelaza dos o más matrices de memoria interna de tal forma que mientras se está accediendo a una matriz, la siguiente se está preparando para el acceso, es capaz de sincronizar todas las señales de entrada y salida con la velocidad del reloj de sistema. Es capaz de soportar velocidades de bus de 100 mhz por lo que su refrescamiento debe ser mucho más rápido alcanzando el mismo velocidades de 10 nanosegundos. Se encuentra físicamente en módulos DIMM de 168 contactos. Este tipo de memoria es usada generalmente en los Pentium II de menos de 350 mhz y en los Celeron.

BEDO RAM - Burst Extended Data Ouput Memory Random Access

Es una evolución de la EDO RAM la cual compite con la SDRAM. Lee los datos en ráfagas, lo que significa que una vez que se accede a un dato de una posición determinada de memoria se leen los tres siguientes datos en un solo ciclo de reloj por cada uno de ellos, reduciendo los tiempos de espera del procesador En la actualidad es soportada por los chipsets VIA 580VP, 590VP y 680VP. Al igual que la EDO RAM la limitación de la BEDO RAM es que no puede funcionar por encima de los 66 mhz.

PC100 o SDRAM de 100 MHz

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Teóricamente es un tipo de memoria SDRAM que cumple estrictas normas referentes a la calidad de los chips y diseño de los circuitos impresos establecidos por Intel para el correcto funcionamiento de la memoria, o sea para que realmente funcionen a esos 100 mhz. Es usada en los AMD K6-2,Pentium II y Pentium III a 500 MHz.

PC133 o SDRAM de 133 MHz Es un tipo de memoria SDRAM que funciona 133 MHz. Es usada en los Sistemas Pentium III de 600, 667, 733, 800, 933 y 1000 MHz.

ESDRAM - Enhanced SDRAM

Para superar algunos de los problemas de latencia inherentes con los módulos de memoria DRAM standar, varios fabricantes han incluido una cantidad pequeña de SRAM directamente en el chip, eficazmente creando un caché en el chip. Permite tiempos de latencia más bajos y funcionamientos de 200MHz. La SDRAM oficia como un caché dentro de la memoria. Existe actualmente un chipset que soporta este tipo de memoria, un chipset de socket 7.Una de las desventajas de estas memorias es que su valor es 4 veces mayor al de la memoria DRAM.

SLDRAM – Sync Link DRAM

La SLDRAM es una DRAM fruto de un desarrollo conjunto y, en cuanto a la velocidad, puede representar la competencia más cercana de Rambus. Su desarrollo se lleva a cabo por un grupo de 12 compañías fabricantes de memoria. La SLDRAM es una extensión más rápida y mejorada de la arquitectura SDRAM que amplía el actual diseño de 4 bancos a 16 bancos. La SLDRAM se encuentra actualmente en fase de desarrollo. El ancho de banda de SLDRAM es de los más altos 3.2GB/s y su costo no seria tan elevado.

RDRAM – RAMBUS DYNAMIC RANDOM ACCESS MEMORY

La tecnología RDRAM de Rambus ofrece un diseño de interfaces chip a chip de sistema que permite un paso de datos hasta 10 veces más rápido que la DRAM estándar, a

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través de un bus simplificado. Se la encuentra en módulos RIMM los que conforman el estándar de formato DIMM pero sus pines no son compatibles. Su arquitectura está basada en los requerimientos eléctricos del Canal RAMBUS, un bus de alta velocidad que opera a una tasa de reloj de 400 MHz el cual habilita una tasa de datos de 800MHz. Por motivos comerciales se la denomina PC600, PC700 y PC800 siendo sus capacidades de transferencia las siguientes: Rambus PC600: 2x2 bytes/ciclo x 300 Mhz = 1,20 Gb/s

Rambus PC700: 2x2 bytes/ciclo x 356 Mhz = 1,42 Gb/s

Rambus PC800: 2x2 bytes/ciclo x 400 Mhz = 1,60 Gb/s El bus usa características de líneas de transmisión para mantener una alta integridad en la señal. El control de la temperatura se hace a través de un disipador y un elastómero térmicamente conductor. Especificaciones · Densidad RIMM: 32MB, 64MB, 128MB, 256MB y 512MB. · Voltaje de operación: 2.5V · RDRAM: Tasa de reloj 300 MHz, 400 Mhz Tasa de datos: 600 MHz, 800 Mhz · Detección serial de presencia con una EEPROM serial Se presenta en dos modalidades: RDRAM y RDRAM concurrente. La RDRAM se encuentra actualmente en fase de producción, mientras que la RDRAM concurrente entró en esta etapa en 1997. La tercera extensión de la línea, la RDRAM directa, está en período de desarrollo, y empezará a fabricarse en 1999. A finales de 1996, Rambus llegó a un acuerdo con Intel que incluía un contrato de licencia y desarrollo y que permitirá que los chips de Intel sean compatibles con la memoria Rambus a partir de 1999. Se pueden usar hasta tres módulos RIMM en una placa base de un PC de escritorio, como se muestra en la imagen. Aquí el canal Rambus se extiende desde el controlador a través de cada módulo RIMM usado de una forma continua hasta que se alcanza la terminación del canal. Los módulos de continuidad de bajo costo se usan para mantener la integración del canal en sistemas que tengan menos de tres

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módulos RIMM. Un chip en placa SPD (Serial Presence Detect) PROM se usa para permitir la inicialización de la información al procesador del sistema en el encendido. Esta técnica asegura la compatibilidad de todos los fabricantes de RDRAM Direct Rambus que producen dispositivos DRAM de varias densidades. La creciente lista de fabricantes de Rambus que producen los módulos RIMM incluyen los más importantes fabricantes de módulos de memoria. Se planea una variante de los módulos RIMM para los PCs portátiles. La tecnología Direct Rambus también se desarrolla para servidores de gran escala, estaciones de trabajo y aplicaciones de comunicaciones. A nivel de sistema, los fabricantes que lideran la industria se han asociado en torno al Rambus para desarrollar los componentes de la infraestructura estandarizada de Direct Rambus incluyendo dispositivos de memoria RDRAM, controladores de memoria, chips de reloj y conectores.

MEMORIA RAM: TIPOS DE ENCAPSULADO

DIP (DUAL IN LINE PACKAGE – Paquete en doble línea) Son circuitos integrados y sus pines se hallan en ambos lados de la cápsula formando dos hileras. Sus capacidades son: 64KB, 256KB y 1MB. Se instalan en Mainboard de procesadores 8088, 80286 o equivalentes. La instalación de estas memorias se hacen en bancos de 8 o 9 sockets dependiendo si se instala el chip (bit) de paridad.

SIPP (SIGLE IN LINE PIN PACKAGE – Paquete de pines en una sola línea) Se compone de 9 o 3 memorias DIP soldadas en una pequeña tarjeta circuito impreso. El borde inferior de esta tarjeta presentan pines que encajan perfectamente en zócalos diseñados especialmente para esta memorias. Sus capacidades son: 256KB, 1MB y 4MB. Se instalan en Mainboard de procesadores 80286 o equivalente. La instalación de estas memorias se hacen en bancos de 2 módulos.

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SIMM (SINGLE IN-LINE MEMORY MODULE – Modulo de Memoria de simple línea) Consta de una pequeña placa de circuito impreso con varios chips de memoria integrados. Los SIMM están diseñados de modo que se puedan insertar fácilmente en la placa base de la computadora, y generalmente se utilizan para aumentar la cantidad de memoria RAM. Se fabrican con diferentes capacidades (4Mb, 8Mb, 16Mb, etc.) y con diferentes velocidades de acceso. Hoy en día su uso es muy frecuente debido a que ocupan menos espacio y son más manejables y compactos que los tradicionales chips de memoria. Aparecen en dos formatos de 30 contactos los cuales manejan 8 bits cada vez, miden unos 8.5 cm ó de 72 contactos que manejan 32 bits y tienen un largo de 10,5 cm. 30 pines

Se instalan en Mainboard de procesadores 80386, 80486 o equivalentes La instalación de estas memorias se hacen en bancos de 4 módulos. 72 pines

Se instalan en Mainboard de procesadores 80486, Pentium 1 o equivalentes La instalación de estas memorias se hacen en bancos de 2 módulos.

DIMM (DUAL IN-LINE MEMORY MODULE – Modulo de Memoria de doble línea) Es otro tipo de encapsulado a diferencia del SIMM aparece en con un formato de 168 conectores, de unos 13 cm de longitud, los cuales pueden manejar 64 bits. Se instalan en Mainboard de procesadores Pentium, Pentium II, III o equivalentes La instalación de estas memorias se hacen en bancos de 1 módulo.

SO-DIMM (Small Outline DIMM) Consiste en una versión compacta del módulo DIMM convencional, contando con 144 contactos y con un tamaño,

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de aproximadamente de la mitad de un SIMM. Se utiliza mucho en computadoras portátiles.

RIMM (RAM BUS IN-LINE MEMORY MODULE – Modulo de Memoria a la velocidad del Bus) Es un tipo de encapsulado similar al DIMM con mayor capacidad de disipación de calor aparece también en con un formato de 168 conectores. Se instalan en Mainboard de procesadores Pentium IV. La instalación de estas memorias se hacen en bancos de 2 módulos.

Módulos de memoria tipo DRAM

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DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO: DISCO, FLOPPY, CD-ROM

PERIFÉRICOS DE ALMACENAMIENTO

La memoria de la computadora (RAM) es un lugar provisional de almacenamiento para los archivos que usted usa. La mayoría de la información guardada en la RAM se borra cuando se apaga la computadora. Por lo tanto, su computadora necesita formas permanentes de almacenamiento para guardar y recuperar programas de software y archivos de datos que desee usar a diario. Los periféricos de almacenamiento (también denominados unidades) fueron desarrollados para satisfacer esta necesidad.

Los periféricos de almacenamiento, llamados también periféricos de memoria auxiliar, son unos dispositivos en los que se almacenan, temporal o permanente, los datos que va a manejar la CPU durante el proceso en curso, y que no es posible mantener en la memoria principal.

Los periféricos de almacenamiento se pueden clasificar de acuerdo al modo de acceso a los datos que contienen: • Acceso secuencial. • Acceso aleatorio.

— Acceso secuencial. En el acceso secuencial, el elemento de lectura del dispositivo debe pasar por el espacio ocupado por la totalidad de los datos almacenados previamente al espacio ocupado físicamente por los datos almacenados que componen el conjunto de información a la que se desea acceder.

— Acceso aleatorio. En el modo de acceso aleatorio, el elemento de lectura accede directamente a la dirección donde se encuentra almacenada físicamente la información que se desea localizar sin tener que pasar previamente por la almacenada entre el principio de la superficie de grabación y el punto donde se almacena la información buscada.

SECCION 4

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Es evidente el menor tiempo empleado por el acceso aleatorio frente al secuencial, pero la utilización de la tecnología de acceso secuencial se debió a que las cintas magnéticas fue implementadas antes que el primer periférico de acceso aleatorio. Los siguientes constituyen los tipos más comunes de dispositivos de almacenamiento:

Disco Duro

Unidades de Disquete

Unidades de comprensión (ZIP, JAZZ, SUPERDISK)

Unidades de CD (LECTOR, CD-WRITER)

Unidades DVD

Unidad para Cinta

DISCO DURO

ASIGNACION DE UNIDADES Usted debe saber la designación (la letra) de la unidad para que puede indicarle a la computadora dónde guardar los archivos o dónde recuperar los archivos que necesita. Las unidades se designan por letra del alfabeto. La unidad de disco duro es designa comúnmente

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con la letra C, la unidad de disquetes con la A y la unidad de CD con la D.

Para averiguar la designación de una unidad instalada en la computadora, haga doble clic en el icono Sistema en el Panel de Control. Haga clic en la lengüeta Administrador de Dispositivos y haga doble clic en el dispositivo de su elección. Bajo la lengüeta Configuraciones, usted verá la asignación actual de letras de unidades.

1. Unidad de Disco Duro 2. Unidad de CD 3. Unidad de Disquetes

La unidad de disco duro se designa como unidad C, la unidad de CD como unidad D y la unidad de disquete como unidad A. Sin embargo, si la unidad de disco duro está particionada, se designa como C y D, y la unidad de CD queda como unidad E.

DISCO DURO

Es el medio masivo de almacenamiento de información mas difundido en las computadoras personales. Los discos duros disponen de una o varias laminas superpuestas y recubiertas magnéticamente, que al igual que los disquetes, se ponen en movimiento por medio de un servo motor. A través de cabezas especiales de lectura y escrituras, estas laminas pueden grabar datos y se pueden leer datos de la misma mediante un procedimiento de cierta manera similar al de la grabación de cintas de audio y vídeo. La denominación de disco fijo, que a veces se utiliza, está relacionada con el hecho de que estos dispositivos a diferencia de los disquetes, están montados de forma fija en la PC. Existen dos tipos principales de discos duros:

1. Discos fijos. Los discos fijos se fabrican dentro de una carcasa sellada de la que no se pueden extraer. El montaje de los componentes internos del disco se realiza en la fábrica con unas condiciones muy estrictas de limpieza y aislamiento

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para evitar la entrada de polvo que pudieran deteriorarlo. Por ello nunca debe abrirse la carcasa de protección de un disco duro excepto por personal técnico en las condiciones adecuadas. Los discos duros fijos más comunes utilizan tecnología Winchester.

2. Discos removibles. Los discos removibles están montados en un contenedor, también sellado, que les permite entrar y salir de unos habitáculos especiales. Estos habitáculos están situados en la carcasa de la computadora o bien conectados a ésta por medio de un cable interfaz.

PARTES DEL DISCO DURO La estructura física de un disco es la siguiente: un disco duro se organiza en platos (PLATTERS), y en la superficie de cada una de sus dos caras existen pistas (TRACKS) concéntricas, como surcos de un disco de vinilo, y las pistas se dividen en sectores (SECTORS). El disco duro tiene una cabeza (HEAD) en cada lado de cada plato, y

esta cabeza es movida por un motor servo cuando busca los datos almacenados en una pista y un sector concreto.

El concepto "cilindro" (CYLINDER) es un parámetro de organización: el cilindro está formado por las pistas concéntricas de cada cara de cada plato que están situadas unas justo encima de las otras, de modo que la cabeza no tiene que moverse para acceder a las diferentes pistas de un mismo cilindro.

En cuanto a organización lógica, cuando damos formato lógico (el físico, o a bajo nivel, viene hecho de fábrica y no es recomendable

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hacerlo de nuevo, excepto en casos excepcionales, pues podría dejar inutilizado el disco) lo que hacemos es agrupar los sectores en unidades de asignación (CLUSTERS) que es donde se almacenan los datos de manera organizada. Cada unidad de asignación sólo puede ser ocupado por un archivo (nunca dos diferentes), pero un archivo puede ocupar más de una unidad de asignación.

CLINDRO

En primera instancia, un disco o disquete guarda los datos en sus caras; las caras se componen de pistas, y éstas se dividen en sectores. Se verá cómo se consideran y numeran estos espacios, a fin de constituir una organización física de un disco o disquete, eficiente para ser accedida en el menor tiempo posible.

El hecho de que un disquete o cada plato de un rígido, tenga dos caras, amen de duplicar su capacidad de almacenamiento, permite escribir o leer el doble de datos antes de desplazar el cabezal a la pista siguiente o a otra, accediendo a una cara y luego a la contraria. Así se puede escribir o leer más datos en menos tiempo.

Por moverse las dos cabezas, de una disquetera al unísono, y estar ambas sobre la misma vertical, si la cabeza de la cara superior se posiciona inmóvil a una cierta distancia del centro del disquete sobre un punto de la pista a la que se quiere acceder- entonces, la otra cabeza se posesionará en la cara inferior, a igual distancia del centro. De esta forma es factible grabar primero la pista de la cara superior, y a continuación la pista de la cara inferior, sin mover el cabezal, siendo que las dos pistas están una sobre la otra, separadas por el espesor del disquete.

Lo mismo puede decirse para las dos caras de cada plato de un rígido: si éste tiene más de dos cabezas (una por cada cara de cada plato). Ellas se mueven y posicionan juntas sobre una misma vertical. Si una cabeza cualquiera accede inmóvil a un punto de una pista de la cara que se lee o escribe, las restantes harán lo mismo en las otras caras. Al girar juntos los platos, los puntos que en cada cara pasan frente a la cabeza correspondiente pertenecerán a pistas concéntricas de igual radio.

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En un rígido de dos platos y con 4 cabezas (para 4 caras), si una cabeza accede a una pista cualquiera (indicada 20), las 3 cabezas restantes del cabezal accederán necesariamente a pistas (indicadas 20) de igual radio, situadas en el espacio una sobre otra, pudiendo considerarse que dichas pistas forman parte de la superficie de un cilindro imaginario (designado 20), cuyo radio es el de esas pistas.

Si luego el cabezal se posiciona a otra distancia del centro del disco o disquete, accederá a otro cilindro imaginario del mismo (como ser el 22), pudiéndose escribir o leer cualquiera de las pistas de igual radio que lo constituyen; y si se quiere, primero una, para luego continuar con la otra u otras (en el caso del rígido).

Por lo tanto, cada vez que en un disco o disquete el cabezal se posiciona para acceder a una pista, accede a un "cilindro" imaginario que contiene pistas, una por cara. Entonces, una vez que la cabeza de una cara escribió o leyó todos los sectores de una pista de esa cara, se puede hacer lo mismo con las restantes pistas de dicho cilindro, sin que se mueva el cabezal.

La electrónica de la disquetera o unidad de disco rígido conmutará en un tiempo despreciable, de una cabeza a otra. Por ejemplo, una vez que el cabezal del disco rígido accedió al cilindro 20, luego de 4 vueltas puede leer o escribir todos los sectores de las 4 pistas de ese cilindro. De esta forma, se ahorra tiempo de acceso en la escritura y lectura de archivos, en lugar de escribir todas las pistas de una cara, y luego todas las pistas de la otra u otras.

Conforme a lo descripto, cuando un cabezal se posiciona, accede a un conjunto de pistas de igual radio, (tantas como cabezas tenga el cabezal), que se consideran parte de la superficie de un cilindro imaginado. Entonces, cada cilindro de un disco o disquete está formado por todas las pistas de igual radio (una por cara), y contiene la información correspondiente a los sectores que componen dichas pistas, información a la que se puede acceder cuando el cabezal se posiciona en dicho cilindro.

Un disco o disquete serían un conjunto de cilindros -tantos como pistas por cara existan- metidos uno dentro de otro. Cada cilindro a su

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vez se compone de pistas de igual radio, tantas como caras (o sea cabezas) existan; siendo que las pistas contienen sectores.

La cantidad de cilindros de un disco o disquete, se corresponde con el número de posiciones en las que se puede posicionar el cabezal. Este, como se dijo, desplaza al unísono todas las cabezas de escritura/lectura.

En las disqueteras, un motor "paso a paso" hace que el cabezal salte de un cilindro al siguiente, cuando se quiere pasar de una pista a la siguiente (o a cualquier otra) que está en la misma cara. Como se verá, en los rígidos el acceso de una pista a otra se lleva a cabo por un mecanismo más complejo que busca la pista.

Corrientemente suele hablarse de pista en lugar de cilindro, pensando en una sola cara, aunque cilindro implica una concepción espacial más completa, en especial en lo referente a los todos los sectores de las patas de un cilindro, los cuales pueden escribirse o leerse uno tras otro sin la pérdida de tiempo que significa el movimiento del cabezal.

Por lo tanto, un disquete de 3 ½" pulgadas de 80 pistas por cara, tiene 80 cilindros de dos pistas cada uno. Estos cilindros se enumeran de 0 a 79, desde el exterior hacia el centro.

El número que identifica a un cilindro permite localizar todas las pistas que lo constituyen. Por ejemplo, el cilindro número 20 sirve para localizar las 2 pistas número 20 que pueden escribir o leer las 2 cabezas del cabezal, ubicadas en ambas caras del disquete.

Entonces si se quiere ser riguroso, en relación con una cara de un disquete, en lugar de decir por ejemplo "pista 20" debe decirse "pista del cilindro 20"; y con más precisión, si se trata de la cara superior, o cara 0, se debe indicar "cilindro 20, cabeza (head) 0".

También puede aparecer como "cilindro 20, pista 0", aunque parezca mejor indicar "pista 20 de la cara 0".

A su vez, la pista que está debajo de ésta, en la cara inferior, o cara 1, es la "pista 1 del cilindro 20", identificable como "cilindro 20, cabeza 1".

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El sector 15 de esta pista se identifica como "cilindro 20, cabeza 1, sector 15". En una unidad de disco rígido con varios platos (figura 2.8), la cabeza (cara) superior del plato más alto se designa 0, la inferior del mismo plato con el número 1; luego siguen las 2 y 3 del plato siguiente, etc. El cilindro de número 20 sirve para localizar cualquiera de las 4 pistas de número 20, correspondientes a las 4 caras (cabezas) de los 2 platos, siendo que cada una se diferencia por el número (0,1, 2, ó 3) de la cabeza que accede a la misma. Se indica en esa figura la forma de direccionar 4 sectores de número 15 pertenecientes a cada una de esas pistas. Así, un sector se indica "cilindro 20, cabeza (head) 3, sector 15", ó "cilindro 2, pista 3, sector 15".

Los cilindros de discos o disquetes se enumeran desde 0 (el de mayor radio, el más exterior) en forma creciente hacia el interior, correspondiendo el número mayor a más interno. Suponiendo que todos los sectores de las pistas de un cilindro se leen (o escriben) en forma secuencias, o sea por orden numérico creciente, primero el controlador ordena a la cabeza de la cara 0 de dicho cilindro acceder a cada uno de los sectores de dicha pista. Luego ordena que la cabeza de la cara 1 del mismo cilindro acceda a los sectores de esta pista, y así sucesivamente sin que el cabezal se mueva, cada cabeza activada lee (o escribe) los sectores de la pista que desfilan frente a ella en la cara.

Según lo tratado, en definitiva, en disquetes y discos la información se organiza físicamente como sigue:

La menor unidad de almacenamiento que se puede escribir o leer en forma independiente es el sector', que agrupa 512 bytes (para el DOS y otros sistemas operativos).

Un cierto número de sectores -accesibles sin variar la posición de una cabeza- conforma una pista Un número dado de pistas -accesibles sin variar la posición del cabezal en las caras de un disco o platos de un disco rígido- constituyen un cilindro.

Tres números deben usarse para escribir o leer datos: número de cilindro, número de cabeza (head), y número de sector. En inglés corresponden a las siglas CHS.

FUNCIONAMIENTO DEL DISCO DURO

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Cuando usted o el software indica al sistema operativo a que deba leer o escribir a un archivo, el sistema operativo solicita que el controlador del disco duro traslade los cabezales de lectura/escritura a la tabla de asignación de archivos (FAT). El sistema operativo lee la FAT para determinar en qué punto comienza un archivo en el disco, o qué partes del disco están disponibles para guardar un nuevo archivo.

Los cabezales escriben datos en los platos al alinear partículas magnéticas sobre las superficies de éstos. Los cabezales leen datos al detectar las polaridades de las partículas que ya se han alineado.

Es posible guardar un solo archivo en sectores diferentes sobre varios platos, comenzando con el primer sector disponible que se encuentra. Después de que el sistema operativo escribe un nuevo archivo en el disco, se graba una lista de todos los sectores del archivo en la FAT. Un ordenador funciona al ritmo marcado por su componente más lento, y por eso un disco duro lento puede hacer que tu MAQUINA sea vencida en prestaciones por otro equipo menos equipado en cuanto a procesador y cantidad de memoria, pues de la velocidad del disco duro depende el tiempo necesario para cargar tus programas y para recuperar y almacenar tus datos.

ELEMENTOS DEL DISCO DURO Material soporte: Están fabricados con una aleación de aluminio con un recubrimiento magnético, se están investigando materiales sintéticos compuestos para reducir el rozamiento para que haya un tiempo de acceso mas reducido

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Motor de accionamiento de eje: Se encarga de imprimir la velocidad necesaria al eje con los discos, que suele ser de un 3.600 r.p.m. El motor esta alimentado por corriente directa gracias a un pequeño generador que lleva incorporado. Permitiendo, de este modo determinar la precisión de velocidad de rotación.

Cabezal de lectura-escritura: Esta compuesta de varios cabezales unidos entre sí, tanto física como eléctrica y electrónicamente. Esta unidad es mucho más frágil que la de las disqueteras, ya que las cabezas vuelan sobre la superficie del disco, es decir, se encuentra a una distancia de varias micras del disco sin llegar a tocarlo. El campo magnético que se crea entre las superficies metálicas del disco y los cabezales es lo suficientemente amplio como para poder leer o escribir sobre ellos, pero a unas velocidades mucho mayores que en los discos flexibles, ya que prácticamente no existe rozamiento alguno.

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Motor de impulsos: Es un motor eléctrico de gran precisión. Su misión es mover la cabeza de lectura-escritura a través de la superficie de los discos metálicos en sentido radial para situarse en el sector y cilindro adecuado. Todo el conjunto de cabezales y discos viene envuelto en una caja sellada herméticamente, para impedir que las partículas de polvo y suciedad existentes en el ambiente se depositen sobre la cabeza de lectura-escritura, causando luego la aparición de errores tanto en la obtención de datos como en su grabación, llegando incluso a perderse toda la información contenida en él.

Circuito impreso controlador: Situado en la parte inferior del conjunto de disco duro. Contiene los dispositivos electrónicos que controlan: la velocidad de giro, la posición de la cabeza de lectura-escritura y la activación de obtención o grabación de datos. Este circuito consta, en un principio, de tres conectores: Dos planos de pistas doradas y uno blanco con cuatro patillas AMP hembra. Los primeros se utilizan para comunicarse el disco duro con su tarjeta controladora que esta unida a la CPU, mediante otro conector plano.

El otro conector es el que alimenta a la unidad de disco y la une con la fuente de alimentación del ordenador. Este consta de cuatro patillas, en las que destaca la masa y los voltajes de +5 y +12 voltios.

CARACTERISTICAS DEL DISCO DURO

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO La capacidad de almacenamiento hace referencia a la cantidad de información que puede grabarse o almacenar en un disco duro. Hasta hace poco se medía en Megabytes (Mg), actualmente se mide en Gigabytes (Gb).

Todas las pistas de un disquete guardan la misma cantidad de bits y tienen igual número de sectores, como se ha querido hacer notar, por lo que en las pistas más internas los bits están más "apretados" que en las de mayor radio, o sea que en las internas se tiene una mayor densidad de bits grabados por pulgada de pista (bits per inch = bpi). No ocurre lo mismo en los discos rígidos actuales.

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La densidad depende del tipo de material magnetizable de las caras, del ancho del entrehierro de las cabezas, y de la técnica de codificación de bits empleada para grabar (MFM, RLL, o ARLL, a desarrollar).

Una pista grabada en una viejo disquete de 5 ¼" con dos caras ("sides") y doble densidad (indicado 2S/2D), puede tener por pista 9 sectores de 512 Bytes. O sea que se tendrá 512 x 9 = 4608 Bytes/pista. Además de la cantidad de sectores por pista, en el cálculo de la capacidad de un disco interviene el número total de pistas (cilindros) que tiene en cada cara. Para el disquete en cuestión este número es 40 pistas por cara. Entonces, la capacidad de almacenamiento por cara será 4608 x 40 = 184.320 Bytes. Puesto que se usan las dos caras, la capacidad total de estos disquetes era de 184.320 x 2 = 368.640 Bytes = 360 KB. El número de pistas (cilindros) por cara depende de la cantidad de pistas ("tracks") que puedan grabarse por pulgada ("tracks per inch" = tpi) o centímetro, medidas en sentido radial. En el disquete analizado la densidad de pistas es de 48 tpi.

Por lo tanto, en el cálculo de la capacidad total de almacenamiento de un disco magnético intervienen: a. De la densidad lineal de cada pista (indicada en bpi), la cual

determina el número de sectores de una determinada longitud que existirán por pista. Para el DOS esta longitud debe ser de 512 bytes.

b. De la densidad radial de pistas (indicada en tpi), que define el total de pistas (cilindros) por cara.

Son corrientes los disquetes de 5 ¼" en los que el material magnético admite en cada pista el doble de bits por inch que los de] tipo 2S/2D citados. En éstos, una pista puede tener 15 sectores de 512 Bytes, o sea 15 x 5l2 = 7.680 Bytes por pista. Además poseen el doble de densidad radial de pistas: 96 tpi, resultando concretamente 80 pistas por cara. Se conocen como 2S/HD, o sea dos caras y alta densidad ("high density"). Resulta así 7680 x 80 = 614.400 Bytes por cara, y para las dos caras un total de:

614.400 x 2 = 1.228.800 Bytes = 1,2 Megabytes (MB)

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Estos son los disquetes de 5 ¼" que aún se siguen usando. Los disquetes de 3 ½" contienen cobalto en el material magnético. Los primeros fueron del tipo 2DD (dos caras y doble densidad), con 9 sectores/pista, o sea 512x9 = 4608 Bytes/pista. Tenían 135 tpi, por lo cual son posibles 80 pistas/cara. Entonces resultaban: 4608 x 80 = 368.640 Bytes por cara; y en total 368.640 x 2 = 737.280 Bytes = 720 KB.

En 3 ½" se popularizaron los del tipo 2HD, de alta densidad, también de 135 tpi, (80 pistas) pero de 18 sectores por pista. La capacidad total será el doble que el anterior: 18 x 512 x 80 x 2 = 1.474560 Bytes = 1,44 MB.

Igual método de cálculo se aplica a discos rígidos. Así, un rígido de 8 platos, con 1024 pistas (cilindros) por cara, y 63 sectores (de 512 Bytes) por pista, tendrá una capacidad por cara de 63 x 512 x 1.024 = 33.030.144 Como tiene 8 platos = 16 caras, la capacidad neta total será: 33.030.144 x 16 = 520 MB. Generalizando, la capacidad neta de un disco o disquete puede calcularse como: Capacidad = Sectores por pista x Tamaño sector (Bytes ) x Pistas (cilindros) por cara x Nro de caras.

Debe tenerse presente, que la capacidad que aparece indicada en discos rígidos es "bruta", no ocupable, totalmente con archivos. Se pierde en promedio del orden de un 20%, puesto que en cada sector se deben escribir bits con el número que lo identifica, junto con información de control, amen de los bits de final e inicio que se usan para separar los sectores contiguos entre sí. Vale decir, que dicha capacidad se refiere a un disco "virgen", sin formatear.

Las capacidades comercializadas actualmente son de 20, 30 y 40GB

VELOCIDAD DE ROTACIÓN (RPM)

Es la velocidad a la que gira el disco duro, más exactamente, la velocidad a la que giran el/los platos del disco, que es donde se almacenan magnéticamente los datos. La regla es: a mayor velocidad de rotación, más alta será la transferencia de datos, pero también

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mayor será el ruido y mayor será el calor generado por el disco duro. Se mide en número revoluciones por minuto ( RPM). No debe comprarse un disco duro IDE de menos de 5400RPM (ya hay discos IDE de 7200RPM), a menos que te lo den a un muy buen precio, ni un disco SCSI de menos de 7200RPM (los hay de 10.000RPM). Una velocidad de 5400RPM permitirá una transferencia entre 10MB y 16MB por segundo con los datos que están en la parte exterior del cilindro o plato, algo menos en el interior.

TIEMPO DE ACCESO (ACCESS TIME)

Para acceder a un sector que está en una cara de un disco, primero el cabezal debe trasladarse hasta el cilindro que contiene la pista donde se encuentra dicho sector, y luego debe esperarse que al girar el disco ese sector quede debajo de la cabeza. Por lo tanto, deben tener lugar dos tiempos:

a. El brazo con la cabeza correspondiente a esa cara se sitúa en pocos milisegundos (tiempo "seek", de posicionamiento) directamente sobre el cilindro seleccionado, o sea sobre la pista del cilindro correspondiente a esa cara. Se considera un valor promedio para este tiempo. En la figura 2.10.a este tiempo es el necesario para que la cabeza pase de la pista 17 a la 4.

b. Una vez que la cabeza se posicionó sobre dicha pista, los sectores de ésta desfilarán debajo de esa cabeza. Cada uno es leído hasta encontrar aquél cuyo número coincida con el enviado a la controladora, en cuyo caso su campo de datos será escrito o leído.

El tiempo que dura esta búsqueda secuencial es el tiempo de latencia o demora rotacional (en promedio es el tiempo de media vuelta). Si el sector buscado estaba en la posición señalada con "X") cuando la cabeza llegó a la pista indicada, este tiempo es el que tarda en llegar hasta la cabeza, para comenzar a ser leído.

La suma de estos dos tiempos promedio conforma el tiempo de acceso, o sea es el tiempo que transcurre desde que la controladora ordena al cabezal posicionarse sobre un cilindro, hasta que la cabeza indicada accede al sector buscado. La duración de este tiempo sólo depende del tipo de unidad de disco que se trate:

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T acceso = t promedio posicionamiento + t promedio latencia

En un disquete -conforme a los valores estimados antes al pie de página- este tiempo será del orden de (70 + 100) mseg. = 170 mseg. En un disco rígido es mucho menor: hoy es común tener 10 mseg de seek, y 7 mseg de latencia (a 4500 r.p.m.) en total 17 mseg. Existen discos que esos totales son menores. Los fabricantes especifican el tiempo de posicionamiento en vez del promedio total. También suelen "fabricar" un tiempo de acceso que pondera la mejora electrónica obtenida por la acción de un caché de disco (a tratar), cuando se ordena leer una sucesión de sectores ubicados en una misma pista o cilindro, y suponen en forma optimista que esto ocurrirá en el 40% de los accesos ordenados.

Es el tiempo medio necesario que tarda la cabeza del disco en acceder a los datos que necesitamos. Realmente es la suma de varias velocidades: * El tiempo que tarda el disco en cambiar de una cabeza a otra cuando busca datos. * El tiempo que tarda la cabeza lectora en buscar la pista con los datos saltando de una a otra. * El tiempo que tarda la cabeza en buscar el sector correcto dentro de la pista. Es uno de los factores más importantes a la hora de escoger un disco duro. Cuando se oye hacer ligeros clicks al disco duro, es que está buscando los datos que le hemos pedido. Hoy en día en un disco moderno, lo normal son 10 milisegundos.

MEMORIA CACHE (TAMAÑO DEL BUFFER) El BUFFER o CACHE es una memoria que va incluida en la controladora interna del disco duro, de modo que todos los datos que se leen y escriben a disco duro se almacenan primeramente en el buffer. La regla de mano aquí es 128kb-Menos de 1 Gb, 256kb-1Gb, 512kb-2Gb o mayores. Generalmente los discos traen 128Kb o 256Kb de cache.

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Si un disco duro está bien organizado (si no, utilizar una utilidad desfragmentadora: DEFRAG, NORTON SPEEDISK, etc.), la serie de datos que se va a necesitar a continuación de una lectura estará situada en una posición físicamente contigua a la última lectura, por eso los discos duros almacenas en la caché los datos contiguos, para proporcionar un acceso más rápido sin tener que buscarlos. De ahí la conveniencia de desfragmentar el disco duro con cierta frecuencia. El buffer es muy útil cuando se está grabando de un disco duro a un CD-ROM, pero en general, cuanto más grande mejor, pues contribuye de modo importante a la velocidad de búsqueda de datos.

TASA DE TRANSFERENCIA (TRANSFER RATE)

Suponiendo una lectura, una vez que el sector requerido está frente a la cabeza activada -luego de transcurrir los tiempos de posicionamiento y de latencia- ella debe leer bit por bit dicho sector, pasando estos bits en serie hacia la electrónica, y luego hacia la interfaz del disco o disquete. El destino final de los bits que conforman el campo de datos de un sector, es la zona de memoria principal (buffer) reservada para esos datos. A esta zona esos bits leídos llegan en paralelo (de 16 ó 32 por vez) a través del bus que une la interfaz con la memoria principal. Sea un disco de 32 sectores por pista, que gira a 3.600 r.p.m. = 60

r.p.seg. 1 revolución/ 16 mseg.

Un sector cualquiera de los 32 de una pista será recorrido por la cabeza en 1/32 de revolución, o sea en 16 mseg/32 = 0,5 mseg. Durante este tiempo de lectura, los bits del campo de datos (que forman 512 bytes) se van transfiriendo hacia la electrónica (IDE o SCSI) de la unidad de disco, a medida que la cabeza los va leyendo. O sea que durante dicho tiempo se están enviando a razón de 512/0,5 bytes/mseg. = 1024 bytes/mseg = 1.024.000 bytes/seg., casi 1 MB/seg. Este valor constituye la velocidad de transferencia interna.

Inversamente, en una escritura del disco, a medida que frente a la cabeza seleccionada pasa el campo de datos del sector, la unidad (IDE ó SCSI) le debe enviar en serie los bits a escribir, los cuales fueron llegando a esta unidad (de a bytes) por el bus, desde memoria principal. Puesto que el disco gira a igual velocidad en lectura o

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escritura, el tiempo de escritura o lectura del campo de datos será el mismo, y por lo tanto también la velocidad de transferencia interna será igual en la escritura o lectura.

Como se planteó, estos MB/seg definen la velocidad de transferencia interna, que suele ser indicada como la "velocidad de transferencia" por los fabricantes de unidades de disco. Debe tomarse ésta como la velocidad con que una cabeza puede leer o escribir "al vuelo" los bits de un sector, siendo esta velocidad una medida de la velocidad máxima a la que se pueden transferir bits entre disco y memoria (o viceversa). Esto es porque si consideramos el trayecto total que deben recorrer los datos en una operación de entrada (lectura de disco) o salida (escritura del mismo), no se puede dejar de lado el tiempo que insume su transferencia a través del bus (ISA, VESA o PCI) que comunica la porción central con el registro port de datos ubicado en la electrónica (como la ATA-IDE). Asimismo, importa la velocidad de respuesta de esta interfaz. Si ella o el bus no son lo suficiente rápidos, la velocidad real de transferencia de datos hacia o desde un disco a memoria puede ser bastante menor que la máxima citada. La velocidad de transferencia interna será la velocidad de transferencia real sólo si a medida que la cabeza lee (o escribe) los datos de un sector, ellos se van transfiriendo hacia memoria (desde memoria) sin demoras. Conforme a lo anterior resulta que la velocidad de transferencia de un disco depende:

De la velocidad de transferencia interna de la unidad de disco (dependiente de la densidad, y las r.p.m.).

Del tiempo de respuesta de la interfaz controladora (EIDE, SCSI), y de la existencia de un caché en ella.

De la velocidad del bus al cual la interfaz se conecta (hoy día debe ser PCI).

El tiempo de transferencia entre disco y memoria se halla dividiendo los bytes de un sector (512), por la velocidad de transferencia, y es por lo menos lo que tarda la cabeza en pasar por la zona de datos del sector. Un disquete de 3 ½" y 1,44 MB, 80 cilindros y 18 sectores por pista gira a 300 r.p.m. o sea 200 mseg por vuelta (como se calculó). Por lo tanto, un sector será recorrido en (200/18) mseg = 11 mseg. La velocidad de transferencia interna será: 512 Bytes/11 mseg = 50 KB/seg. que también será la velocidad de transferencia puesto que

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aunque la controladora esté conectada a un bus ISA, este permite hasta 8 MB/seg. (máximo). En general, a igualdad de velocidad de giro, si se aumenta la densidad lineal (número de bits por cm de pista) se transferirán más bits por segundo. Hoy día esta densidad va en aumento en los nuevos modelos de discos rígidos, dado que con los actuales tipos de cabeza desarrollados se pueden grabar y detectar más bits por cm de pista, por lo que cada vez resultan mayores velocidades de transferencia interna de bits. Esto debe tener como correlato interfaces (IDE o SCSI) que tengan listos rápidamente los datos a escribir o los leídos en un disco, y buses, con un ancho de banda apto para soportar tales velocidades de transferencia entre la interfaz y memoria. También en muchos casos se ha aumentado la velocidad de giro de los rígidos, lo cual a su vez trae aparejado una mayor velocidad de transferencia. Teniendo en cuenta los tiempos descriptos, el tiempo total de entrada/salida que se tarda en atender una orden de lectura (o escritura) que llegó al controlador de la unidad de disco será: T E/S = t posicionamiento + t latencia + t transferencia

Se trata que este tiempo sea lo más corto posible, pues la escritura y lectura de archivos en disco (rígido) es una actividad frecuente en un sistema de computación.

Este número indica la cantidad de datos un disco puede leer o escribir en la parte más exterior del disco o plato en un periodo de un segundo. Normalmente se mide en Mbits/segundo, y hoy en día, en un disco de 5400RPM, un valor habitual es 100Mbits/s, que equivale a 10MB/s.

INTERLEAVING

Con respecto a la lectura existe un factor bastante usado que es el "Interleaving" y consiste en lo siguiente: La cabeza lee un sector determinado, pasa los datos a un controlador y vuelve a leer otro sector que supongamos pertenece al mismo fichero. Si el tiempo entre lectura y escritura es mayor que el tiempo que tarda en girar el disco, se pueden perder datos. Para evitar esto el sistema "Interleaving" consiste en alternar los sectores que antes eran

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consecutivos dando tiempo al disco para procesar toda la información leída.

Interfaz (Interface) – IDE - SCSI

Es el método utilizado por el disco duro para conectarse al equipo, y puede ser de dos tipos: IDE o SCSI. Todas las placas bases relativamente recientes, incluso desde las placas 486, integran una controladora de disco duro para interfaz IDE (normalmente con bus PCI) que soporta dos canales IDE, con capacidad para dos discos cada una, lo que hace un total de hasta cuatro unidades IDE (disco duro, CD-ROM, unidad de backup, etc.) Debemos recordar, sin embargo, que si colocamos en un mismo canal dos dispositivos IDE (e.g. disco duro+CD-Rom), para transferir datos uno tiene que esperar a que el otro haya terminado de enviar o recibir datos, y debido a la comparativa lentitud del CD-ROM con respecto a un disco duro, esto ralentiza mucho los procesos, por lo que es muy aconsejable colocar el CD-ROM en un canal diferente al de el/los discos duros.

En cuanto al interfaz SCSI, una controladora de este tipo suele tener que comprarse aparte (aunque algunas placas de altas prestaciones integran este interfaz) y a pesar de su precio presenta muchas ventajas. Se pueden conectar a una controladora SCSI hasta 7 dispositivos (o 15 si es WIDE SCSI)de tipo SCSI (ninguno IDE), pero no solo discos duros, CD-ROMS y unidades de BACKUP, sino también grabadoras de CD-ROM (las hay también con interfaz IDE), escáneres, muchas de las unidades de BACKUP, etc. Otra ventaja muy importante es que la controladora SCSI puede acceder a varios dispositivos simultáneamente, sin esperar a que cada uno acabe su transferencia, como en el caso del interfaz IDE, aumentando en general la velocidad de todos los procesos. Las tasas de transferencia del interfaz SCSI vienen determinados por su tipo (SCSI-1, Fast SCSI o SCSI-2, ULTRA SCSI, ULTRA WIDE SCSI), oscilando entre 5MB/s hasta 80MB/s. Si el equipo va a funcionar como servidor, como servidor de base de datos o como estación gráfica, por cuestiones de velocidad, el interfaz SCSI es el más recomendable.

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MODOS DE TRABAJO

La velocidad de un disco duro con interfaz IDE también se mide por el PIO (modo programado de entrada y salida de datos), de modo que un disco duro con PIO-0 transfiere hasta 3,3MB/s, PIO-1 hasta 5,2MB/s, PIO-2 hasta 8,3MB/s. Estos modos anteriores pertenecen a la especificación ATA, pero en la especificación ATA-2 o EIDE, los discos duros pueden alcanzar PIO-3, hasta 11,1MB/s, o PIO-4, hasta 16,6MB/s. Los discos duros modernos soportan en su mayoría PIO-4.

La especificación ULTRA-ATA , ULTRA DMA/33, ULTRA DMA/66 y ULTRA DMA/100 que puede llegar a picos de transferencia de hasta 100MB/s, dependiendo el modo de la mainboard.

LECTURA O ESCRITURA DE UN BIT EN UN SECTOR

Un disco (sea flexible o duro) sirve de soporte para archivos de información. Almacena los bytes de estos archivos en uno o varios sectores de pistas circulares. Ellas son anillos concéntricos separados lo menos posible entre sí, existentes en sus dos caras recubiertas de una fina capa superficial de material magnetizable. Este es del tipo usado en las cintas de audio, siendo que las partículas ferromagnéticas que lo componen conservan su magnetismo aunque desaparezca el campo que las magnetizó.

El cuerpo del disco así recubierto en sus dos caras, está constituido: en los disquetes por mylard (flexible), y en los discos rígidos por aluminio o cristal cerámico.

Las pistas, invisibles, se crean durante el "formateo". Este proceso consiste en grabar (escribir) magnéticamente los sucesivos sectores que componen cada una de las pistas de un disco o disquete, quedando así ellas magnetizadas. Luego del formateo, en cada sector quedan grabados los campos que lo constituyen, entre los cuales se halla el que permite identificar un sector mediante una serie de números, y el campo de 512 bytes reservado para datos a grabar o regrabar, lo cual tiene lugar cada vez que se ordena escribir dicho sector.

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La grabación se logra como en un grabador de audio- por la acción de un campo magnético de polaridad reversible (N-S ó S-N), que imanta la pista al actuar dicho campo sobre ella, al salir a través de un corte ("entrehierro") realizado en un diminuto núcleo ferromagnético (núcleo hoy suplantado por una película delgada inductiva). El ancho de este núcleo determina del ancho de la pista (0,1 mm o menos).

Una bobina de alambre arrollada sobre este núcleo genera dicho campo magnético, al circular por ella una corriente eléctrica. El núcleo ferromagnético y la bobina constituyen una cabeza (head). Todas las pistas de una cara de un disco son escritas o leídas por una misma cabeza, portada por un brazo móvil. La cabeza queda inmóvil sobre la pista a escribir o leer, mientras el disco gira frente a ella, Existe una cabeza para cada cara de un disco. Los brazos que las soportan se mueven juntos. 0 sea, que si la cabeza de la cara superior está sobre una cierta pista, la otra cabeza estará en una pista de la cara inferior, teniendo siempre ambas pistas el mismo radio (una está sobre la otra separadas por el espesor del disco).

Sólo una cabeza puede estar activada por vez, para leer o escribir sectores de la cara que le corresponde.

En una escritura, a la cabeza seleccionada muy próxima o tocando la superficie del disco- le llega del exterior por dos cables- una señal eléctrica que presenta dos niveles de tensión eléctrica

Con el nivel bajo de tensión se produce una circulación de corriente isn por la bobina que envuelve la pieza, con lo cual ésta se convierte

en un poderoso imán, con sus extremos con un polo sur (S) y otro norte (N).

El campo magnético que sale del entrehierro magnetiza y orienta partículas de óxido de hierro de la superficie del disco o disquete, que pasan frente al entrehierro al girar el disco, convirtiéndolas en microscópicos imanes. Así, durante el tiempo que la señal eléctrica citada está en el nivel bajo, se genera en el tramo de la pista que pasó frente a la cabeza- un conjunto de pequeños imanes igualmente polarizados y orientados, cuyo efecto sumado equivale a la existencia de un imán permanente en la superficie de ese tramo de pista.

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El campo magnético de este imán así creado por la cabeza se manifestará sobre esa superficie magnetizada, superficie que es circular por estar fija la cabeza y girar el disco.

Cuando la señal que excita la cabeza cambia del nivel bajo al alto, se invierte rápidamente el sentido de la corriente (ins) que circula por la

bobina, por lo cual cambia la polaridad magnética en los extremos del núcleo (de SN a NS). Ahora, mientras dure esta polaridad (el tiempo que la señal está alta), se generan pequeños imanes en el tramo de la pista que pasó frente a la cabeza, pero de polaridad contraria a los generados cuando la ~ estaba baja. El efecto de los mismos equivale a un imán superficial en ese tramo siguiente de la pista, cuya polaridad es opuesta a la del imán superficial formado en el tramo anterior.

De esta forma, en la escritura de un disco, en concordancia con cada cambio de nivel de la señal eléctrica binaria que actúa sobre la bobina, cambia de dirección la corriente que circula por ella, resultando una sucesión de imanes permanentes (conformados a su vez por muchos imanes microscópicos) sobre la superficie de la pista que se escribe, siendo cada porción así imanada de polaridad contraria a la que le sigue.

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Como se verá al tratar la codificación RLL , cada uno de estos cambios codifica un uno que se almacena en la pista, y la cantidad de ceros que le siguen depende de la duración del nivel.

En síntesis: en una escritura, luego que el material ferromagnético de una cara pasa frente a la cabeza magnetizante quedan formados una sucesión de imanes superficiales, los cuales conforman una pista circular, por estar la cabeza fija, y girar la superficie del disco. Los campos magnéticos de estos imanes se manifestarán en la superficie de la pista, codificando unos y ceros.

Ninguna porción de una pista puede quedar sin magnetizar: forma parte de un imán NS o SN. Esto también asegura, en una regrabación, el borrado de la información grabada anteriormente sobre una pista.

Si se re escribe un sector no es necesario realizar un paso intermedio de borrar la información antes escrita. La nueva escritura borra la anterior, igual que en un grabador de audio o vídeo. Durante una lectura, la misma cabeza en un proceso inverso al de grabación sensará los campos magnéticos sobre la superficie de la pista accedida, para detectar cada cambio de polarización cuando pasa de una porción de una pista polarizada N-S a la siguiente, polarizada S-N, o sea cuando se encuentran enfrentados dos polos norte o sur. Estos cambios originarán corrientes en la bobina, que aparecerán como breves impulsos eléctricos en los dos cables de la bobina que salen desde la cabeza. Puesto que cada uno de estos impulsos implica una inversión del campo magnético de la pista, y que estos cambios fueron producidos en la escritura cuando cambiaba el nivel de la señal eléctrica que actuaba sobre la bobina, se puede reconstruir esta señal. Así es factible determinar (leer) los unos y ceros que dieron lugar a los cambios de nivel, según la codificación (MFM o RLL) empleada.

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Esta operación es "no destructiva": pueden obtenerse copias de los datos guardados sin que éstos se alteren.

Las cabezas (dos por plato) están sobre una misma vertical, constituyendo el "cabezal", y son portadas por brazos de una "armadura" que las desplaza juntas entre platos cuando pasan de una posición (pista) a otra.

Cuando se almacena un archivo, los datos son grabados magnéticamente en sectores de las pistas, en el campo para 512 bytes reservado en cada sector durante el "formateo", como se describirá. La cabeza que graba estos campos podrá luego volver a recorrerles, para leer las señales magnéticas que grabó en ellos, que representan la información almacenada. Para comprender cómo se generan dichas pistas en un disco o disquete, podemos imaginar o realizar el siguiente experimento. Sobre el plato de un tocadiscos colocamos una cartulina de su mismo tamaño y lo hacemos girar. Luego tomamos un lápiz mecánico y apoyamos suavemente la punta de su mina sobre la cartulina, manteniendo inmóvil la mano. Entonces, sobre la cartulina se generará tina circunferencia visible. Si después, mientras gira el plato, sobre un punto de dicha circunferencia colocamos fija la punta del lápiz, pero sin la mina, por debajo del lápiz pasarán los puntos de la circunferencia antes generada. Esto equivale a un sensado ("lectura') de dicha circunferencia.

Igualmente, mientras una cabeza escribe, permanece inmóvil en un punto (lo mismo si lee), generándose una pista circular en la cara del disco que gira debajo' de ella, a la par que deja señales magnéticas detestables en porciones de la misma que grabó. El radio de la pista es igual a la distancia de la cabeza al centro del disco. También, cuando se graba una cinta de audio, la cabeza está fija, y describe una pista rectilínea, dado que en este caso el medio magnético se mueve de igual modo. Así como en una cinta de audio pueden grabarse dos o cuatro pistas paralelas, en un disco es factible generar muchas pistas concéntricas separadas (de a una por vez).

LOCALIZACION DE UN SECTOR

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Durante una operación de E/S, el controlador de la unidad de disco o de la disquetera debe recibir tres números: el del cilindro que contiene la pista donde está ese sector, el de la cabeza (head) que accede a esa pista, y el número del sector dentro de la pista. Dichos números en inglés conforman un CHS.

En cada unidad existe una cabeza de lectura/escritura para cada cara de un disco. El controlador ordenará activar para escritura/lectura sólo la cabeza de la cara indicada, y dará la orden de posicionarla sobre el cilindro (pista) seleccionado, siendo que todas las cabezas avanzan al unísono.

Al comienzo de cada sector de un disco están escritos dichos tres números de CHS, formando un número compuesto, que es su "dirección", necesario para localizarlo, direccionarlo, como quiera decirse. Por este motivo se dice que un disco o disquete son dispositivos de memoria auxiliar direccionables.

ASPECTOS PARTICULARES DE LOS DISCOS DUROS

Los discos magnéticos rígidos o duros difieren de los disquetes por su gran capacidad de almacena miento, por la mayor rapidez con que se accede a los datos, y por la mayor velocidad con que se los transfiere desde o hacia la memoria. Ello es fruto de su mayor densidad superficial (más bits por pista y más pistas por centímetro radial), de su mayor velocidad de rotación, de un sistema más veloz de posicionamiento del cabezal, y de una controladora más inteligente.

Por ser de material duro, un rígido no presenta las deformaciones de un disquete y permite una mayor precisión en el acceso a cada pista. Al respecto, un servomecanismo permite ubicar y seguir cada pista, lo cual permite una mayor contabilidad, dada la proximidad entre las pistas contiguas.

El término "duro" ("hard disk" = HD) se refiere a que está constituido por platos rígidos de aluminio, o de vidrio con implante cerámico en el presente. Existen discos rígidos fijos como los que están en una caja hermética en el interior del gabinete de una PC, y también los hay removibles, los cuales son transportables. Las unidades de disco,

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según el tipo que sean, pueden contener uno o más discos (figura 2.6). Típicamente en una PC de escritorio son uno o dos platos, de un diámetro de 3 ½ pulgadas.

Por fabricarse los platos bajo normas estrictas, y variar muy poco de tamaño con la temperatura, el material magnético que los recubre permite 3000 tpi o más, a la par que 50.000 o más bytes por pista (o sea 100 ó más sectores por pista). También ha influido en esto la aplicación de magnetización perpendicular a la superficie de la capa magnetizable (figura 2.23), en lugar de la polarización de superficie (figura 2.5). Resulta así una elevada capacidad de almacenaje (500 MB - 1 GB o más) en uno o dos platos pequeños, y unidades compactas. Además, por la gran velocidad de giro, y por tener el cabezal movimiento rápido en discos de pequeño radio, se tiene comparativamente cortos tiempos de acceso. Más sectores por cilindro posibilitan que un archivo entre en un solo cilindro, para que el cabezal en lo posible no deba cambiar a otro cilindro, resultando más rápida la escritura y posteriores lecturas; a la par que reduce la fragmentación de archivos en varios cilindros, con la pérdida de tiempo que ello ocasiona.

Las cabezas "magneto-resistivas" (MR) basadas en una resistencia variable con el campo magnético del disco, no usan bobina, y permiten mayor densidad de grabación.

La estructura en cilindros, pistas y sectores, así como la escritura o lectura de las mismas es similar a la de los disquetes, y de hecho se han tratado al describir los disquetes. Pero en los discos duros cada cabeza se sitúa a unas pocas millonésimas de milímetro (menos que el grosor de un cabello) por sobre la pista que recorre, sin rozarla. Así se evita el desgaste de la superficie del disco debido a la fricción de la cabeza. Cada cabeza flota como un navío catamarán en un colchón de aire producido por la gran velocidad de giro de los platos. Se reservan pistas de un cierto cilindro para estacionar las cabezas cuando el motor se detiene. Actualmente existen discos con cabezas de semicontacto, o de proximidad, que están en contacto con la superficie de la cara durante cortos tiempos, para sensar mejor variaciones de campos magnéticos.

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En los discos, el "tiempo medio entre fallas (MTBF)" es una estimación estadística de cuánto en promedio durará antes de que falle. Por ejemplo, si MTBF = 87.600 horas implica que podría llegar a funcionar 10 años sin parar, libre de fallas que impidan su funcionamiento, aunque la garantía de devolución por este tipo de fallas, es típicamente de un año; siendo además que un disco se puede volver obsoleto en 2 ó 3 años.

El hecho de que un rígido esté contenido en una caja cerrada y sobrepresurizada, evita en gran medida que queden partículas abrasivas de suciedad entre una cabeza y una cara, que reducen su vida útil. Otra diferencia con las disqueteras, es que los platos de un rígido deben girar sin parar mientras el disco está en uso, aunque no se lean o escriban archivos. Puesto que las cabezas no tocan las caras, no hay problemas de desgaste, y tampoco se pierde tiempo hasta que los platos alcancen la velocidad de rotación requerida. En un disco con varios platos, la forma de numerar los cilindros y caras es similar a la descripta antes para un disquete. Igualmente como en éste, las cabezas de escritura/lectura se mueven al unísono, y sólo se puede escribir o leer una pista de una cara por vez, seleccionando la cabeza correspondiente a esa cara.' También existen diferencias entre rígidos y disquetes en relación con ciertos campos de las pistas y sectores, aunque en esencia la organización de cilindros, pistas y sectores se conserva.

En el presente, los siguientes parámetros sirven para comparar y decidir el tipo de disco a usar:

Capacidad de almacenamiento Fabricante Tipo de unidad (IDE, SCSI) Tiempo promedio de posicionamiento de una pista a otra al azar Velocidad de transferencia Revoluciones por minuto (la latencia a 7200 r.p.m. dura la mitad

que a 3600 r.p.m.) Tamaño y performance del caché para disco incorporado a la

unidad Costo por MB almacenado

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CÓMO LOCALIZA EL CABEZAL MÁS RÁPIDAMENTE UN CILINDRO

Hoy día las unidades de disco rígido de más de 80 MB, no usan como las disqueteras un motor paso a paso para ubicar el cabezal en cada pista de un cilindro. El cabezal no avanza en línea recta, sino que gira alrededor de un eje, como el brazo de los tocadiscos con púa. La armadura se mueve de forma parecida al de la bobina de un parlante ("voice coil" identifica este sistema de posicionamiento). Sobre la armadura se tiene una bobina, la cual está sometida a un fuerte campo magnético creado por un imán permanente que está fijo fuera de la armadura. Cuando el sistema de control envía una determinada corriente por la bobina, ésta también genera un pequeño campo magnético, que al accionar con el campo existente, creado por el imán permanente, hace mover bobina, y por ende la armadura hasta la pista (cilindro) seleccionada. Si la cabeza no se encuentra justo sobre dicha pista, tiene lugar un ajuste fino automático de su posición, merced a la existencia de información extra de servocontrol escrita (servowriter) antes de cada sector o en una cara de un plato dedicada a esa información, donde no se almacenan archivos. Si estas señales al ser sensadas no tienen la amplitud suficiente, la controladora varía la corriente de la bobina hasta que el cabezal esté justo sobre la pista. Esto permite la localización exacta de cada pista, con independencia de cualquier variación de las dimensiones de los platos por la temperatura. Resulta así que las cabezas hacen un "seguimiento" de las pistas, de donde deviene su denominación "track following System". A tal efecto el sistema realiza en forma automática periódicas autocalibraciones (cada 5 ó 25 minutos) con los discos girando, actualizando datos sobre variaciones en la memoria de la controladora IDE o SCSI. Cuando la unidad de disco se apaga, el cabezal se estaciona automáticamente (automatic head parking) fuera de las pistas con datos, merced a que un resorte lleva la armadura a una posición fija, que el campo del imán permanente ayuda a mantener. Al encender el equipo, la fuerza que se origina al circular corriente por la bobina de la armadura (para posicionar el cabezal) estira dicho resorte y mueve la misma.

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FUNCIONES DE UNA UNIDAD DE DISCO INTELIGENTE ATA-IDE O FAST ATA

Unidades de discos rígidos anteriores, adecuadas al estándar ST506, requerían una interfaz - controladora cuya circuitería estaba en una plaqueta insertable en un zócalo ("slot"), con funciones análogas a las descriptas al tratar la interfaz - controladora de disquetera (figuras 2.22 a y b). Los discos con unos 30 MB de capacidad podían compartir una plaqueta con las unidades de disquetes; pero capacidades mayores requerían una plaqueta dedicada, que ocupaba un zócalo más. Por las razones que se expondrán, fue necesario que la interfaz - controladora esté localizada junto a la unidad de disco rígido, integrada con la electrónica de este periférico, de donde provienen las siglas IDE de "integrated drive electronics". Las siglas ATA - AT Attachment son sinónimas de IDE. Dadas las actuales capacidades de los discos rígidos, y las velocidades de acceso y de transferencia de una unidad de disco rígido (drive), se requiere que la electrónica ligada a ella sea "inteligente", conteniendo un microcontrolador, con un programa en su ROM, y una RAM veloz para buffer del periférico.

El microcontrolador maneja los sistemas con servowriter citados anteriormente, corrige sobre la marcha errores de lectura de un sector, maneja un caché de disco, simula hacia el exterior un disco compatible con el sistema operativo y BIOS existentes, y realiza rápidamente otras tareas complejas. También incluye la mayoría de las funciones de la interfaz controladora descriptas anteriormente para la unidad de disquetes. La proximidad física entre la interfaz y las cabezas evita retardos e interferencias (ruidos eléctricos) en la lectura o escritura, que se produciría si se quiere transmitir a gran velocidad información entre la electrónica de la unidad de disco y una interfaz más alejada, como la existente para una unidad ST506. Una unidad IDE es una buena solución de compromiso entre velocidad y costo para sistemas monotarea corrientes. No requiere de una plaqueta interfaz especial en la "mother" como la SCSI. Acorde con lo anterior, la electrónica de una unidad "inteligente" de disco IDE incorpora funciones tratadas en la interfaz - controladora de disquetera, en particular en lo concerniente a la existencia de registros direccionables ("ports") para enviarle un block de comandos y para recabar el estado de la unidad' mediante la ejecución de

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subrutinas del BIOS. El microcontrolador de la unidad de disco detecta y lleva a cabo estos comandos (del tipo posicionar las cabezas en un cilindro, leer o escribir un sector, etc.) mediante la ejecución de instrucciones contenidas en su ROM. Como se anticipó, debido a las limitaciones en la velocidad de los buses, a fin de lograr una mayor velocidad de transferencia de datos entre memoria principal y el port de datos o viceversa, ésta no se hace por ADM, sino por AIM, a través del registro AX, opción conocida como Programmed Input/Output (PIO). Para tal fin, se deben ejecutar instrucciones de subrutinas del BIOS.

En relación con el port de datos, en la electrónica de la unidad existe un "sector buffer", o sea un buffer con capacidad para un sector del disco, para dar tiempo a la corrección de datos leídos, que realiza el microcontrolador, usando el área ECC del sector (figura 2.24). Sólo si los datos son correctos, se realiza la transferencia hacia memoria, para lo cual la circuitería que cumple funciones de interfaz controladora activa una línea IRQ, para que una subrutina mediante AIM sucesivos de 2 bytes (hoy pueden ser 4 bytes)- pase los 512 bytes de datos. Según se planteó, luego de acceder al disco para leer un sector solicitado, y sin que se mueva el cabezal, se van leyendo los siguientes sectores de la pista o cilindro (pues es probable que luego se solicita su lectura), los cuales pasan al cache de disco, constituido por una memoria DRAM manejada por el microcontrolador. Si se ordena escribir un sector, por sucesivos AIM llegan desde memoria al "sector buffer" 512 bytes para ser escritos, a través del port de datos citado. En caso que se envíen datos para ser escritos en sectores sucesivos, los mismos pueden guardarse transitoriamente en el caché citado.

Una unidad IDE realiza funciones de interfaz, siendo conectada a las líneas de datos, direcciones e IRQ del bus, mediante un cable plano terminado en un conector con agujeros para 40 terminales, para conectarse a igual número de "agujas" ("pines") vinculadas a chips de adaptación al bus ("host adapter"). Dichas "agujas" pueden estar en la plaqueta "multifunción" que también contiene la controladora de disquetera, citada al tratar ésta, o en la "mother", según sea el modelo de esta última.

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El bus ISA, puede enviar como máximo menos de 8 Mbytes/seg. en grupos de 2 bytes, lo cual no es apto para las unidades IDE actuales, pues limita la velocidad de transferencia. Hoy día pueden transferirse grupos de 4 bytes.

Esta velocidad puede aumentarse si se conecta un drive IDE preparado para un bus como el PCI, a la "mother" directamente, o usando la plaqueta "multifunción" para dicho bus. La electrónica IDE se presenta ante la ROM BIOS como una unidad ST-506 normalizada, y permite operar más de un disco rígido.

A la electrónica IDE le llegan comandos, que ordenan leer o escribir un sector, del cual se indican sus números de CHS. Merced a la ejecución de subrutinas del BIOS estos comandos que estaban en memoria principal, pasan al registro AX de la UCP, y de éste a los registros "ports de comandos" de la interfaz IDE, a través del bus de datos que llega a ésta. La electrónica IDE, después de recibir estos comandos realiza las siguiente acciones:

Traduce dichos comandos en señales para que el cabezal se posicione en el cilindro elegido; y que luego la pista correspondiente a la cabeza seleccionada sea leída por ésta hasta encontrar el sector buscado.

La cabeza lee el número identificatorio de cada sector que encuentra en la pista que va leyendo, el cual es transmitido a la electrónica IDE, para determinar si es o no el comienzo del sector buscado, a fin de escribir o leer según sea la orden- los datos en la zona correspondiente del sector buscado.

Si es una orden de lectura, todos los bits del sector son leídos en serie por la cabeza. A medida que son leídos se realiza la verificación ECC (semejante a la CRC) y pasan al sector buffer de la electrónica, para ser corregidos de ser necesario.

En caso de que dicha lectura sea correcta, la sección interfaz de la electrónica activa su línea IRQ del bus, para que la UCP interrumpa el programa en ejecución, y ejecute una subrutina del BIOS para hacer AIM, de modo de ir sacando del sector buffer los datos.

La ejecución de esta subrutina permite que por sucesivos AIM, los datos del sector buffer se transfieran (de a 2 bytes) a la zona buffer de memoria principal a través del bus, direccionando el port de datos.

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De manera inversa, luego de una orden de escritura, los bytes a escribir en el sector van llegando (de a dos) por el bus (desde la memoria) al port de datos, y de éste al sector buffer, luego de lo cual se activa la línea IRQ. Luego los bits pasan en serie hacia la cabeza, para que los escriba en el sector.

A medida que escribe o lee los bits de un sector, realiza el cálculo del ECC, cuyo valor graba a continuación de la zona de datos en una escritura.

Realiza en una lectura o escritura, el manejo y control de errores, codificando en un registro port el tipo de error ocurrido.

En definitiva, subrutinas del BIOS al enviar comandos a los ports de la interfaz (IDE, SCSI u otra) dan origen a lecturas y escrituras en el disco, siendo que los tiempos de las señales involucradas están determinados por los circuitos de la interfaz Estos tiempos son más cortos en los últimos modelos.

El tiempo denominado "I/O read and write cycle time", es determinante de la velocidad de transferencia, siendo el mínimo lapso que puede mediar entre dos escrituras o lecturas sucesivas del registro port de datos de la interfaz ATA (IDE) de una unidad de disco rígido; registro que tiene un tamaño de 16 bits = 2 bytes.

Por ejemplo, de los 5 modos PIO (Programmed Input Output), para hacer AIM, en el PIO modo 0 que es el más lento, dicho tiempo de ciclo es de 600 nanoseg. Conocido este tiempo, puede deducirse que la máxima velocidad de transferencia para este modo es de 3,3 MB/seg., como se indica a continuación.

Suponiendo que teóricamente en forma ininterrumpida se leen o escriben 2 bytes del port de datos cada 600 nseg = 0,0000006 seg., en un segundo podrían hacerse 1/0,0000006 transferencias de 2 bytes por AIM. 0 sea, que podrían transferirse 2/0,0000006 bytes/seg.

3.333.333,33 bytes/seg. 3,3 MB/seg., dado que 1 MB = 1.048.576 bytes. Lo anterior equivale a decir que en un segundo se transferirían: 3,3 x 2048 sectores = 6758 sectores, siendo que 2048 sectores de 512 bytes = 0,5 KB conforman 1 MB. En el presente existen unidades IDE estándar ATA-2, con PIO modo 4, tiempo de ciclo de 120 nseg, lo

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cual implica una velocidad de transferencia máxima teórica de 16,5 MB/seg. (5 veces mayor que el modo 0). Cabe mencionar que esta velocidad de transferencia máxima para PIO es la misma que para ADM modo 3, dado que depende del tiempo de ciclo con que opera la unidad IDE. Si en lectura o escritura deben mediar 120 nseg entre dos direccionamientos al port de datos de 16 bits, este tiempo de ciclo debe respetarse, ya sea que los direccionamientos se hagan para efectuar transferencias por AIM (PIO) o ADM (DMA). Que la transferencia entre memoria y dicho port (o viceversa) convenga hacerla por AIM o ADM, dependerá del sistema operativo en uso, y si se trabaja o no en "multitasking". Las unidades con electrónica que sigue el estándar E-IDE ó Fast ATA (1 ó 2) permiten además comandos para escritura o lectura múltiple, los que dan lugar al "Block Mode".

Enviando a los ports correspondientes uno de estos comandos y la cantidad de sectores a transferir (de 2 a 128) se evita que la electrónica active la línea de interrupción IRQ, con cada sector que debe ser pasado del sector buffer a memoria o en sentido inverso. Con esto se evitan las pérdidas de tiempo involucradas en cada interrupción (guardar registros de la UCP en la pila, llamar y ejecutar una subrutina, y volver a restaurar dichos registros en la UCP). Así, hasta 128 sectores pueden ser transferidos con un solo comando, con lo cual es factible ganar un máximo de 30% de tiempo.

Es factible conectar más de una unidad IDE a un bus de una PC (sean dos discos rígidos, un rígido y una lectora de CD, etc.), debiendo actuar el más rápido de ellos como "master", y el otro como "slave". Esto se define conectando los "jumpers" (puentes de contacto) como indica el manual de instalación. Direccionando y escribiendo el valor (1 ó 0) de un bit del registro drive/head, se selecciona si un comando es para el "master" o el "slave". Los adaptadores E IDE (Enhanced IDE, o sea IDE mejorado), permiten conectar cuatro unidades de disco (fijas o removibles), amen de tener mayor velocidad de transferencia.

NÚMEROS "LÓGICOS" DE CILINDRO, CABEZA, SECTOR Y EL LBA

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No hace mucho, el disco más grande que podía manejar una PC con interfaz IDE era de 500 MB. Correspondía a un disco de 1024 cilindros, 16 cabezas (heads) y 63 sectores de 512B = 0,5 KB, con lo cual la capacidad era exactamente de 1024 x 16 x 63 x 0,5 = 504 MB = 528 millones de bytes.

Este límite se debe en principio, a que por un lado, cuando la subrutina del BIOS debe enviar al drive IDE los números de cilindro, cabeza (head) y sector, abreviados en inglés CHS, para los mismos tiene establecidos 10, 8 y 6 bits, respectivamente, número de bits que también están reservados en la Tabla de Particiones. Por lo tanto, para el BIOS y la Tabla de Particiones, los números máximos que se pueden formar son:

210 = 1024 cilindros; 28 = 256 cabezas; 26 = 64 sectores, que son 63, pues el sector 0 no se usa. A su vez, un drive IDE o EIDE para CHS está limitado a 16, 4 y 6 bits respectivamente. Resulta así, que los números máximos que puede manejar son:

216 = 65536 cilindros; 24= 16 cabezas; 26 = 64 sectores, que van hasta el número 63

Compatibilizando ambas limitaciones, resultan 1024 cilindros, 16 cabezas y 63 sectores, que hacen el límite de los 504 MB calculados; aunque El BIOS por separado permitiría 1024 x 256 x 63 x 0,5 = 8 GB, mientras que por su parte, una interfaz IDE permitiría una capacidad de hasta 65536 x 16 x 63 x 0,5 = 128 GB.

En 1994 las normas IDE de 1984 pasaron a ser las E-IDE. A fin de maximizar la compatibilización entre BIOS e IDE para poder operar con discos de mayor capacidad que 504 MB, se crearon algunos artificios matemáticos que pueden ser llevados a cabo por la UCP ejecutando subrutinas de un BIOS actualizado, o por el microprocesador de la unidad IDE ejecutando subrutinas de su firmware.

Para plantear esto, se denomina CHS lógico (cuyas siglas son L-CHS) a los números de CHS que se envían a una unidad de disco IDE (o SCSI), al ejecutarse una subrutina del BIOS. Este L-CHL al ser recibido por la unidad IDE debe ser convertido por ésta en un CHS

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físico (F-CHS o P-CHS en inglés), que son los números de CHS a partir de los cuales la unidad IDE accede al sector seleccionado.

En discos con capacidad menor o igual que 504 MB, coincidirán los números de L-CHS y de F-CHS. Esto es los números de CHS que surgen del BIOS son los mismos que usa la unidad IDE para ubicar un sector.

Una forma de compatibilizar discos de más de 504 MB es la siguiente. Sea un disco de 1 GB que físicamente presenta 2 platos (4 cabezas), y cuyas pistas tienen un número distinto de sectores, que aumenta desde el centro hacia el borde, superando los 63, como se trató más atrás. Este disco para la unidad IDE se caracterizaría físicamente como equivalente a un disco de 4096 cilindros, 4 cabezas, y 63 sectores de 0,5 KB por pista, dado que 8192 x 4 x 63 x 0,5 = 1 GB. La geometría del disco real resulta así invisible al exterior. Si se divide 8192 por N=8 resulta 1024, y si se multiplica 4 por N=8 resulta 32. De este modo, un disco que tuviera 1024 cilindros, 16 cabezas y 63 sectores por pista también tendría 1024 x 32 x 63 x 0,5 = 1 GB, pero los valores 1024 y 32 son compatibles para subrutinas del BIOS, según se describió.

La unidad IDE se encarga de trasladar cada número de sector, cabeza y sector del disco lógico que suponen las subrutinas del BIOS, en otro número de sector, cabeza y sector para el disco físico de 8192 x 4 x 63 x 0,5 También es factible que dicha traslación sea llevada a cabo por dichas subrutinas del BIOS actualizado. Esto se conoce como ECHS (Extended CHS translation) o "large". Existen varias formas de realizar esto.

No debe confundirse los números lógicos de cilindro, pista y sector que simula el drive de un disco para un sistema operativo (y para la ROM BIOS)- con el formateo lógico, destinado a reservar sectores que serán usados por dicho sistema, ni con la estructura lógica con que el DOS "ve" a un disco (antes tratada).

El LBA es otro mecanismo para operar discos con más de 504 MB. Las unidades de disco SCSI y las IDE permiten que se identifique los sectores mediante números consecutivos, comenzando desde 0 (donde está la tabla de particiones), siendo que físicamente se tiene

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números de cilindro, cabeza y sector. Esto es, esas subrutinas en lugar de enviar números de cilindro, cabeza y sector para acceder a un sector, pueden enviar un número que lo identifica denominado LBA (Logic Block Address o sea dirección lógica del bloque). Una unidad IDE o EIDE con la opción de operar con CHS o LBA, requiere asignar LBA 0 al cilindro 0, cabeza 0, sector 1. En un disco de 504 MB el LBA del último sector sería 1.065. 456. La técnica LBA permite

acceder a unos 228 sectores (de 0,5 KB), o sea 137 GB en un IDE. El uso de LBA puede implementarse en un BIOS actualizado o en una unidad IDE, y no siempre significa una mejor performance de un disco. Muchos sistemas operativos pueden operar directamente con LBA, pero el DOS y otros sistemas deben usar la geometría CHS.

MÉTODOS DE GRABACIÓN MFM Y RLL

Una cabeza (bobina) mientras graba magnetiza en la pista grupos de pequeñas partículas microscópicas de óxido de hierro (no una sola), dando lugar a pequeños imanes que originan campos magnéticos en la superficie del disco, cuya polarización (S-N o N-S) depende del sentido de la corriente de la bobina. apareciendo pistas grabadas dibujadas rectilíneas, siendo que en las mismas se enfrentan dos polos iguales cuando cambia de nivel la señal eléctrica que se aplica a la cabeza, lo cual hace cambiar el sentido de la corriente que circula.

Cuando la misma cabeza debe leer, sensa dichos campos, detectando campos magnéticos existentes debidos a imanes enfrentados (norte contra norte, sur contra sur). Vale decir, no detecta si existe o no campo magnético, sino inversiones en el flujo (campo) magnético, cuando se enfrentan dos polos iguales. En una lectura, al pasar la cabeza por cada una de estas inversiones, se genera en la bobina una corriente eléctrica que da lugar a una señal constituida por un breve pulso eléctrico (figura 2.26 c, f, i). Los pulsos así generados, al ser decodificados por la electrónica correspondiente, permiten reconstruir la señal que excitó la bobina de la cabeza durante la escritura de la pista, y así decodificar los ceros y unos en el sector leído. El número máximo de inversiones sucesivas de flujo magnético por centímetro o pulgada cuadrada debe permitir escrituras o lecturas

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seguras. Está limitado por las características del material magnético, por el ancho del entrehierro, y la sensibilidad de la cabeza. Para un número máximo dado de tales inversiones, de lo que se trata, en principio, es codificar la mayor cantidad de unos y ceros por centímetro de pista, habiéndose desarrollado para tal fin varios métodos, que implicaron sucesivas mejoras en la densidad de almacenamiento. En todos ellos como se planteó- en una escritura, cada cambio de nivel de la señal eléctrica que se aplica a una cabeza, produce una inversión en el flujo magnético de la superficie de la pista que está siendo escrita. Por lo tanto, se busca codificar la mayor cantidad de unos y ceros con el menor número de cambios de nivel en dicha señal. Los tres métodos de codificación que se discutirán tienen en común:

Los unos y ceros a grabar están separados igual intervalo de tiempo entre sí; y

Cada bit de valor uno a escribir le corresponde siempre en la pista una inversión del campo magnético; mientras que en correspondencia con cada cero a escribir, no existe ninguna inversión de campo. Pero esta convención sin más no permite en la lectura detectar cuántos ceros sucesivos han sido grabados.

Una codificación emplea inversiones de flujo extras para separar bits, y otra las usa sólo para separar ceros. Estas inversiones usadas para demarcar bits que en correspondencia requieren cambios de nivel en las señales eléctricas que se aplican a una cabeza- se denominan "clocks", en el sentido que sirven para autosincronismo, a fin de poder determinar tiempos de duración de bits. En la grabación de disquetes se usa principalmente el método de codificación conocido como MFM (Modulación de Frecuencia Modificada). En los rígidos la técnica anterior se ha reemplazado por otra conocida como RLL ("Run Lenght Limited", traducible como "longitud limitada de ceros corridos" o sea sucesivos), que permite hasta un 50% más de densidad de grabación. Ambas codificaciones son mejoras sucesivas del denominado método de grabación FM ("Frecuencia Modulada"). En la grabación FM (figuras 2.26 a, b, c) se emplea siempre una inversión de flujo antes de cada bit a escribir, sea uno o cero; y además se debe emplear otra inversión por cada bit de valor uno a escribir, inversión que se da a mitad de camino entre la inversión que indica su comienzo y la del comienzo del bit siguiente. 0 sea, que

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para escribir un uno se requiere dos cambios de nivel en la señal que recibe la cabeza: un cambio para indicar que empieza un bit, y otro para señalar que se trata de un uno. A diferencia, la escritura de un cero implica sólo un cambio de nivel, para indicar el comienzo de dicho bit, siendo que la ausencia de otro cambio inmediatamente después identifica que se trata de un cero. La denominación FM se debe a que en la codificación de unos sucesivos, resulta una frecuencia de pulsos mayor que la existente para ceros sucesivos, o sea que existen dos frecuencias distintas para unos y ceros. Dado que en la codificación FM, para grabar un uno se necesita dos inversiones de campo magnético en la pista, fue reemplazada por la MFM, que permite codificar un wio con una sola inversión de campo, siendo que sólo usa inversión para indicación de comienzo de bit, cuando un cero está precedido por otro cero. Esta convención permite codificar, como se ejemplifica, la misma secuencia de unos y ceros como la ejemplificada (11111010000) con la mitad de inversiones de flujo que con FM. Por lo tanto en MFM se puede duplicar el número de bits por pulgada de pista, para una cantidad máxima de inversiones posibles por pulgada (que depende del material magnético usado). Para los discos rígidos de gran capacidad fue necesario aumentar la densidad de grabación, para lo cual se creó la codificación RLL 2,7 que permite con un menor número de inversiones de flujo codificar una mayor cantidad de bits (hasta 50% más que con MFM). A tal fin, una sucesión de bits a escribir se descompone, a partir del primero, en sucesivos grupos de bits cuya codificación en RLL 2,7.

Esta recodificación el número de unos a grabar, y por ende, inversiones de flujo, siendo que en MFM también se necesitan inversiones cuando hay ceros consecutivos (en RLL sólo se usan para los unos). En nuestro ejemplo, los datos a escribir 11111010000 se descomponen en los grupos 11 11 10 10 000 codificados como 100010000100010000010O. En RLL sólo se produce una inversión de flujo si hay un uno, sin emplear inversiones de comienzo de bit para los ceros en ninguna circunstancia.

La lectura de una pista exige una electrónica sofisticada, como la IDE o SCSI, para determinar correctamente, en función del tiempo transcurrido, cuántos ceros existen entre la detección de dos "unos".

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La codificación RLL requiere el doble de los bits originales a escribir, el número de inversiones de flujo es menor que en MFM, resultando en comparación una ganancia en la densidad de bits almacenados, que estadísticamente puede llegar al 50%.

Las siglas 2,7 de la codificación RLL 2,7 resultan de la tabla anterior. Después de un uno puede haber dos ceros como mínimo, y tres ceros como máximo. Antes de un uno como máximo pueden darse cuatro ceros. Por consiguiente, entre dos unos, como mínimo pueden haber dos ceros, y como máximo siete ceros. Ocho o más ceros seguidos, se descomponen en grupos de tres ceros, cada uno codificable como 000100. Existen también las codificaciones RLL 1,7 y RLL 3,9 también conocidas como ARLL (Advanced RLL), que permiten hasta un 90% de ganancia de densidad en relación con MFM.

DISQUETES

Están compuestos por una lamina de poliéster (plástico flexible) de forma circular, recubierta por una película de material magnetizable. La lamina de poliéster impregnada en la película magnética, esta cubierta con una funda flexible, normalmente cloruro de vinilo, en cuyo interior se encuentra un forro especial que sirve para proteger el disco del polvo y en cierta medida del calor y la humedad. Hay una especie de ranuras él la conformación del disquete: *Una ventana central en donde la unidad atrapa al disquete

*Un agujero de lectura-escritura, normalmente ovalado donde la cabeza lectora se instala.

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*Cerca de la abertura central se encuentra el orificio índice que permite detectar a la unidad de disco el inicio del índice del disquete. *Dos muescas de descarga junto a la abertura de lectura-escritura para asegurar que la funda no se deforme. *Una ranura de protección de escritura, depende si se tapa la ranura no se puede escribir y si no se puede reescribir. Grabación de datos: En los disquetes los datos se graban en series de círculos concéntricos a los que denominamos "pistas", por lo tanto la superficie de un disco queda subdivididas en pistas. Las pistas a su vez se dividen en sectores. El numero de sectores que exista en un disquete dependen del tipo de disco y su formateo, todos los disquetes tienen dos caras, en las que se puede leer y escribir. Como en ambas existen pistas al conjunto de pistas se lo denomina "cilindro". Cuando mezclamos todos estos conceptos, cara, pistas, tamaño del sector, obtenemos lo que se denomina "capacidad de almacenamiento" que es la multiplicación de todos estos términos: Capac. Almac.= Nro. pistas x Nro. de sectores x Nro. de caras x Nro. de bytes/sector Disquetes 3 ½: Tiene prácticamente el mismo mecanismo que el de 5 ¼ , pero es diferentes en tamaño (físico y en Kbytes) la funda es de plástico rígido con una pestaña corrediza en un borde que al entrar a la unidad de disco esta se corre automáticamente. Almacenamiento en disquetes: El método de grabación magnética es el mismo que emplean todas las variedades de cinta magnética: casetes de música, de vídeo, etc. La base de esta clase de grabación es la propiedad de magnetización que tienen algunos materiales, tales como el hierro. La superficie de los discos que contienen una superficie delgada de material magnético, se trata como si fuera una matriz de posiciones de puntos, cada uno de los cuales es un bit que se activa al equivalente magnético de 0 y 1 (magnetizado o desmagnetizado, respectivamente). Como las posiciones de estos puntos no están predeterminadas, necesitan unas marcas que ayuden a la unidad de grabación a encontrar y comprobar dichas posiciones.

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Otro concepto importante en los discos magnéticos es el procedimiento de acceso a su información que debe ser lo suficientemente rápido, si escuchamos un casete de música podríamos decir que el acceso es lineal por que no podemos llegar rápidamente al final de la cinta en los discos flexibles es totalmente diferente ya que existen dos movimientos que facilitan el acceso rápido, el primero de ellos es el de rotación en el que se emplea muy poco tiempo, con una velocidad aproximada de 300 r.p.m. en un disquete. El otro es el desplazamiento tangencial para ir a la posición deseada, por esto se denomina de "almacenamiento aleatorio" por que se puede ir a cualquier parte del disco sin tener que recorrer todo el trayecto.

FUNCIONAMIENTO DE UNA UNIDAD DE DISQUETES "FLOPPY DISK DRIVE"

Anteriormente se hizo mención al posicionamiento de las cabezas sobre el cilindro al cual se quiere acceder, cuando el disquete está girando, y a las corrientes eléctricas que circulan en la cabeza que está escribiendo o leyendo.

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Estas acciones básicas de la "unidad de disquete" o "disquetera" ("drive" A 0 B) sirven a su objetivo de escribir o leer una pequeña superficie (sector) del disquete inserto en este periférico Para tales acciones la disquetera presenta en esencia:

Mecanismos de sujeción y eyección del sobre protector (con el botón frontal), y para desplazar la ventana de protección.

Motor para girar el disco. Otro motor "paso a paso"', para hacer avanzar de pista en pista

(de un cilindro al siguiente), a la armadura que porta las dos cabezas (ampliada más en detalle y abierta a la derecha de la figura 2.21). Las cabezas así se mueven en movimiento radial rectilíneo hacia delante o atrás- hasta el cilindro seleccionado.

Sensores para detectar presencia de disquete, y si está protegido contra escritura en su cubierta.

Bus de conexión a su interfaz, conocida como "controladora". Circuitos que constituyen la electrónica de este periférico, para

accionar los elementos anteriores, conforme a las señales eléctricas que recibe de la controladora (interfaz) de las disqueteras (A y B), a través de conductores del bus de conexionado citado.

Las señales que llegan a la disquetera desde la interfaz ordenan, entre otras acciones:

Poner en marcha el motor de giro de la unidad seleccionada (sea la A ó B).

Posicionar (mediante el motor paso a paso) la armadura en un determinado cilindro del disquete.

Seleccionar cuál de las dos cabezas se activará. A su vez por cables de dicho bus de conexión, la electrónica puede enviar hacia la interfaz señales, como:

Aviso de inicio de pista (cuando el agujero correspondiente del disquete coincide con el del sobre).

Aviso de escritura protegida. Aviso que datos leídos son enviados a la interfaz.

Como resultado de estas señales, si todo está en orden, puede tener lugar la transferencia serie de bits leídos en un sector de un disquete

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hacia la interfaz (o en sentido contrario en una escritura de un sector) a través de uno de los cables del bus de conexionado citado.

DISQUETE "FLOPTICAL"

Si bien la denominación "floptical" proveniente de floppy y optical- parecería indicar un disquete flexible removible que es escrito o leído mediante láser, el floptical es un disquete flexible magnético, que se graba y lee de la forma vista. O sea con una cabeza que para escribir cada pista genera campos magnéticos N-S y S-N según el sentido de la corriente que circula por una bobina; y que en una lectura detecta inversiones del campo sobre la superficie de una pista Dichas inversiones producen corrientes en la bobina, generándose tensiones eléctricas que permiten recuperar los unos y ceros almacenados.

La particularidad de un floptical es que usa láser y óptica auxiliar para posicionar el cabezal sobre cada pista. Este, como se dijo, escribe o lee información por medios magnéticos, de la forma descripta.

Esta sofisticación es necesaria a los fines de poder operar con una densidad radial de 1245 t.p.i (pistas por pulgada) contra 135 t.p.i de los disquetes comunes de 1,44 MB, para que un floptical pueda guardar 21 MB Asimismo, un floptical se lee y escribe unas tres veces más rápido que un disquete común (floppy). Ello se debe a que es posible acceder a un cilindro (pista) del mismo en 65 mseg, contra 150 mseg del segundo (tiempos promedio), y que su velocidad de rotación es 720 r.p.m. (el doble que la de un floppy).

Por otra parte, una unidad para floptical también puede leer o escribir disquetes comunes, dado que cada cabeza presenta dos entrehierros: uno muy estrecho para disquetes floptical, y otro más ancho para floppys.

Para que el servo óptico posicione el cabezal en la pista seleccionada, al lado de cada pista magnética que almacena información (la cual puede ser formateada y reformateada), existe otra "servo pista" no borrable (grabada o estampada de fábrica) sobre la cual incide luz láser puntual. Parte de esta luz se refleja en dicha servo pista, y la información de control que ella contiene es enviada al

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Ciclo: VI

servo sistema, para que posicione constantemente la cabeza en la pista magnética seleccionada. Existen servos más elaborados, con seguimiento óptico por holografías en la superficie del floptical.

MEDIOS ÓPTICOS

Los discos ópticos presentan una capa interna protegida, donde se guardan los bits mediante distintas tecnologías, siendo que en todas ellas dichos bits se leen merced a un rayo láser incidente. Este, al ser reflejado, permite detectar variaciones microscópicas de propiedades óptico-reflectivas ocurridas como consecuencia de la grabación realizada en la escritura. Un sistema óptico con lentes encamina el haz luminoso, y lo enfoca como un punto en la capa del disco que almacena los datos. Las tecnologías de grabación (escritura) a desarrollar son:

por moldeado durante la fabricación, mediante un molde de níquel (CD-ROM y DVD ROM),

por la acción de un haz láser (CD-R y CD-RW, también llamado CD-E),

por la acción de un haz láser en conjunción con un campo magnético (discos magneto-ópticos - MO).

Los discos ópticos tienen las siguientes características, confrontadas con los discos magnéticos: Los discos ópticos, además de ser medios removibles con capacidad para almacenar masivamente datos en pequeños espacios por lo menos diez veces más que un disco rígido de igual tamaño- son portables y seguros en la conservación de los datos (que también permanecen si se corta la energía eléctrica). El hecho de ser portables deviene del hecho de que son removibles de la unidad. Asimismo, tienen bajo costo por byte almacenado. Los CD-ROM se copian (producen) masivamente. La mayor capacidad de los discos ópticos frente a los magnéticos se debe al carácter puntual del haz láser incidente, y a la precisión del enfoque óptico del láser. Ello permite que en una pista los bits estén más juntos (mayor densidad lineal), y que las pistas estén más próximas (más t.p.i). Los CD son más seguros en la conservación de los datos, dado que la capa que los almacena es inmune a los campos magnéticos caseros, y está protegida de la corrosión ambiental, manoseo, etc.,

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Ciclo: VI

por constituir un "sándwich" entre dos capas transparentes de policarbonato. Por otra parte, la cabeza móvil que porta la fuente láser y la óptica asociada- por estar separada a 1 mm. de la superficie del disco, nunca puede tocarla. Por ello no produce en ella desgaste por rozamiento, ni existe riesgo de "aterrizaje", como en el disco rígido con cabezas flotantes. Tampoco el haz láser que incide sobre la información puede afectarla, dada su baja potencia.

CD ROM

Abreviatura de Compact Disk Read Only Memory, como soporte de datos, se utiliza aquí un disco compacto normal, el cual contiene datos en lugar de música. Un CDROM solo puede almacenar mas de 600 MB de datos, los que pueden ser leídos por una unidad especial de CD, como si estuvieran en un disco duro, a pesar de que una reescritura o modificación de los datos en un CD no es posible, esta variante del almacenamiento masivo de datos se esta extendiendo, debido a la introducción de los estándar de multimedia.

UNIDAD CD-GRABABLE

Una unidad de cd-grabable (CD-R) permite almacenar la información en un disco. Este tipo de unidad es útil para respaldar un disco duro o distribuir información. Puede grabar información en cada disco solo una vez. Un disco CD-Grabable puede almacenar hasta 650 MB de datos. Una Unidad de CD-Regrabable (CD-RW) a menudo es similar a una CD-Grabable, pero le permite cambiar los datos que registra en un disco. Un disco Cd Regrabable almacena la misma cantidad de datos que un disco CD-Grabable.

Velocidad

La velocidad de una unidad de CD-ROM determina qué tan rápido gira un disco. Con altas velocidades la información se puede transferir

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Ciclo: VI

de un disco a la computadora más rápidamente, lo que da como resultado un mejor desempeño.

La velocidad a la cual la información se transfiere de un disco a la computadora, es llamada ritmo de transferencia de datos, y es medida en Kilobytes por segundo (KBps).

La velocidad de la unidad de CD-ROM es muy importante, cuando se visualiza videos e información que se encuentran en juegos y

enciclopedias. Las velocidades bajas darán como resultado un sonido de fondo entrecortado.

La mayoría de las nuevas unidades de CD-ROM tienen una velocidad de al menos 50X. Una unidad de DVD-ROM es un dispositivo que lee la información almacenada en discos DVD-ROM o CD-ROM.

DVD-ROM quiere decir disco versátil digital- de memoria de solo lectura, lo que significa que no puede cambiar la información almacenada. El disco es similar en tamaño y forma a un CD pero puede almacenar más información. Un solo disco DVD puede almacenar al menos 4.7 GB, lo que equivale a más de siete discos CD-ROM.

Pueden tener un solo lado o doble lado. Cada uno puede almacenar una o dos capas de datos. Hoy en día es muy usado en reemplazo de los videos casette usados para almacenar películas.

UNIDADES ZIP

Las unidades ZIP (Zip Dlrive"), por las capacidades de sus disquetes, por su confiabilidad, y por su velocidad de transferencia están a mitad de camino entre las unidades de disquete y las de disco duro, aunque más próximas a esta última. Así, su velocidad de giro es del orden de 3000 r.p.m, lo cual redunda en una mayor velocidad de transferencia.

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Ciclo: VI

El gabinete del ZIP drive es externo al gabinete de la computadora (figura 2.29). La conexión del ZIP drive generalmente se hace en el port paralelo que usa la impresora, debiéndose desconectar ésta de dicho port, y volverla a conectar al gabinete del ZIP drive en un conector preparado. Los disquetes para ZIP drive son flexibles, y pueden almacenar en sus dos caras magnetizables 100/200 MB, empleándose comúnmente para back-up del disco rígido. Las cabezas de escritura/lectura están en contacto con las superficies de ambas caras, siendo más pequeñas en tamaño que las usadas en una disquetera, lo cual permite grabar y sensar con densidades de grabación mayores.

SECCION 5

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Ciclo: VI

INSTALACION DE DISPOSITIVOS IDE

La mayoría de los discos duros en los computadoras personales son de tecnología IDE (Integrated Drive Electronics), que viene en las tarjetas controladoras y en todas las tarjetas madres (motherboard) de los equipos nuevos. Estas últimas reconocen automáticamente (autodetect) los discos duros que se le coloquen, hasta un tamaño de 2.1 gigabytes.

La tecnología IDE de los discos duros actuales ha sido mejorada y se le conoce como Enhaced IDE (EIDE), permitiendo mayor transferencia de datos en menor tiempo. Algunos fabricantes la denominan Fast ATA-2. Estos discos duros son más rápidos y su capacidad de almacenamiento supera un gigabyte. Un megabyte (MB) corresponde aproximadamente a un millón de caracteres y un gigabyte (GB) tiene alrededor de mil megabytes. Los nuevos equipos traen como norma discos duros de 1.2 gigabytes.

Las motherboards anteriores con procesadores 386, y las primeras de los 486, reconocen solo dos discos duros, con capacidad hasta de

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Ciclo: VI

528 megabytes cada uno y no tienen detección automática de los discos. Para que estas motherboards reconozcan discos duros de mayor capacidad, debe usarse un programa (disk manager) que las engaña, haciéndoles creer que son de 528 megabytes.

Si su computador es nuevo, la motherboard le permite colocar hasta cuatro unidades de disco duro. El primer disco duro se conoce como primario master, el segundo como primario esclavo, el tercero como secundario master y el cuarto como secundario esclavo. El primario master será siempre el de arranque del computador (C :\>).

La diferencia entre master y esclavo se hace mediante un pequeño puente metálico (jumper) que se coloca en unos conectores de dos patitas que tiene cada disco duro. En la cara superior del disco aparece una tabla con el dibujo de cómo hacer el puente de master, esclavo o master con esclavo presente.

CONFIGURACION MAESTRO-ESCLAVO

INSTALACION DEL CD-ROM

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Ciclo: VI

PRACTICA DE ENSAMBLAJE

ENSAMBLAJE: ELEMENTOS Y RECOMENDACIONES

SECCION 6

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Ciclo: VI

La configuración de Hardware y el software (Sistema Operativo y aplicativos) a instalar en la PC depende del uso que tendrá la misma, es decir, una PC a funcionar como Servidor es diferente a la que será una estación de trabajo o una propiamente personal con multimedia, así como una PC para diseño gráfico, debe ser diferente al que se usara con un software de oficina como el Microsoft Office, tomando en consideración las variables costo y perfomance, elementos claves en una gestión empresarial. Cualquiera sea la Configuración de la PC (compatible) para su ensamblaje en general, se debe seguir los siguientes pasos:

1. Comprobar que se dispone de todos los componentes, el software y la documentación necesaria para ensamblar la PC, de acuerdo al uso que tendrá la computadora.

2. Abrir y preparar el CASE, conectar la fuente de poder al Switch. 3. Equipar la Mainboard con los módulos de memoria y el

procesador, teniendo especial cuidado de colocar el cooler correcto según el procesador.

4. Probar la Mainboard ya equipada, con la tarjeta de vídeo fuera del CASE.

5. Instalar la Mainboard en el Case o en la placa base metálica de ser el caso.

6. Instalar la tarjeta de vídeo o colocar el conector de vídeo, si la tarjeta esta integrada.

7. Conectar la fuente de poder a la Mainboard, y verificar la no existencia de cortocircuito.

8. Probar la Mainboard ya equipada, con la tarjeta de vídeo dentro del CASE.

9. Establecer y configurar las unidades de almacenamiento de interfaces IDE como MAESTRO/ESCLAVO fuera del case.

10. Instalar y fijar las unidades de almacenamiento (Disco, Disquetera, Lector CD, etc) en sus bahías correspondientes.

11. Conectar las unidades de almacenamiento con sus conectores a través de los cables Flats correspondientes

12. Conectar los puertos I/O, si no están integrados en la Mainboard (AT).

13. Realizar la conexión de cables de los indicadores y botones del panel frontal del Case, así como el cableado de todos los

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Ciclo: VI

controladores integrados a la Mainboard, de acuerdo a lo establecido en el manual de la Mainboard.

14. Proceder a configurar (jumpear) la Mainboard de acuerdo a los componentes y tipos de ellos utilizando los jumpers siguiendo estrictamente el manual técnico de la tarjeta madre.

15. Conectar las tarjetas controladoras o interfaces en sus Slots correspondientes.

16. Conectar la fuente de Poder a cada uno de los periféricos instalados y verificar la no existencia de cortocircuito.

17. Encender la PC e ingresar al CMOS SETUP de la PC. 18. Configurar el SETUP de acuerdo a los periféricos instalados,

establecer el orden de los dispositivos de arranque, el factor de multiplicación del procesador, los parámetros de los dispositivos IDE.

19. Arrancar la PC desde un diskette de booteo o pre-instalador. 20. Particionar el disco duro (Comando FDISK) 21. Formatear el disco duro (Comando FORMAT) 22. Establecer compatibilidad con lector de CD-ROM o instalar el

controlador del lector ya sea manualmente o usando su diskette de instalación.

23. Instalar el Sistema Operativo. 24. Instalar el Software de aplicación necesario

ENSAMBLAJE PRACTICA EQUIPO

COMPUTADORA PENTIUM

PROCEDIMIENTO

PROBAR EL FUNCIONAMIENTO DE LA COMPUTADORA

DESMONTAR LA COMPUTADORA

MICROPROCESADOR

DEFINICION: EL un microprocesador es un circuito integrado (IC) o chip de muy alta integración que funciona como la Unidad Central de Proceso (CPU - Central Process Unit) en una computadora o como un Controlador Lógico Programable PLC en circuitos electrónicos de

SECCION 7

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

control. Se dice que el procesador, es el Cerebro Electrónico de la computadora, por realizar las siguientes tareas:

Operaciones aritméticas.

Direccionamiento de memoria.

Gestión de instrucciones de un programa.

Control de transporte de los datos a través de los BUSES. El procesador se instala en la tarjeta madre de la computadora y constituye el chip mas caro del mismo, sus características técnicas definen la capacidad direccionable de memoria, con la que se consigue manejar mayor cantidad de periféricos y convertirse así en un sistema más potente.

ARQUITECTURA BÁSICA DEL MICROPROCESADOR. El microprocesador esta compuesto por los siguientes elementos:

Unidad aritmética Lógica (ALU). Es la encargada de ejecutar las operaciones aritméticas y lógicas en la computadora.

Unidad de Control (CU). Es la encargada de manejar y controlar los datos e instrucciones que se procesan en la computadora, en función de los impulsos de reloj. Tiene las siguientes partes: Registros de Propósito General, encargados de almacenar los datos temporalmente. Registros de Instrucción, son los encargados de almacenar temporalmente las ordenes o instrucciones del computador. Normalmente se les denominan Registros Cola de Instrucción. Registros Especiales, ayudan al diseñador en hardware y software, para minimizar programas y circuiteria. Registro Contador de programa, proporciona la dirección de la instrucción en memoria a ejecutarla. Registros de Señalización (FLAG), es el encargado de indicar el estado en se encuentra la CPU, cuando realiza operaciones aritméticas y lógicas.

Los Buffer de Direcciones, sirven para el acoplamiento con el Bus de Direcciones, las direcciones proporcionan la posición de instrucciones o datos en memoria.

Buffer de Datos, Sirven para el acoplamiento con el Bus de Datos. Por el bus de datos circula la información.

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Ciclo: VI

Diagrama en bloque del microprocesador básico

CARACTERÍSTICAS DEL MICROPROCESADOR. Bus de Datos:

Conjunto de alambres utilizados para enviar o recibir datos: Pueden ser de: 8,16, 32, 64 bits.

Bus de Direcciones (Capacidad de Memoria): Determina la capacidad máxima de memoria accesible por el microprocesador viene marcada por las posibilidades de direccionamiento y son de 20, 24, 32 y 36Bit

Memoria Cache: Es el cache del sistema definido como L1 (Nivel 1)

Voltaje de Operación: Es la cantidad de voltios a la cual funciona el procesador y para garantizar el nivel de voltaje necesario, algunos sistemas usan un Modulo regulador de voltaje VRM

Velocidad de Ejecución de las Instrucciones.

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Ciclo: VI

La velocidad del proceso de ejecución de una o más instrucciones depende del CICLO DE MAQUINA. de la CPU. Pero el tiempo que se emplea la CPU para ejecutar una instrucción, se denomina CICLO DE INSTRUCCION, en el cual su valor varía por el tipo de instrucción que se desarrolla.

Registros Especiales y de Propósito General Es una característica que define el uso adecuado de un determinado número de registros que contiene la CPU. Por ejemplo algunos microprocesadores contienen un registro ACUMULADOR, mientras que otros utilizan dos registros ACUMULADORES, los cuales aumentan su potencia y velocidad de operación.

Capacidad de Interrupción. Las interrupciones realizadas en el computador permite establecer las comunicaciones necesarias, tanto con el usuario como con otras unidades del computador, sin que ello afecte la correcta ejecución del programa en curso.

TIPOS DE MICROPROCESADORES. MICROPROCESADOR 8088.

Este chip CPU fue diseñado para ser instalado en la PC-XT. Es un microprocesador de 16 bits de datos, pero utiliza BUSES externos de 8 bits para la transferencia de datos. Para su diseño

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Ciclo: VI

se utilizo la lógica convencional simple a la que se le denomino CONJUNTO DE INSTRUCCIONES DE REDUCIDO CABLEADO (RISC). La velocidad del microprocesador es de 4.7MHz. utilizando también un circuito adicional denominado TURBO XT, que permitía incrementar la velocidad de proceso hasta de 12MHz.

La CPU IC 8088 contiene un BUS de direcciones que manejan 20 bits. de los cuales 16 son asignados para el direccionamiento de la memoria y los cuatro restantes para el direccionamiento en la ejecución de operaciones, el cual en total incrementa el direccionamiento del chip en 1 MByte . El microprocesador 8088, para procesar información, utiliza dos procesadores denominados BIU (Unidad Interfaces de Bus) y EU (Unidad de Ejecución), con los cuales realiza las operaciones de direccionamiento de El chip CPU 8088 trabaja solamente en el MODO REAL, que consiste en gestionar solamente 1024 KBytes de memoria, para el cual solo necesita 640 KBytes de memoria convencional en la plataforma DOS.

Diagrama en bloques del microprocesador 8088.

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Ciclo: VI

MICROPROCESADOR 80286. Este chip procesador inicia la nueva generación de microprocesadores para las PC AT, fue desarrollado por INTEL, tal como su antecesor el 8088, presenta las siguientes características: - Utiliza 16 bits de datos para los BUSES interno y externo y 24 bits para el direccionamiento de memoria, el cual puede llegar hasta 16 MBytes. -Las velocidades del microprocesador son: 6 y 8 MHz. Para el circuito turbo se incremento en : 12, 16 y 20 MHz, con los cuales sé consiguió el proceso de millones de instrucciones por segundo. - Esta CPU presenta dos modos de operación, los cuales son: *Modo Real, es compatibles con el chip 8088. *Modo Protegido, En este modo el microprocesador realiza operaciones de MULTITAREAS; pudiendo direccionar y gestionar más memoria con valores que sobrepasan los 16MBytes. Con este modo de trabajo la PC puede trabajar en la plataforma WINDOWS.

MICROPROCESADOR 80386. Es una CPU de 32 bits de BUS de datos y de BUS de direcciones con el cual le permite direccionar hasta 4GByte. Este microprocesador que también fue diseñado e implementado por INTEL, presenta cuatro modos de operación. Los dos primeros modos lo hace compatible con las CPU 8088 y 80286, pero los otros dos modos son de su propia generación, los cuales son:

- Modo Protegido 386, que consiste en utilizar los 4GBytes de memoria y utilizar un código nativo de 32 bits. - Modo Virtual-86, bajo este modo se puede emular para que concurran múltiples microprocesadores 8086/8088, cada uno con su propia forma de direccionamiento de memoria de 640Kbytes, para realizar MULTITAREAS en la plataforma DOS y WINDOWS. INTEL genera dos tipos de microprocesadores 80386, los cuales son:

Chip 80386SX, es un CPU de 16 bits, no utiliza memoria caché, y esta bloqueado el uso del COPROCESADOR, pero es más rápido que el 80286, porque su velocidad es de 33MHZ. Para que levante el sistema utiliza 2Mbytes como mínimo de memoria SIMM – DRAM de 30 pines.

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Ciclo: VI

Chip 80386DX, es la verdadera CPU de 32 bits, pero su BUS externo de expansión es de 16 bits, desarrolla una velocidad de 40MHz, utilizando además una memoria caché de 128KBytes y un COPROCESADOR externo 80387. Para que levante el sistema utiliza 4Mbytes como mínimo de memoria SIMM – DRAM de 30 pines

En la Práctica también se han diseñado chips 80386SL, son idénticos a lo 80386SX pero son instalados en las computadoras portátiles de bajo consumo de energía mediante el uso del modo SLEEP.

MICROPROCESADOR 80486. Su diseño utiliza la técnica RISC (Procesamiento de un Conjunto Reducido de Instrucciones Complejas), que consiste en reducir el número de ciclos de máquina que necesita cada instrucción.

El diseño de esta CPU permité la generación de un nuevo circuito integrado procesador denominado CHIP INTEGRADO. Dentro de su cápsula contiene: la CPU, el Coprocesador, el Controlador de memoria caché, la memoria caché de 8KBytes.

Las ultimas generaciones de los microprocesadores 80486, utilizaron la técnica CISC (Complex Instruccion Set Computer), que consiste en el procesamiento complejo de la información, utilizando la técnica RISC para elevar su velocidad.

Los chips 486 utilizan dos métodos de Repotenciación de CPU, los cuales son:

Los OVERDRIVE, son chips 80486 del tipo 80486DX2 en zócalos de chips 80486SX.

Los UPGRADE, son los cambios que soportan los zócalos para chips 80486, en la cual se colocan chips del tipo PENTIUM 75MHz.

Para el manejo de velocidades y aplicaciones continuas los chip 80486 se clasifican en:

80486SX (32 bits de bus interno y 16 bits de bus externo) de 25 y 33 MHz, para levantar el sistema necesita de 2MB de memoria DRAM - SIMM.

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

80486DX (32 bits de bus interno y 32 bits de bus externo) de 50 MHz, Todas las DX necesitan de 4MB de memoria DRAM - SIMM.

80486DX2 (32 bits de bus interno y 32 bits de bus externo) de 66 MHz.

80486DX4 (32 bits de bus interno y 32 bits de bus externo) de 100 MHz.

MICROPROCESADOR PENTIUM.

Es actualmente el microprocesador más rápido del medio, que fue diseñado e implementado por INTEL. Es un microprocesador capaz de realizar una operación de 112 millones de instrucciones por segundo. Trabaja con datos de 64 bits.

La PENTIUM, es el primer integrado en utilizar el proceso de fabricación BI-CMOS de INTEL, con los cuales se combinan la velocidad de conmutación de los transistores bipolares y la super integración que permiten los transistores CMOS, obteniéndose en total una integración de 3,1 millones de transistores comprimidos en el chip.

En la actualidad hay en el mercado CPU PENTIUM del siguiente tipo:

PENTIUM STANDARD, cuyas velocidades están entre 75 y 133MHz.

PENTIUM UPGRADE, cuyas velocidades son de 133, 166 y 200MHz.

PENTIUM MMX, cuyas velocidades son de 166 y 230MHz.

PENTIUM PRO, cuyas velocidades son de 200 y 230MHz.

PENTIUM II

La PENTIUM II es un sistema que gira en el conjunto de chips 440LX de Intel y de una tarjeta para gráficos que utiliza un Puerto Acelerador de Gráficos (AGP). La PENTIUM es un chip muy grande que cuenta aproximadamente de 5.5 millones de transistores en su núcleo principal. Contiene en forma integrada

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

dos veloces memorias caché de primer nivel con dos y cuatro canales respectivamente, ambos son 16KB, en los cuales el primero es para las instrucciones y el segundo para los datos. Utiliza además un caché secundario de 256KB dentro del mismo módulo MCM (Multi Chip Module). Su microarquitectura brinda prestaciones en tres direcciones, con una supercircuiteria (pipeline) de catorce(14) niveles versus los cinco(5) de la PENTIUM. Tiene cinco unidades paralelas de ejecución los cuales son:

Dos enteras.

Una de carga.

Una de almacenamiento.

Una del co-procesador.

Esta CPU su alimentación de 2.9V y consume aproximadamente 20 watt en su más alto rendimiento. El chip contiene en total 378 pines que Intel le denomina PGA (Pin-Grid-Array).

PENTIUM III Sus diferencias con el Pentium II son minimas, siendo una de estas el agregado de 70 nuevas instrucciones conocidas como S.S.E. Streaming SIMD Extensions orientadas hacia tareas multimedia, especialmente en 3D.

Otra novedad importantees el uso de estas instrucciones con las MMX y las operaciones FPU sin reducir la perfomance, detalle que en los procesadores de intel anteriores es practicamnete imposible debido al retardo que suponepasar deun modo a otro.

Otro diferencia, es la incorporación de un numero de serie ID que permite identificar a cada PC. Este ID permite realizar transacciones mas seguras a través de Internet y facilita la administración por RED pudiendo esta función ser deshabilitadas.

Otras Características: - Optimizado para aplicaciones de 32 bits. - Velocidad de 450MHz a 1GHz. - 32KB de cache L1,utilizando 16KB para datos y 16KB para instrucciones.

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Ciclo: VI

- El cache L2 es de 512KB a la mitad de la frecuencia del procesador y 256KB a la frecuencia del procesador. - Velocidad de Comunicación con el Bus: 100 y 133 MHz. - Integra 9.5 millones de transistores. - Están fabricados con tecnologías de 0.25 y 0.18 micras

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Ciclo: VI

MODOS DE OPERACIÓN Y

AVANCES TECNOLOGICOS

MODOS DE OPERACIÓN MODO REAL

El modo real en un chip 386, al igual que en un chip 286, es un modo

compatible con el 8086. En el modo real, el 386 es en esencia un 'turbo PC' más rápido con 640 Kb de memoria convencional, tal como los sistemas basados en el chip 8086. El DOS y otro software escrito para ejecutarse bajo DOS, requieren de este modo para operar.

MODO PROTEGIDO

El modo protegido del 386 es totalmente compatible con el modo protegido del 286. A menudo al modo protegido de ambos chips se le denomina modo nativo de operación, debido a que estos chips están diseñados para sistemas operativos avanzados corno OS/2 y Windows NT, los cuales sólo operan en modo protegido. Intel amplió la capacidad de direccionamiento de memoria del modo protegido del 386 con una nueva MMU que proporciona una paginación avanzada de memoria y conmutación de programas. Estas características son ampliaciones de la MMU de tipo 286. d e modo que el 386 sigue siendo por completo compatible con el 286 a nivel del código de sistema.

MODO REAL VIRTUAL

El modo real virtual del chip 386 es nuevo. En el modo real virtual, el procesador puede operar con protección de memoria de hardware mientras simula el modo real de operación del 8086. Por lo tanto. varias copias de DOS Y otros sistemas operativos pueden ejecutarse de manera simultánea en este procesador, cada una en una área protegida de memoria. Si hay una colisión en los programas de un segmento, el resto del sistema está protegido. La partición afectada puede reiniciarse mediante comandos de software.

ARQUITECTURA DEL PROCESADOR (EJECUCION DE INSTRUCCIONES) CISC

COMPLEX INSTRUCTION SET COMPUTER

RISC

REDUCED INSTRUCTION SET COMPUTER

SECCION 8

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

MICROPROCESADOR: CARACTERISTICAS FISICAS E INSTALACION A continuación se describe las principales características de los procesadores desde el 8088 hasta el Pentium IV: PROCESADOR REGISTR

OS

INTERNOS

BUS

DATOS

BUS DIRECCIONES

(MEMORIA MAXIMA) VELOCIDAD

VOLTAJE

8088 16 bits 8 bits 20 bits (1MB) 4.77-10MHz 5v

8086 16 bits 8 bits 20 bits (1MB) 8MHz 5v

80286 16 bits 16 bits 24 bits (16MB) 12-20MHz 5v

80386SX 32 bits 16 bits 24 bits (16MB) 16-33MHz 5v

80386SL 32 bits 16 bits 24 bits (16MB) 16-33MHz 3.3v

80386DX 32 bits 32 bits 32 bits (4GB) 16-33MHz 5v

80486SX 32 bits 32 bits 32 bits (4GB) 33-40MHz 5v

80486SX2 32 bits 32 bits 32 bits (4GB) 33-40MHz 5v

80486DX 32 bits 32 bits 32 bits (4GB) 33-50MHz 5v

80486SL 32 bits 32 bits 32 bits (4GB) 33-40MHz 3.3v

80486DX2 32 bits 32 bits 32 bits (4GB) 50-66MHz 5v

80486DX4 32 bits 32 bits 32 bits (4GB) 80-100MHz 3.3v

PENTIUM 1G 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 60-66MHz 5v

PENTIUM 2G 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 75-200MHz 3.3v

PENTIUM MMX 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 166-233MHz 2.8v

PENTIUM PRO 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 150-200MHz 2.9-3.3v

PENTIUM II (66) 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 233-366MHz 2.8v

CELERON 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 300-766MHz 2v

PENTIUM II (100) 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 300-450MHz 2v

PENTIUM III (100) 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 500-800MHz 2v

PENTIUM III (133) 64 bits 64 bits 32 bits (4GB) 600-1000MHz 2v

PENTIUM IV 128bits 128 bits 36 bits (64GB) 1.3 – 2.0 GHz 12v

FPU: Unidad depunto flotante

WT: Cache de escritura libre (cache de solo lectura) NUMERO

DE SOCKET

NUMERO DE

PINES

PROCESADORES

1 169 486 SX/SX2, DX/DX2

2 238 486 SX/SX2, DX/DX2, PENTIUM OVERDRIVE

3 237 486 SX/SX2, DX/DX2, DX4, PENTIUM OVERDRIVE

4 273 PENTIUM 60/66, OVERDRIVE

5 320 PENTIUM 90/100, OVERDRIVE

6 235 486 DX4, PENTIUM OVERDRIVE

7 320-321 PENTIUM,PENTIUM MMX

8 387 PENTIUM PRO

SLOT 1 238 PENTIUM II, III, CELERON

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

PPGA 370 CELERON

FCPGA 370 PENTIUM III

OLGA 423 PENTIUM IV 1.3 – 2.0GHz

FCPGA2 478 PENTIUM IV 1.4 – 2.0 GHz o mayor

WB: Cache con recuperacion de escritura (cache de lectura y escritura)

TABLA DE SOCKET PARA PROCESADORES INTEL PGA: Pin Grid Array (Arreglo reticular de pines) SPGA: Staggered Pin Grid Array (Arreglo reticular de pines escalonado) LGA: Land Grid Array PQFP: Plastic Quad Flat Pack (Paquete Cuadrado Plastico Plano) SQFP: Small Quad Flat Pack (Paquete Cuadrado Plano Reducido) PPGA: Plastic Pin Grid Array

LIF: Low Insertion Force (Baja fuerza de insercion) ZIF: Zero Insertion Force ( Cero fuerza de insercion)

VRM: Voltaje Regulator Module (Modulo Regulador de Voltaje).

AVANCES TECNOLOGICOS PENTIUM IV

Su desarrollo esta basado en la nueva micro arquitectura Intel de 32 bits NetBurst, que incluyen: Tecnología Hyper-Pipelined.- Un canal mas profundo que permite poner en fila de espera y ejecutar las instrucciones dentro del procesador a una velocidad mucho mayor, posibilitando así que el procesador Intel Pentium IV alcance las velocidades de reloj mas altas para PCs

Extensiones SIMD 2 optimizadas.- SSE2 amplían la tecnología MMX y SSE incorporando 144 nuevas instrucciones que mejoran el

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Ciclo: VI

desempeño para acelerar las aplicaciones de Vídeo, encriptacion y respalda las aplicaciones informáticas de internet mas exigentes Bus de Sistema de 400MHz.- Gran ancho de banda que acelera la transferencia de información del procesador al resto del sistema, mejorando significativamente la velocidad real de transporte y el desempeño del sistema. Otras características: - Provee alta perfomance para aplicaciones de 32 bits. - Velocidad de 1.3, 1.4, 1.5 y 1.7GHz. - Chipset Compatible Intel 850

- Cache L2 de 256KB a la frecuencia del procesador. - Velocidad de Comunicación con el Bus: 400, 600 y 800 MHz. - Integra 9.5 millones de transistores. - Están fabricados con tecnologías de 0.13micras

El Pentium IV, maximiza las tecnologias de WEB y PC emergentes, permitiendo experimentar en los siguientes campos: -Edición de Multimedia Digital. -Juegos y entretenimientos interacticos en 3D. -Television Digital Interactiva

-Acceso a Internet a alta velocidad con mayor potencia y desempeño para broadband, voz y vídeo, acompañado con traduccion de idiomas. -Ingenieria de Software y desasrrollo de software e-Bussiness

-Procesos de e-Bussiness automatizados

SECCION 9

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Ciclo: VI

PRACTICA PROCESADORES

EQUIPOS Y MATERIALES COMPUTADORA PENTIUM SLOT1 COMPUTADORA PENTIUM FCPGA

MANUAL DE MAINBOARD

PROCEDIMIENTO LEER MANUAL DE LA MAINBOARD

RECONOCER MAINBOAR SLOT1

RECONOCER MAINBOAR FCPGA

INSTALAR PROCESADOR SLOT1

INSTALAR PROCESADOR FCPGA

CONFIGURAR PROCESADOR SLOT1

CONFIGURAR PROCESADOR FCPGA

CALCULAR EL FACTOR DE MULTIPLICACION

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Ciclo: VI

PERIFERICO USUALES: MONITOR, TECLADO, MOUSE

La Computadora Personal contiene las siguientes partes (ver

fig)

Case de la CPU.

Monitor.

Teclado

Mouse.

Configuración Básica de la Computadora Personal.

EL TECLADO Un teclado es un periférico de entrada, que convierte la acción mecánica de pulsar una tecla, en una serie de pulsos eléctricos codificados que permiten identificarla. Las teclas que lo constituyen sirven para entrar caracteres alfanuméricos y comandos a una computadora.

SUBCONJUNTOS DE TECLAS:

SECCION 10

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Ciclo: VI

Teclado Alfanumérico.- Son las teclas dispuestas como en una maquina de escribir. Teclado Numérico.- Son las teclas dispuestas como en una calculadora y están ubicadas a la derecha del anterior. Teclado De Funciones.- Son las teclas nominadas F1, F2 hasta F12 y cuya función depende del programa en ejecución. Teclado De Cursor.- Son las teclas que nos permiten ir con el cursor de un lugar a otro en un texto. El cursor se mueve según el sentido de las flechas de las teclas, ir al comienzo de un párrafo ("HOME"), avanzar/retroceder una pagina ("PAGE UP/PAGE DOWN"), eliminar caracteres ("DELETE"), etc.

FUNCIONAMIENTO DEL TECLADO: Cada tecla tiene su contacto, que se encuentra debajo de, ella al oprimirla se "CIERRA" y al soltarla se "ABRE", de esta manera constituye una llave "SI-NO". Para esto debajo del teclado existe una matriz con pistas conductoras que puede pensarse en forma rectangular, siendo en realidad de formato irregular. Si no hay teclas oprimidas, no se toca ningún conductor horizontal con otro vertical. Las teclas están sobre los puntos de intersección de las líneas conductoras horizontales y verticales.

Cuando se pulsa una tecla. Se establece un contacto eléctrico entre la línea conductora vertical y horizontal que pasan por debajo de la misma.

En un teclado de PC se verán los caminos conductores horizontales construidos, soportados y aislados en una hoja de plástico, y los verticales en otra hoja similar que esta sobre la primera. En el lado interno de cada de hoja, en cada camino existe una serie de círculos conductores formando parte del mismo, que no están aislados.

Entre dichas dos hojas con caminos conductores y cuerpo de la tecla se interpone una tercer capa de material elástico, que provee un con truncado elástico para cada tecla, el cual haría de resorte. Debajo de cada tecla, se enfrentan, un circulo de un camino horizontal con otro de un camino vertical. Al pulsar una tecla se vence el conito que esta debajo de ella. A través de este eje de la tecla

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Ciclo: VI

presiona uno sobre otros círculos conductores, poniéndolos en contacto. Al soltar la tecla los círculos quedan separados y aislados.

Formando parte de la caja del teclado, aparece una pastilla de circuito integrado (MINICONTROLADOR) con funciones de codificador-codificador-buffer, el cual constituye la electrónica del periférico teclado. La función de este integrado es explorar y sensar el teclado, para detectar si una tecla fue expulsada o soltada, en ambos casos un código que la identifica, y lo enviara a un port que se encuentra en la interfaz circuital denominada CONTROLADORA DEL TECLADO, ubicado en un chip de la MOTHERBOARD. El circuito integrado presenta un buffer RAM para almacenar hasta 10 códigos identificatorios de teclas apretadas y/o soltadas.

TIPOS DE TECLADOS DE PC

Para los modelos AT existen dos tipos de teclados estándares: MF-1: con 84 teclas. MF-2: 101teclas (americano) ó 102 teclas (europeo). Dentro de cada tipo puede haber diferencias en la ubicación de algunas teclas, como la barra inversa, a la izquierda (\), ó "ESC". En el MF-2 las teclas de función presentan dos teclas más (F11 y F12), y todas se encuentran en la parte superior del teclado, por lo cual es más ancho que el MF-1. TECLADO EXTENDIDO APPLE: Un teclado de 105 teclas que funciona con los ordenadores o computadoras MACINTOSH SE, MACINTOSH II y APLE IIGS. Este teclado fue el primero en APPLE que incluyó las teclas de función, cuya ausencia era criticada por los usuarios de PC de IBM. Además incluyó varios cambios en el diseño de las teclas existentes que, combinadas con las teclas añadidas y los diodos luminosos se asemejaron al teclado extendido de IBM.

TECNOLOGIAS DE TECLADO

• Teclados mecánicos. • Teclados electrónicos. Teclados Mecánicos.- Son más antiguos que los electrónicos y, en algunos casos, menos fiables y caros de construir; por ello, en la actualidad se ha pasado a construir casi todos los modelos con tecnología electrónica. Estos teclados presentaron un problema debido a que, por su tecnología de construcción, la parte mecánica de la tecla no efectuaba sólo un contacto al pulsarla, sino que existía un

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Ciclo: VI

efecto rebote sobre la superficie del contacto eléctrico que enviaba varias veces la señal al controlador del teclado.

Teclados Electrónicos.- Solucionaron ese problema creando un retardo en el controlador para eliminar las señales producidas por el rebote. Sin embargo, han creado un curioso problema: el cerebro humano parece que por la costumbre de teclados anteriores, a lo que se denomina efecto Qwerty, «necesita» oír el Click de la tecla al golpear el teclado para poder trabajar más cómodamente y en los últimos modelos de teclados electrónicos se ha tenido que generar este sonido artificialmente.

Casi todos los teclados permiten que sus teclas sean redefinidas por software. Por ejemplo, la tecla Ñ no existe en los teclados no españoles pero, por medio de un programa, puede configurarse el sistema informático para que se imprima en la pantalla del sistema informático esta tecla cuando se pulse en un teclado en español.

Los teclados ergonómicos colocan las manos en forma natural y sostienen las muñecas de manera que se pueda trabajar cómodamente.

CONEXIÓN DEL TECLADO Los teclados cuentan con un cable que puede ser de algunos de los dos tipos básicos de conectores en el extremo del sistema, La mayoría de los teclados del mercado tienen un cable conectado dentro de la cubierta del mismo, en uno de sus extremos y es necesario abrir la cubierta para desconectarlo o probarlo. Los teclados mejorados IBM utilizan un conjunto de cables único que se conecta al teclado, así como a la unidad del sistema. Esto hace que el intercambio o reemplazo de cables sea una cuestión de conexión sencilla, Se utiliza un conector especial denominado SDL (Enlace de Datos Brindados). En un extremo del teclado y el conector DIN adecuado en el extremo de la PC. Puede comprar cualquier teclado o cable por separado con IBM como una refacción. Los teclados mejorados recientes ya incluyen un cable extremo desmontable que se conecta al puerto del teclado con un conector especial muy parecido al conector de un teléfono. El otro extremo del cable es uno de los siguientes dos tipos DIN (AT) y miniDIN (PS/2).

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Ciclo: VI

DIN (AT) miniDIN (PS/2) MOUSE El ratón o Mouse informático es un dispositivo señalador o de entrada, recibiendo esta denominación por su apariencia. El ratón es una pequeña caja con dos o tres botones en la superficie y una bola que asoma por debajo.

FUNCIONAMIENTO DEL MOUSE Cuando se mueve el ratón por una superficie lisa, el cursor se mueve en la misma dirección sobre la pantalla. La forma de realizar los movimientos se efectúa a través de diferentes tecnologías. El ratón es importante para los programas de gráficos y los entornos gráficos de usuarios.

Para indicar la trayectoria que recorrió, a medida que se desplaza, el Mouse debe enviar al computador señales eléctricas binarias que permitan reconstruir su trayectoria, con el fin que la misma sea repetida por una flecha en el monitor. Para ello el Mouse debe realizar dos funciones :

en primer lugar debe generar, por cada fracción de milímetro que se mueve, uno o más pulsos eléctricos (CONVERSION ANALOGICA-DIGITAL).

En segundo lugar contar dichos pulsos y enviar hacia la interfaz "port serie", a la cual esta conectado el valor de la cuenta, junto con la información acerca de sí se pulsa alguna de sus tres teclas ubicada en su parte superior.

Si el Mouse se mueve cada 100 mseg envía (a la interfaz "PUERTO SERIAL" a la cual esta conectada) el número de pulsos que genero, lo cual pone en ejecución un programa, que sigue su desplazamiento en el paño y lo repite en la pantalla, en una flecha o en un cursor visualizable, que oficia de puntero. Esta acción se complementa con el accionamiento de las teclas que presenta el Mouse en su parte superior.

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Ciclo: VI

¿Cómo opera en detalle un sistema con un mouse?

Cuando este se desplaza el movimiento de la bolita que esta en su parte inferior se descompone en dos movimientos según dos ruedas con ejes perpendiculares entre sí (en correspondencia con dos ejes de coordenadas X e Y) que un conversor analógico -digital traduce en pulsos eléctricos. La cantidad de pulsos generados para cada eje representa la distancia recorrida por la bolita respecto de ese eje representa la distancia recorrida por la bolita respecto de ese eje, y en relación con la ultima posición en que el Mouse estuvo quieto. Dichos pulsos se van contando en dos contadores, uno para cada eje, pudiendo ser la cuenta progresiva o regresiva, según el sentido del movimiento del Mouse respecto de dichos ejes. Los circuitos envían por un cable que va hacia un port serie del computador, el valor de la cuenta de los contadores, como dos números de 8 bits con bit be signo (rango de-128 a +127). Según el protocolo de MICROSOFT estos números se envían formando parte de bytes, cada uno de los cuales además se transmite bit de START (inicio) y STOP conforme al protocolo RS 232C para un port serie.

Se envían tres bytes cuando se pulsa o libera una tecla del Mouse, aunque este no se mueva. Cuando el port recibe el primero de los tres bytes, la plaqueta con la interfaz buffer, que contiene el circuito de dicho port solicita a la CPU que interrumpa el programa en ejecución y pase a ejecutar la subrutina (Mouse driver) que maneja la información del Mouse.

TECNOLOGÍAS PRINCIPALES EN FABRICACIÓN DE MOUSE

Mouse Mecánico.- Constan de una bola situada en su parte inferior. La bola, al moverse el Mouse, roza unos contactos en forma de rueda que indican el movimiento del cursor en la pantalla del sistema informático.

Mouse Óptico.- Tienen un pequeño haz de luz láser en lugar de la bola rodante de los mecánicos. Un sensor óptico situado dentro del cuerpo del ratón detecta el movimiento del reflejo al mover el Mouse sobre el espejo e indica la posición del cursor en la pantalla de la computadora.

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Ciclo: VI

Una limitación del Mouse óptico es que han de situarse sobre una superficie que refleje el haz de luz. Por ello, los fabricantes generalmente los entregan con una pequeña plantilla en forma de espejo.

CONEXIÓN DEL MOUSE Mouse Serial.- Utiliza un Puerto Serial ya sea de 9 o 25 pines.

Puertos Seriales: o bien puertos "COM" o "RS232". Suelen ser dos, uno estrecho

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Ciclo: VI

de unos 17mm, con 9 pines agrupados en 2 hileras (habitualmente "COM1"), y otro ancho

de unos 38 mm, con

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Ciclo: VI

25 pines agrupados en 2 hileras (generalmente "COM2"), como el paralelo pero macho, con los pines hacia fuera.

Mouse PS/2.- Utilizan el conector miniDIN de 6 pines y poseen la misma configuración de pines y descripción de señales que el conector del teclado; sin embargo los paquetes de datos son incompatibles; esto significa que puede conectar con facilidad un ratón de la tarjeta madre (tipo PS/2) en un conector miniDIN del teclado, o conectar el teclado de tipo miniDIN en un puerto de ratón de la tarjeta madre del ratón, sin embargo, en estas circunstancias, ninguno de los dos funcionara en forma adecuada.

MONITORES

Es el periférico más utilizado en la actualidad para obtener la salida de las operaciones realizadas por la computadora. Las pantallas de los sistemas informáticos muestran una imagen del resultado de la información procesada por la computadora.

FUNCIONAMIENTO DEL MONITOR La superficie sobre la cual se observan las imágenes, es decir la pantalla propiamente dicha es un tubo, semejante a una botella, la base de la cual observamos. Esta base contiene en su interior una capa de fósforo; material que tiene la propiedad de iluminarse alincidir sobre el un electrón. Si se envía un chorro de electrones barriendo toda la pantalla y variando la intensidad del chorro según la región de incidencia, se logran zonas mas iluminadas que otras, es decir imágenes.

Los electrones incidentes en la base del tubo reciben el nombre de ―Rayos Catódicos‖, razón por la que el tubo se denomina Tubo de Rayos catódicos (TRC). La superficie sobre la que inciden los rayos catódicos no es continua, sino que esta compuesta de muchos elementos muy pequeños alineados en filas y columnas; cada uno de estos elementos es un PIXEL y según la intensidad de incidencia de electrones, un pixel será mas o menos iluminado. La cantidad de pixeles en una pantalla es una medida de la resolución; a mas pixeles, la imagen puede ser formada con mayor precisión.

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Ciclo: VI

El elemento desde el cual salen los electrones hacia la superficie de fósforo se denomina cátodo, la tensión sobre el cátodo se hace mas o menos negativa según se desee mayor o menor incidencia de electrones hacia el fósforo. Los electrones para poder viajar desde el cátodo hasta su destino final, deben viajar con muy alta energía; para esto se carga la pantalla de fósforo con un voltaje muy alto; dependiendo del tipo de monitor, este voltaje puede variar desde alrededor de 8000v hasta mas de 25,000v, el elemento que provee esta tensión es el flyback. Los electrones son enviados en un fino haz, el que se consigue con tres rejillas delante del cátodo, denominada GRILLAS.

CARACTERISTICAS Y ELEMENTOS DEL MONITOR

PIXEL: Es una contracción de la expresión inglesa "picture element" y la podemos traducir libremente por elemento o punto de imagen.

Los píxel de la pantalla del sistema informático forman una matriz de puntos de luz que dibuja la imagen de cada uno de los caracteres que aparecen en la pantalla de la computadora. Cada píxel no es más que un punto de luz, sin forma definida y sin diferenciación entre el color del punto formado en primer plano y el de fondo. Los puntos de luz forman una matriz donde se proyecta la imagen de la información de salida de la computadora, tanto si esta información de salida es de tipo carácter o gráfico.

Para diferenciar entre el color de un píxel determinado y el del fondo sobre el que se encuentra, el método es colorear cada uno de los píxel para que el ojo humano perciba la diferencia por el cambio de colores.

Los colores que pueden aparecer en la pantalla de un sistema informático están determinados por la paleta de colores que puede manejar la tarjeta gráfica conectada a la pantalla de la computadora. Las paletas oscilan entre los cuatro colores básicos de la CGA y los 256.000 colores de la SVGA.

Un punto determinado de la pantalla del sistema informático se localiza mediante el «mapeo» de la pantalla de la computadora.

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Ciclo: VI

MAPEO: Consiste en identificar cada uno de los diferentes píxel que componen la pantalla de la computadora con unas determinadas coordenadas que permiten localizarlos en ella. Posteriormente, estas coordenadas se almacenan en una zona de la memoria principal que se utiliza por el sistema informático para localizar cada uno de los píxel.

Dependiendo de la tarjeta gráfica que se utilice se almacenará mayor o menor cantidad de formación sobre cada uno de los píxel y los atributos (color, luminosidad, etc.) que tenga asociados.

Cuando toda la información necesaria para crear la imagen en la pantalla de la computadora está disponible es enviada por la tarjeta gráfica del subsistema de vídeo; la pantalla de la computadora va recibiendo los datos y los transforma en impulsos eléctricos que disparan el cañón de electrones realizando el barrido de la superficie de la pantalla del sistema informático. Esta operación de barrido se repite entre 50 y 100 veces por segundo.

RESOLUCION: Es el numero de pixeles horizontales por los verticales, con los cuales se forman las imágenes, ejemplo: 1600x1280, 1280x1024, 1024x768, 800x600.

DOT PICH: Es la distancia entre dos pixeles contiguos y es expresada en milimetros, ejemplo: 0.39, 0.31, 0.28, 0.27, 0.25.

TAMAÑO FISICO: Es la longitud de la diagonal expresada en pulgadas, de la misma manera que las pantallas de los televisores normales.

El tamaño de pantalla de computadora más comercializado fue el de 14 pulgadas, el nuevo estándar son los de 15‖, existiendo tamaños de pantalla diferentes para sistemas informáticos especializados, por ejemplo 21 pulgadas para sistemas informáticos de autoedición, etc.

Los sistemas informáticos portátiles suelen tener, en la actualidad, tamaños de pantalla de entre 9 y 14 pulgadas.

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Ciclo: VI

El tamaño lógico de las pantallas de los sistemas informáticos se determina de forma distinta en los dos diferentes modos de trabajo vistos anteriormente en el apartado de las tarjetas gráficas: Modo Texto.- La pantalla del sistema informático sólo puede mostrar los 128 caracteres definidos por el código ASCII, aunque algunas pantallas de computadora pueden mostrar hasta 256 caracteres por el modo extendido del citado código.

El tamaño lógico de la pantalla de los sistemas informáticos se mide por el número de filas y el de columnas de caracteres que se pueden representar en la pantalla de la computadora. El tamaño más extendido es el de 24 ó 25 líneas y 80 columnas.

Modo Gráfico.- La pantalla del sistema informático se divide en una serie de puntos por cada fila de información que aparece en su superficie. El tamaño lógico de la pantalla de la computadora está directamente relacionado con la cantidad de información, en forma de puntos por fila, que proporciona la tarjeta gráfica conectada a la pantalla del sistema informático. El número de puntos puede llegar hasta los 1.280 puntos por 1.024 filas en las tarjetas gráficas SVGA.

Es evidente la mayor potencia del modo gráfico que el de texto, por ello, en la actualidad, prácticamente todas las tarjetas controladoras de los subsistemas de vídeo de las computadoras trabajan en modo gráfico.

TECNOLOGÍAS PRINCIPALES EN FABRICACIÓN DE MONITOR

Pantallas De Rayos catódicos. Este tipo de pantallas de computadora son, externamente, similares a las pantallas de los aparatos de televisión, pero se diferencian de manera importante en su modo de funcionamiento. Las pantallas de las computadoras proporcionan una mayor calidad de imagen, mostrándola entre 50 y 80 veces por segundo para evitar el «efecto parpadeo», que causa fatiga visual al usuario.

El número de barridos de líneas por segundo que realizan las pantallas de las computadoras es también considerablemente mayor que el de las pantallas de televisores convencionales. En algunos casos se llega a multiplicar por cinco el número de barridos por segundo que realizan las pantallas de sistemas informáticos de alta

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

calidad con respecto al numero de barridos que realizan las pantallas de los televisores.

Las pantallas de computadora de rayos catódicos son el tipo de tecnología de pantallas de sistemas informáticos más extendido en la actualidad entre las computadoras comerciales. Las pantallas de computadora de rayos catódicos pueden ser monocromas (de un solo color, normalmente verde, blanco o ámbar) o policromas. En estos momentos casi todos los sistemas informáticos comerciales se configuran con pantallas de color.

Pantallas de Cristal Líquido. Las pantallas de computadora de cristal líquido se utilizaron en algunos sistemas informáticos portátiles por su mayor manejabilidad y menor tamaño que las pantallas de rayos catódicos. El mayor inconveniente de este tipo de pantallas de computadora era que debían ser monocromas porque no podían manejar color. En la actualidad se pueden ver sobre todo en algunos tipos de calculadoras.

Pantallas de computadora de plasma. Son el tipo de pantallas que se están imponiendo actualmente en los sistemas informáticos portátiles, puesto que tienen las mismas ventajas que las anteriores, alcanzando, además, una mayor definición y la posibilidad del color.

CONEXIÓN DEL MONITOR EL Monitor se conecta a un puerto VGA de 15 pines.

Puerto VGA: suponiendo que nuestra tarjeta de vídeo sea de este tipo (incluyendo SVGA, XGA). Aunque lo común es que no esté integrada en la placa base sino en una tarjeta de expansión, vamos a describirlo para evitar confusiones:

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

de unos 17 mm, con 15 pines agrupados en 3 hileras.

CONECTORES EXTERNOS

CONEXIÓN DE DISPOSITIVO PARALELO (IMPRESORA)

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

ONEXIÓN DE MODEM EXTERNO Y MOUSE

PRACTICA DE PERIFERICOS EQUIPOS Y MATERIALES COMPUTADORA PENTIUM

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Curso: Ensamblaje

Ciclo: VI

CONTROLADORES DE PERIFERICOS:SONIDO, FAX MODEM, RED

MANUAL DE PERIFERICOS

PROCEDIMIENTO RECONOCER PERIFERICOS

RECONOCIMIENTO DE ADAPTADORES

INSTALACION DE ADAPTADORES

CONEXIÓN DE PERIFERICOS CONFIGURACION DE PERIFERICOS

INSTALACION Y CONFIGURACION DE CONTROLADORES