viernes, 28 de agosto de 2009

ARQUITECTURA INTERNA DE LOS PC PORTÁTILES










INTRODUCCIÓN:
















Los avances tecnológicos ofrecen cada día nuevas de resolver las necesidades en el menor tiempo y en forma más cómoda y fácil, una de ellas es el acceso a la información desde cualquier lugar haciendo uso de los equipos portátiles y de las redes inalámbricas.








Los equipos portátiles adquieren cada vez más fuerza en el mercado, son muchas las ventajas que ofrecen a la hora de resolver problemas de espacio y tiempo; por lo que se hace necesario conocer sus caracteristicas y tipos existentes que permitan tomar la mejor decisión al momento de adquirirlos.
















LAS COMPUTADORAS PORTÁTILES



























Una computadora portátil, también llamado laptop o notebook, es una pequeña computadora personal móvil, que pesa normalmente entre 1 y 3 Kg. Las computadoras portátiles son capaces de realizar la mayor parte de las tareas que realizan las computadoras de escritorio, con la ventaja de ser más pequeños, livianos y de tener la capacidad de operar desconectados por un período determinado.









La computadora portátil posee un teclado y una pantalla incorporados. Esto elimina los cables para conectar estos Elementos.
















HISTORIA
















Los ordenadores portátiles son actualmente los más utilizados en el mercado. Tal es su fuerza dentro del mercado, que se encuentran actualmente reemplazando a los ordenadores de escritorio para su utilización.
Su gran ventaja reside en la movilidad que los mismos permiten, ya que podrás llevar tu computadora a donde quieras. Las computadoras portátiles también pueden realizar las mismas funciones que cualquier otra computadora.
La primera computadora portátil considerada como tal fue la Epson HX-20 desarrollada en 1981, a partir de la cual se observaron los grandes beneficios para científicos, militares, empresarios y otros profesionales que vieron la ventaja de poder llevar consigo su computadora (ya sea al trabajo, a su casa o a cualquier otro lugar) con toda la información que necesitaban.
La Osborne 1 salió al mercado comercial con el formato que actualmente las distingue, aunque entonces eran sumamente limitadas, incluso para la tecnología de la época.
En 1991 Apple sacó su modelo de portátil, que se convirtió en el estándar para el resto que han salido al mercado desde entonces. En 1995, con la llegada de Windows 95, la venta de laptops se incrementó notablemente, en la actualidad rebasa la ventas de PC de escritorios.
En el tercer trimestre de 2008, las ventas de laptops superaron por primera vez las de las PC de escritorio, según la firma de investigación iSuppli Corp.
























COMPONENTES
















Muchos de los componentes de una computadora portátil son similares a los componentes de las computadoras de escritorio pero habitualmente son de menor tamaño; con componentes similares por citar algunos:


















  • CPU de bajo consumo: Intel Pentium M o AMD Turion.










  • Disco duro de 2,5 pulgadas o menor, frente a los discos de 3,5 pulgadas de las computadoras de escritorio.










  • Módulos de memoria RAM SO DIMM (Small Outline DIMM) más pequeños que los DIMM usuales en las computadoras de escritorio.










  • Unidad lectora y grabadora de CD o DVD de formato reducido.










  • Teclado integrado.










  • Pantalla integrada tipo TFT o WXGA que a su vez realiza la función de tapa del portátil facilitando su transporte.










  • Panel táctil touchpad o trackpad para manejar el puntero en lugar del mouse.










  • Cargador (se pueden cargar en uso para optimizar tiempo y energía).
















CARACTERÍSTICAS


























  • Por lo general funcionan empleando una batería o un adaptador AC/DC que permite tanto cargar la batería como dar suministro de energía.










  • Suelen poseer una pequeña batería que permite mantener el reloj y otros datos en caso de falta de energía.










  • En general, a igual precio, las notebooks suelen tener menos potencia que las computadoras de escritorio, incluyendo menor capacidad de sus discos duros, menos poder de video y audio, y menor potencia en sus microprocesadores. De todas maneras, suelen consumir menos energía y son más silenciosas.










  • Suelen contar con una pantalla LCD y un touchpad.










  • En general cuentan con PC Card (antiguamente PCMCIA) o ExpressCard para tarjetas de expansión.










  • Existe un tipo de notebooks llamadas subnotebooks, que son más pequeñas y más livianas.










  • No hay todavía un factor de forma industrial estándar para las notebook, es decir, cada fabricante tiene su propio diseño y construcción de éstas. Esto incrementa los precios de los componentes en caso de que haya que reemplazarlos o repararlos, además de hacerlos más difíciles de conseguir. Incluso a menudo existen incompatibilidades entre componentes de notebooks de un mismo fabricante.
























TIPOS DE COMPUTADORAS PORTÁTILES









La Computadora Cuaderno:








Pesa entre 6 y 8 libras y su tamaño es parecido a un portafolio de tres anillos. La Computadora cuaderno puede ejecutar las mismas funciones como cualquiera de las Computadoras de escritorio.









La Computadora Sub Cuaderno:








La Computadora Sub Cuaderno pesa entre 2 y 6 libras. Estas computadoras son menos poderosas y ofrecen menos espacios de almacenamiento y pantallas de menor tamaño que las cuadernos. Este tipo de computadora portátil resulta ideal para los viajeros debido a lo ligero de su peso.









La Micro Computadora de Bolsillo:








Es un dispositivo que pesa menos de 1 libra. Este tipo de computadora se utiliza generalmente como organizador diario.









Laptop:








La computadora a batería (Laptop) es una computadora portátil que pesa entre 8 y 10 libras. Este tipo es hoy en día obsoleto puesto que hay en el mercado computadoras tipo cuaderno, más ligeras y mejor acondicionadas.
























BATERÍAS DE LOS PORTÁTILES









La Computadora portátil puede funcionar mediante una toma eléctrica o batería.









Las Baterías
Permiten utilizar la computadora portátil cuando no haya tomas eléctricas disponibles.









Los Adaptadores de Corriente Alterna
Cuando una computadora portátil se alimenta por medio de una toma eléctrica, un adaptador de corriente alterna transforma la electricidad de la casa en una forma que la computadora portátil pueda usar. Algunas portátiles tienen un adaptador de corriente alterna incorporado en su interior.









Las Baterías Recargables
Su carga útil dura solo unas cuantas horas, es posible recargarlas en un tiempo relativamente corto. Los fabricantes, recomiendan llevar una batería extra si el usuario opera una PC portátil durante un viaje, de manera que pueda trabajar por un periodo de tiempo mayor.









El Control de Carga de las Baterías
La mayoría de las portátiles despliegan en la pantalla la cantidad de energía disponible.
















Tipos de Baterías









LAS BATERIAS DE NIQUEL-CADMIO (NiCd):








estas baterías pueden durar de 1 a 1.5 horas. Estas baterías fueron las primeras en emplearse en portátiles, son las más antiguas y más baratas. Las baterías de NiCd sufren del efecto memoria, puesto que hay que descargarlas completamente, para recargalas de nuevo y aprovechar toda su energía.









LAS BATERIAS DE HIDRIDO DE NIQUEL (NIMH):








Estas baterías tienen un tiempo de carga útil de 1 a 2 horas. Las baterías de hídrico de níquel han reemplazado las baterías de hídrido-cadmio, casi por completo. Las baterías de hídrico de níquel son mucho más caras pero menos tóxicas, ya no sufren del efecto memoria y mucho mas duraderas que las baterías de hídrido-cadmio.









LAS BATERIAS DE IONES DE LITIO:








Estas baterías son las de mayor duración de 2 a 3 horas y de mayor producción. Las baterías de iones de litio son las más duraderas pero las mas caras. Estas no sufren del efecto memoria, pero toman mucho mas tiempo en recargarse que las de hídrico de níquel.

Cómo y cuándo debe cargarse la Batería
Todas las baterías de las portátiles son recargables. Se cargan cuando está conectada la computadora o el adaptador/cargador a la corriente aún con la computadora apagada. El tiempo de carga es en promedio de 6 horas con la computadora apagada y de 10 horas cuando está encendida. No se recomienda sobrepasar estos tiempos. Tampoco es recomendable usar siempre la computadora conectada, pues de esa forma la pila siempre está cargada y es posible que las baterías se dañen pues las reacciones químicas no se llevan a cabo. La duración de las baterías va disminuyendo con el tiempo de modo que su vida útil fluctúa entre 2 y 4 años.
La mayoría de los adaptadores pueden conectarse a 120 o 240 volts, por lo que pueden usarse en lugares donde la señal eléctrica es de 240 volts.
































LAS RANURAS Y LAS TARJETAS PC

















LAS RANURAS PC
Estas ranuras sirven para alojar la tarjeta de red o para conectar accesorios como las tarjetas que se utilizan en las cámaras digitales.
Las ranuras PC se manejan por tipos que se relacionan con el grosor del dispositivo. Las ranuras de tipo II son para tarjetas delgadas y las de tipo III son para tarjetas más gruesas.
Es importante saber que si una computadora cuenta con dos ranuras de tipo II, es como si automáticamente tuviera una del tipo III porque al ingresar una tarjeta que sea más gruesa que una de las ranuras utilizará las dos ranuras del tipo II.









LAS TARJETAS PC
La Tarjeta PC es un dispositivo semejante a una tarjeta de crédito, que le permite adicionar nuevos elementos a su computadora portátil.
La adición de nuevos elementos a una portátil le agrega peso y ocupa espacio. Para resolver este problema la Asociación Internacional de Memoria para Computadoras Personales (PCMCIA) ha diseñado la tarjeta PC, para agregar nuevos elementos a las computadoras portátiles. A las tarjetas PC también se le llama la tarjeta PMCIA.








Una tarjeta PC le permite agregar nuevos elementos como estos a su portátil:


















  • Capacidad del Modulador Demodulador (Módem)










  • Las Capacidades de las Redes


















  • Espacio Adicional del Disco Duro










  • Sonido con Calidad Digital








Podemos insertar una tarjeta PC dentro de una ranura PC. Las mayorías de las computadoras portátiles poseen dos receptáculos que aceptan tarjetas PC.
Esto le permite insertar:
Dos tarjetas tipo I, o
Dos tarjetas tipo II, o
Una tarjeta tipo III.
Los Tipos de Tarjetas PC
El Tipo I: De 3,3 mm de espesor, esta tarjeta PC se utiliza para agregar memoria a la portátil.
El tipo II: De 5,0 mm de espesor esta tarjeta PC se utiliza para agregar a la portátil capacidad de móden, capacidades de red o sonido de calidad digital.
El Tipo III: De 10,5 mm de espesor, esta tarjeta PC se utiliza para agregar dispositivos más grandes tales como unidades de disco duro removibles.










DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y DE SALIDA









El Teclado

Existen ciertos aspectos que se deben considerar al comprar una portátil, por ejemplo su tamaño, calidad y por lo general su teclado. No es conveniente adquirir portatátiles con teclados pequeños. La mayoría de los capturistas deben ser capaces de poner sus dedos cómodamente en cada tecla.










Los Dispositivos Apuntadores









Existen varios dispositivos que le permiten desplazar el apuntador del mouse a lo largo y ancho de la pantalla.



















  • La Varita Apuntadora: Muchas computadoras portátiles poseen un dispositivo pequeño, parecido a un borrador que usted presiona, en diferentes direcciones para mover el apuntador en la pantalla.










  • El Mouse Estacionario o de Bola de Guía: El mouse de bola de guía es un dispositivo que permanece estacionario. Usted gira la bola con sus dedos o con la palma de la mano, para desplazar el apuntador del mouse en la pantalla.










  • Almohadilla Táctil: La almohadilla táctil es una superficie sensible al movimiento y a la presión. Usted desplaza la punta de su dedo a lo largo y ancho de la almohadilla para controlar el apuntador del mouse en la pantalla.










  • El Mouse: Es un dispositivo manual. Cuando usted desplaza el mouse sobre una superficie plana, el apuntador del mouse en la pantalla, se desplaza en esa misma dirección.
















El Módem:










Módem proviene de las palabras modulador/demodulador. Para que un módem pueda enviar datos a través de una línea telefónica, este debe de modular la señal, transformándola a señal de onda (señal analógica). Esta onda viaja al módem de destino en donde es demodulada a datos digitales. Hablando específicamente de portátiles podemos distinguir dos tipos de módems: los internos y los PC Card (ó Módems PCMCIA).










Los módems internos vienen ya sea incorporados al mother board o pueden ser adquiridos como kits de opcionales para modelos específicos, estos tienen conectores telefónicos tipo RJ-11 ya incluidos.
Los módems PCMCIA son tipo tarjeta de crédito que son insertados en las ranuras PCMCIA estándar de las portátiles actuales.









DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO










La Unidad de Disco Duro
Es el dispositivo primario que una computadora portátil utiliza para almacenar programas e información. La mayoría de las portátiles deben tener por lo menos una capacidad de espacio para almacenamiento de 10 GB.
Los discos duros contienen discos o platos de metal reforzado con una cubierta magnetizada. Cuando los discos están trabajando, las cabezas de lectura-escritura avanzan al centro del disco y regresan, magnetizando la superficie, y almacenando ceros y unos como datos. Entre más discos tenga es mayor la capacidad de almacenamiento. Cada disco tiene sus propias cabezas de lectura-escritura. Los datos son almacenados en pistas concéntricas, los cuales se dividen en sectores.









La Unidad de Diskette
La unidad de lectura del disco flexible, floppy, o disquete suele venir integrada en la computadora. Algunos modelos manejan esta unidad de forma separada. Los inconvenientes de manejarla así son que la unidad requiere mayor cuidado y corre el peligro de extraviarse.









La Unida de CD-ROM
La unidad de lectura del disco compacto, CD-ROM, al igual que la de disquete, puede venir integrada en la computadora o no; también requiere de los mismos cuidados que una unidad de disquete separada de la computadora.

















EL PROCESAMIENTO










Los Procesadores
La unidad central de procesamiento (CPU) es el circuito más importante de una computadora portátil. Este ejecuta cálculos y procesa instrucciones.
Pocos fabricantes especifican si la portatil contiene un procesador especial para portátil o un chip para computadoras de escritorio. Existe una gran diferencia entre estos dos tipos de procesadores: en su desempeño y la manera en que administran la energía.










La Memoria
Las computadoras necesitan almacenar datos temporalmente para usarlos en ciertas aplicaciones. Esto es a través de dos tipos de memoria, caché y de sistema. Ambos tipos de memoria RAM dependen de capacitores y transistores internos que almacenan valores binarios de ceros y unos y ambos tipos son volátiles, lo cual significa que los datos almacenados en ellas desaparecen al momento en que es apagada la computadora.
La memoria Flash es un tipo de memoria reescribible de estado sólido no volátil que funciona ya sea como disco duro o memoria. Esto significa que los datos son almacenados en celdas de memoria, tipo DRAM, pero también trabaja como disco duro ya que cuando la computadora es apagada, los datos permanecen. Actualmente, los usos de Memoria Flash se están incrementando rápidamente en cámaras digitales, Asistentes Digitales Portátiles, reproductores de música digital o teléfonos celulares.
La memoria cache RAM es un buffer inteligente que usa un algoritmo para almacenar datos que pueden ser usados en cualquier momento, sobre todo en instrucciones usadas frecuentemente. La memoria cache L1 (Level 1) esta localizada en el procesador, mientras que la memoria cache L2 (Level 2) es externa y se usa para almacenar otros datos menos importantes que L1. La memoria cache L2 es menos selectiva y tiene que ser mayor (256K o 512K) en portátiles recientes.

















LAS CONEXIONES










Las Conexiones de Dispositivos a una Portátil










El Puerto del Monitor: Es donde se conecta un monitor tamaño normal.
El Puerto Paralelo: Se conecta la impresora o la unidad de cinta.
El puerto Serial: Es donde conectamos el explorador, el módem o el mouse.
El Puerto PS/2: Conecta un teclado de tamaño normal, o un mouse.
El Puerto Replicador de Puertos: Conecta a un replicador de puerto
Puerto USB: El Universal Serial Bus (USB) es una de las maneras más eficientes de agregar dispositivos externos a una portátil. Virtualmente todas las portátiles nuevas tienen uno o dos puertos USB.El USB permite conectar en cadena hasta 127 periféricos.









El Puerto Infrarrojo: Para transmitir datos digitales binarios a través de un rayo de luz infrarrojo (IR), los datos deben ser antes modulados.









Estaciones Base: Para algunos las portátiles pueden ser el sustituto ideal de las computadoras de escritorio. Si usted no necesita una computadora super poderosa, una portátil es una opción económica para usuarios móviles o estacionarios. Para que usted no pierda tiempo conectando y desconectando su portátil de los puertos periféricos como el mouse, la impresora o el monitor, usar un port replicator, mini dock, o estaciones base es buena opción.









MICROPROCESADORES RECOMENDADOS PARA PC´s PORTÁTILES









Intel Celeron M340









Intel Celeron D355









AMD Sempron M3400+









AMD Sempron 3600+









Intel Core Solo T1400









Intel Pentium D8xx









AMD Turion 64 MT40









AMD Athlon 64 3800+









Intel Core Centrino 780









Intel Pentium XE955









Intel Core DUO T2600









AMD Athlon 64 FX60









AMD Turion 64x2 TL60









Intel Pentium D9xx









AMD Athlon 64X2 4800+

















































PUERTOS O CONECTORES


PUERTOS


El puerto es el lugar donde se intercambian datos con otro dispositivo. Los microprocesadores disponen de puertos para enviar y recibir bits de datos. Estos puertos se utilizan generalmente como direcciones de memoria con dedicación exclusiva. Los sistemas completos de computadoras disponen de puertos para la conexión de dispositivos periféricos, como impresoras y aparato de módem.



PUERTO PARALELO:


El puerto paralelo usa un conector tipo D-25. Este puerto de E/S envía datos en formato paralelo (donde ocho bits de datos, formando un byte, se envían simultáneamente sobre ocho líneas individuales en un solo cable). El puerto paralelo se utiliza principalmente para impresoras. La mayoría de los software usan el término LPT (impresor en línea) más un número para designar un puerto paralelo (por ejemplo, LPT1). Un ejemplo donde se utiliza la designación del puerto en los procedimientos de instalación de software que incluyen un paso en que se identifica el puerto al cual se conecta una impresora.


PUERTOS SERIE:


El puerto serie usa conectores tipo D-9.Estos puertos hacen transferencia de datos en serie; o sea comunican la información de un bit en una línea. Estos puertos son compatibles con dispositivos como módems externos y los mouse. La mayoría de los software utilizan el término COM (derivado de comunicaciones) seguido de un número para designar un puerto serie (por ejemplo, COM1 ó COM2).


PUERTOS USB (Bus Serie Universal):


Permite conectar un dispositivo USB. El USB es un estándar de bus externo que permite obtener velocidades de transferencia de datos de 12 Mbps (12 millones de bits por segundo). Los puertos USB admiten un conector que mide 7 mm x 1 mm, aproximadamente. Se puede conectar y desconectar dispositivos sin tener que cerrar o reiniciar el equipo. Puede conectarse altavoces, teléfonos, unidades de CD-ROM, joysticks, unidades de cinta, teclados, escáneres y cámaras. Los puertos USB suelen encontrarse en la parte posterior del equipo, junto al puerto serie o al puerto paralelo.


PUERTOS FIREWIRE:


FireWire es una tecnología para la entrada/salida de datos en serie a alta velocidad y la conexión de dispositivos digitales como videocámaras o cámaras fotográficas digitales y ordenadores portátiles o computadores personales. FireWire es uno de los estándares de periféricos más rápidos que se han desarrollado, Algunas ventajas de Firewire:


  • Alcanzan una velocidad de 400 megabits por segundo. Soporta la conexión de hasta 63 dispositivos con cables de una longitud máxima de 425 cm.

  • No es necesario apagar un escáner o una unidad de CD antes de conectarlo o desconectar.

  • No requiere reiniciar la computadora. Los cables FireWire se conectan muy fácilmente: no requieren números de identificación de dispositivos, conmutadores DIP, tornillos, cierres de seguridad ni terminadores.


CONECTORES



Un conector es un hardware utilizado para unir cables o para conectar un cable a un dispositivo, por ejemplo, para conectar un cable de módem a una computadora. La mayoría de los conectores pertenece a uno de los dos tipos existentes: Macho o Hembra.
El Conector Macho se caracteriza por tener una o más clavijas expuestas. Los Conectores Hembra disponen de uno o más receptáculos diseñados para alojar las clavijas del conector macho. A continuación mencionaremos algunos ejemplos de conectores:



CONECTORES DE BUS DE DATOS:



Son los conectores utilizados para facilitar la entrada y salida en serie y en paralelo. El número que aparece detrás de las iniciales DB, (acrónimo de Data Bus "Bus de Datos"), indica el número de líneas "cables" dentro del conector. No todas las clavijas (en especial en los conectores grandes) tienen asignada una función, por lo que suelen no utilizarse. Los conectores de bus de datos más comunes son el DB-9, DB-15, DB-19, DB-25, DB-37 y DB-50.


CONECTOR DIN:



Es un conector de clavijas de conexión múltiples, (DIN, acrónimo de Deutsche Industrie Norm). En los modelos Macintosh Plus, Macintosh SE y Macintosh II. Se utiliza un conector DIN de 8 clavijas (o pins) como conector de puerto serie. En los computadores personales de IBM anteriores al PS/2 se utilizaban conectores DIN de 5 clavijas para conectar los teclados a la unidad del sistema. En los modelos IBM PS/2 se utilizan conectores DW de 6 clavijas para conectar el teclado y el dispositivo señalador.




CONECTORES NIC RJ45:



Los conectores del NIC RJ45 de un sistema están diseñados para conectar un cable UTP (Unshielded Twisted Pair [par Trenzado sin Blindaje]) para red Ethernet equipado con enchufes convencionales compatibles con el estándar RJ45. Se coloca, presionando un extremo del cable UTP dentro del conector NIC hasta que el enchufe se asiente en su lugar. Luego se conecta el otro extremo del cable a una placa de pared con enchufe RJ45 o a un puerto RJ45 en un concentrador o central UTP, dependiendo de la configuración de su red.


CONECTORES USB:



Su sistema contiene dos conectores USB (Universal Serial Bus [Bus serie universal) para conectar dispositivos compatibles con el estándar USB. Los dispositivos USB suelen ser periféricos, tales como teclados, mouse, impresoras y altavoces para el sistema.


Los conectores pueden ser internos o externos:



  • CONECTORES INTERNOS:

Son los que se encuentran incrustados a la placa base o en una tarjeta de expansión (multi I/O), utilizadas para la conexión de unidades de disco.


Multimedia IDE1


Disco Duro IDE1


Disquete FDC



  • CONECTORES EXTERNOS:

Son los conectores para periféricos externos.


Principales conectores externos:


TECLADO: Puede ser clavija AT DIN o mini TAX DIN.


PUERTO PARALELO (LPT1,DB25): Conector para impresora; posee 25 pines.


PUERTO SERIE (COM o RS232): Aparecen 2 de 9 pines.


PUERTO PARA MOUSE (PS/2, COM1)


PUERTO PARA JUEGOS: 15 pines agrupados en 2 hileras.


PUERTO VGA (PGA, DB15) Para monitor. Posee 15 pines agrupados en 3 hileras. En las placas actuales, viene incrustado a la placa base.


PUERTO USB: Para memoria Flash o cámara digital,




TARJETAS PCI E ISA



¿QUÉ ES UNA TARJETAS PCI?



PCI significa Peripheral Component Interconnect, esta clases de tarjetas fueron creada por Intel para la conexión de periféricos a computadoras personales. Permite la conexión de hasta 10 periféricos por medio de tarjetas de expansión conectadas a un bus local. La especificación PCI puede intercambiar información con la CPU a 32 o 64 bits dependiendo del tipo de implementación. El bus está multiplexado y puede utilizar una técnica denominada bus mastering, que permite altas velocidades de transferencia.



¿QUÉ ES UNA TARJETAS ISA?



ISA significa Industry Standard Architecture, esta clase de tarjetas es una denominación del diseño de bus del equipo PC/XT de IBM, que permite añadir varios adaptadores adicionales en forma de tarjetas que se conectan en zócalos de expansión. ISA se refiere generalmente a los propios zócalos de expansión, que se denominan zócalos (slots) de 8 bits o de 16 bits. En realidad, un zócalo de 16 bits está formado por dos zócalos de expansión separados y montados el uno a continuación del otro, de forma que una sola tarjeta de 16 bits se conecta a ambos. Una tarjeta de expansión de 8 bits se puede insertar y utilizar en un zócalo de 16 bits (ocupando sólo uno de los dos zócalos).

jueves, 27 de agosto de 2009

UNIDADES DE ALMACENAMIENTO

DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO


Los dispositivos de almacenamiento de datos o unidades de almacenamiento de datos son dispositivos que leen o escriben los datos en los medios o soportes de almacenamiento, y juntos conforman la memoria secundaria o almacenamiento secundario de la computadora.
Clasificación de los Dispositivos de Almacenamiento


Los Dispositivos de Almacenamiento se pueden clasificar de acuerdo al modo de acceso a los datos que contienen:
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.







Tipos de Dispositivos de Almacenamiento




Memorias:
Memoria ROM: Esta memoria es sólo de lectura, y sirve para almacenar el programa básico de iniciación, instalado desde fábrica. Este programa entra en función en cuanto es encendida la computadora y su primer función es la de reconocer los dispositivos, (incluyendo memoria de trabajo), dispositivos.

Memoria RAM: Esta es la denominada memoria de acceso aleatorio o sea, como puede leerse también puede escribirse en ella, tiene la característica de ser volátil, esto es, que sólo opera mientras esté encendida la computadora. En ella son almacenadas tanto las instrucciones que necesita ejecutar el microprocesador como los datos que introducimos y deseamos procesar, así como los resultados obtenidos de esto.




Memorias Auxiliares: Por las características propias del uso de la memoria ROM y el manejo de la RAM, existen varios medios de almacenamiento de información, entre los más comunes se encuentran: El disco duro, El Disquete o Disco Flexible, etc...






Dispositivos magnéticos






  • Cinta Magnética: Esta formada por una cinta de material plástico recubierta de material ferromagnético, sobre dicha cinta se registran los caracteres en formas de combinaciones de puntos, sobre pistas paralelas al eje longitudinal de la cinta. Estas cintas son soporte de tipo secuencial, esto supone un inconveniente puesto que para acceder a una información determinada se hace necesario leer todas las que le preceden, con la consiguiente perdida de tiempo.





  • Tambores Magnéticos: Están formados por cilindros con material magnético capaz de retener información, Esta se graba y lee mediante un cabezal cuyo brazo se mueve en la dirección del eje de giro del tambor. El acceso a la información es directo y no secuencial.





  • Disco Duro: Son en la actualidad el principal subsistema de almacenamiento de información en los sistemas informáticos. Es un dispositivo encargado de almacenar información de forma persistente en un ordenador, es considerado el sistema de almacenamiento más importante del computador y en él se guardan los archivos de los programas.






  • Disquette o Disco flexible: Un disco flexible o también disquette (en inglés floppy disk), es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos formado por una pieza circular de un material magnético que permite la grabación y lectura de datos, fino y flexible (de ahí su denominación) encerrado en una carcasa fina cuadrada o rectangular de plástico. Los discos, usados usualmente son los de 3 ½ o 5 ¼ pulgadas, utilizados en ordenadores o computadoras personales, aunque actualmente los discos de 5 ¼ pulgadas están en desuso.





Dispositivos Ópticos





  • El CD-R: es un disco compacto de 650 MB de capacidad que puede ser leído cuantas veces se desee, pero cuyo contenido no puede ser modificado una vez que ya ha sido grabado. Dado que no pueden ser borrados ni regrabados, son adecuados para almacenar archivos u otros conjuntos de información invariable.






  • CD-RW: posee la capacidad del CD-R con la diferencia que estos discos son regrabables lo que les da una gran ventaja. Las unidades CD-RW pueden grabar información sobre discos CD-R y CD-RW y además pueden leer discos CD-ROM y CDS de audio. Las interfaces soportadas son EIDE, SCSI y USB.






  • DVD-ROM: es un disco compacto con capacidad de almacenar 4.7 GB de datos en una cara del disco, un aumento de más de 7 veces con respecto a los CD-R y CD-RW. Y esto es en una sola cara. Los futuros medios de DVD-ROM serán capaces de almacenar datos en ambas caras del disco, y usar medios de doble capa para permitir a las unidades leer hasta cuatro niveles de datos almacenados en las dos caras del disco dando como resultado una capacidad de almacenamiento de 17 GB. Las unidades DVD-ROM son capaces de leer los formatos de discos CD-R y CD-RW. Entre las aplicaciones que aprovechan la gran capacidad de almacenamiento de los DVD-ROM tenemos las películas de larga duración y los juegos basados en DVD que ofrecen videos MPEG-2 de alta resolución, sonido inmersivo Dolby AC-3, y poderosas graficas 3D.






  • DVD-RAM: este medio tiene una capacidad de 2.6 GB en una cara del disco y 5.2 GB en un disco de doble cara, Los DVD-RAM son capaces de leer cualquier disco CD-R o CD-RW pero no es capaz de escribir sobre estos. Los DVD-RAM son regrabables pero los discos no pueden ser leídos por unidades DVD-ROM.






  • PC - Cards: La norma de PCMCIA es la que define a las PC Cards. Las PC Cards pueden ser almacenamiento o tarjetas de I/O. Estas son compactas, muy fiable, y ligeras haciéndolos ideal para notebooks, palmtop, handheld y los PDAs,. Debido a su pequeño tamaño, son usadas para el almacenamiento de datos, aplicaciones, tarjetas de memoria, cámaras electrónicas y teléfonos celulares. Las PC Cards tienen el tamaño de una tarjeta de crédito, pero su espesor varía. La norma de PCMCIA define tres PC Cards diferentes: Tipo I 3.3 milímetros (mm) de espesor, Tipo II son 5.0 mm espesor, y Tipo III son 10.5 mm espesor.






  • Flash Cards: son tarjetas de memoria no volátil es decir conservan los datos aun cuando no estén alimentadas por una fuente eléctrica, y los datos pueden ser leídos, modificados o borrados en estas tarjetas. Con el rápido crecimiento de los dispositivos digitales como: asistentes personales digitales, cámaras digitales, teléfonos celulares y dispositivos digitales de música, las flash cards han sido adoptadas como medio de almacenamiento de estos dispositivos haciendo que estas bajen su precio y aumenten su capacidad de almacenamiento muy rápidamente.



Dispositivos Extraíbles





  • Pen Drive o Memory Flash: Es un pequeño dispositivo de almacenamiento que utiliza la memoria flash para guardar la información sin necesidad de pilas. Los Pen Drive son resistentes a los rasguños y al polvo que han afectado a las formas previas de almacenamiento portable, como los CD y los disquetes. Los sistemas operativos más modernos pueden leer y escribir en ello sin necesidad de controladores especiales.






  • Unidades de Zip: La unidad Iomega ZIP es una unidad de disco extraíble. Está disponible en tres versiones principales, la hay con interfaz SCSI, IDE, y otra que se conecta a un puerto paralelo. Este documento describe cómo usar el ZIP con Linux. Se debería leer en conjunción con el HOWTO SCSI a menos que posea la versión IDE.









LOS BUSES

El bus es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de un computador o entre computadores. Están formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistencias y condensadores además de circuitos integrados.


Funcionamiento


La función del Bus es la de permitir la conexión lógica entre distintos subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintas ordenes: desde dentro de los mismos circuitos integrados, hasta equipos digitales completos que forman parte de supercomputadoras.
La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos por los cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las señales y entregarlas como datos útiles. Las señales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o señales de control.
Los buses definen su capacidad de acuerdo a la frecuencia máxima de envío y al ancho de los datos. Por lo general estos valores son inversamente proporcionales: si se tiene una alta frecuencia, el ancho de datos debe ser pequeño. Esto se debe a que la interferencia entre las señales (crosstalk) y la dificultad de sincronizarlas, crecen con la frecuencia, de manera que un bus con pocas señales es menos susceptible a esos problemas y puede funcionar a alta velocidad.
Todos los buses de computador tiene funciones especiales como las interrupciones y las DMA que permiten que un dispositivo periferico acceda a una CPU o a la memoria usando el mínimo de recursos.


Tipos de Bus
Existen dos grandes tipos clasificados por el método de envió de la información: bus paralelo o serial. Hay diferencias en el desempeño y hasta hace unos años se consideraba que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para cortas distancias el bus paralelo,para largas el serial.


Bus paralelo


Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias lineas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva, desde el bus del procesador, los buses de discos duros, tarjetas de expansión y de vídeo, hasta las impresoras.


El Front Side Bus de los procesadores Intel es un bus de este tipo y como cualquier bus presenta unas funciones en lineas dedicadas:



  • LasLineas de Dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.

  • Las Lineas de Control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las lineas de interrupción, DMA y los indicadores de estado.

  • Las Lineas de Datos trasmiten los bits, de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2.
    Un bus paralelo tiene conexiones físicas complejas, pero una la lógica es sencilla, que lo hace útil en sistemas con poco poder de cómputo. En el PC IBM original, el diseño del bus fue determinante a la hora de elegir un procesador con I/O de 8 bits (Intel 8088), sobre uno de 16 (el 8086), porque era posible usar hardware diseñado para otros procesadores, abaratando el producto.

Bus serie
En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Está formado por pocos
conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos duros, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.


TECNOLOGÍAS DE BUSES


Arquitectura Micro Canal
Esta arquitectura es original de IBM, cuyas características principales son las siguientes:
-. Soporta de 8, 16 y 32 bits en el bus de datos.
-. Soporta 20, 24, 32 bits en el bus de direcciones.
-. Es una arquitectura asincrónica.
-. Esta arquitectura fue diseñada con el objetivo de poder interconectar futuros microprocesadores cuyo clock es mucho mayor que los actuales sin verse en la necesidad de realizar modificaciones a los periféricos conectados en este tipo de bus, esto significa que esta arquitectura se adapta a la velocidad de respuesta de los periféricos.
-. Los periféricos conectados a este tipo de bus poseen la capacidad de auto configurarse.
-. Las solicitudes de interrupciones de canales de DMA y asignación de Master son todas manejadas por un controlador de asignación de prioridades.
-. Su diseño está basado para satisfacer las necesidades de los sistemas operativos multitasking como lo son: OS/2 y UNIX.
-. Posee 16 canales de interrupciones mascarables, todas ellas controladas por dos IC 8259 y el microprocesador respectivamente.
-. Posee 8 canales de DMA, 4 canales de 8 bits y 4 de 16 bits en el bus de datos respectivamente, con un segmento de 64K y 128K respectivamente.


Arquitectura Local Bus
Es una arquitectura que permite el uso del Bus de datos, control y direcciones que pertenecen al microprocesador del PC, sin que esté de por medio ningún tipo de interfase sino únicamente las señales del microprocesador, logrando así que todo los periféricos conectados en él puedan trabajar a la misma velocidad con que trabaja el microprocesador del PC, obteniendo las siguientes ventajas:
-. No hace falta generar ningún ciclo de espera, para compatibilizar el diagrama de tiempo del microprocesador con el diagrama de tiempo del periférico conectado en el local bus del sistema.
-. Los periféricos conectados en el local bus del PC por lo general son aquellos que determinan la eficiencia del PC, estos son: controlador de video, controlador de disco, controlador de red local ( LAN ).
En realidad este tipo de arquitectura, es una arquitectura cerrada lo que significa que los periféricos básicos se encuentran implementados en el mother board del PC y esto varia dependiendo de cada fabricante. En el mercado existe una arquitectura abierta local bus; es decir que los periféricos pueden hacer uso de ella interconectándose con el mother board por medio de un slot. Este tipo de arquitectura fue diseñada por VESA (Video Electronics, Standard Association), con el objetivo de incrementar la eficiencia de los programas gráficos conocidos comunmente como GUI (Graphics Users Interface). Esta arquitectura esencialmente refleja las señales del microprocesador 80486DX.

Arquitectura PCI
Esta arquitectura es original de Intel y estas son sus características principales:
-. Esta arquitectura fue diseñada con el objetivo de poder interconectar futuros microprocesadores cuyo reloj es mucho mayor que los actuales sin verse en la necesidad de realizar modificaciones a los periféricos conectados a este tipo de bus.
-. El periférico tiene la capacidad de ser el maestro y el mother board del PC el esclavo.
-. Esta arquitectura permite conectar hasta un máximo de 10 periféricos en el bus PCI, incluyendo el controlador de arquitectura ISA, EISA o MCA.
-. Soporta hasta 64 bits en el bus de datos. Permitiendo así el uso del microprocesador Pentium a su máxima capacidad.
-. Esta arquitectura es capaz de auto-configurar las interrupciones, canales de DMA y puertos que utilizan los periféricos conectados en este tipo de bus PCI.
-. No es una arquitectura Local Bus.


Arquitectura Industrial Estandarizada y Ampliada EISA


Las siglas EISA corresponden a la (E)nhanced (I)ndustrial (S)tandart (A)rchitecture, que vendría a ser la arquitectura industrial estandarizada y ampliada. El Bus EISA es una prolongación del Bus AT, desarrollada por los fabricantes de computadoras mas importantes del mundo ( a excepción de IBM) a fin de enfrentar los cada vez más importantes retos planteados por los procesadores de 32 bits. El BUS EISA es un Bus de 32 bits autentico. Esto significa que los 32 conductos de datos de su CPU están disponibles en el slot de expansión correspondiente.El índice notablemente superior de transmisión de datos no es la única ventaja que lo caracteriza frente al BUS ISA. Hay un rasgo mucho más importante y habitualmente menos tomado en cuenta que lo define: la capacidad multiusuario. Esta posibilita el acceso común de varios procesadores a un mismo Bus, con lo cual problemas como la configuración de un computadora en paralelo a través de tarjetas de CPU, tendrían fácil solución.


Arquitectura Industrial Estandarizada ISA


El Industry Standard Architecture (en inglés, Arquitectura Estándar Industrial), casi siempre abreviado ISA, es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980 para ser empleado en los IBM PC.


Slot ISA de 8 bits (arquitectura XT)
La arquitectura XT es una arquitectura de bus de 8 bits usada en los PC con procesadores Intel 8086 y 8088, como los IBM PC e IBM PC XT en los 80. Precede al la arquitectura AT de 16 bits usada en las máquinas compatibles IBM Personal Computer/AT.
El bus XT tiene cuatro canales DMA, de los que tres están en
los slots de expansión. De esos tres, dos están normalmente asignados a funciones de la máquina.






EL ZÓCALO

ZÓCALO DE CPU


El zócalo o socket es un sistema electromecánico de soporte y conexión eléctrica, instalado en la placa base, que se usa para fijar y conectar un microprocesador. Se utiliza en equipos de arquitectura abierta, donde se busca que haya variedad de componentes permitiendo el cambio de la tarjeta o el integrado. En los equipos de arquitectura propietaria, los integrados se sueldan sobre la placa base, como sucede en las consolas de videojuegos.
Existen variantes desde 40 conexiones para integrados pequeños, hasta mas de 1300 para microprocesadores, los mecanismos de retención del integrado y de conexión dependen de cada tipo de socket, aunque en la actualidad predomina el uso de socket ZIF (pines) o LGA (contactos).




FUNCIONAMIENTO


El socket va soldado sobre la placa base de manera que tiene conexion electrica con los circuitos del circuito impreso. El procesador se monta de acuerdo a unos puntos de guia (borde de plástico, indicadores gráficos, pines o agujeros faltantes) de manera que cada pin o contacto quede alineado con el respectivo punto del socket. Alrededor del área del socket , se definen espacios libres, se instalan elementos de sujeción y agujeros, que permiten la instalación de dispositivos de disipación de calor, de manera que el procesador quede entre el socket y esos disipadores.


TIPOS DE SOCKET:


AMD

Socket A
El Socket A (también conocido como Socket 462) es utilizado por los procesadores de AMD, desde el Athlon K7 hasta el Athlon XP 3200+, y por los de bajo presupuesto Duron y Sempron. El socket es una rejilla para 462 pines.
El Socket A ha sido reemplazado por AMD al lanzar su nueva gama de procesadores Athlon 64 por nuevos tipos de socket como el Socket 754 ( canal simple de memoria ) utilizado por los procesadores Sempron y Athlon 64, el Socket 939 ( canal doble de memoria ) utilizado por los Athlon 64 , Athlon 64 FX y AMD64 x2 ( doble nucleo ) y el socket AM2 similar al 939 pero con soporte para los nuevos procesadores que trabajan con memoria DDR2.


Especificaciones Técnicas



  • Soporta procesadores con velocidades de reloj entre 600 MHz (Duron) y 2333MHz (Athlon XP 3200+)

  • Bus frontal de doble velocidad (DDR), 100MHz, 133MHz, 166MHz y 200 MHz en procesadores Duron y Athlon XP, basado en el bus EV6 del DEC Alpha.

  • Es la plataforma sobre la que operó el primer procesador x86 de 1 GHz.

Socket F

El Socket F es un socket de procesadores diseñado por AMD para su línea Opteron. El socket tiene 1207 pines.
El Socket F principalmente se usa en la línea de CPUs para servidores de AMD, y se considera como un socket de la misma generación del Socket AM2 y el Socket S1; el primero se usa en los CPUs Athlon 64 y Athlon 64 X2 y el último en la línea Turion 64 y Turion 64 X2. Todos estos tienen soporte para memoria DDR2.
Socket F no soporta FB-DIMM.


Socket 939


Socket 939 es un socket de CPU que fue introducido por AMD en respuesta a Intel y su nueva plataforma para los computadores de mesa, Socket LGA775. Socket 939 ha sido substituido por el Socket AM2.

Socket 939 CPUs: Características principales



  • Función completa de 32-bit, IA-32 y (x86). Compatibilidad para aplicaciones futuras de 64-bit usando el set de instrucciones AMD64.

  • Direcciones físicas de 40-bits, Direcciones virtuales de 48-bits.

  • 8 nuevos registros de 64-bit, para un total de 16

  • 8 nuevos registros de 128-bit SSE/SSE2, para un total de 16

  • Incluye el soporte para la tecnología 3DNow, SSE2, y SSE3 usando los procesadores más recientes (revisión E)

  • Integra el controlador de "dual channel" (Doble Canal) DDR SDRAM soportando hasta 200MHz PC3200 ("DDR400")

  • Soporte hasta 6.4 GB/s bando de memoria

  • Tecnología HyperTransport para conexiones rápidas I/O, una de 16 bit soportando hasta 2000MHz

  • 64KB Nivel 1 cache de instrucción, 64KB Nivel 1 cache de datos.

  • Soporta hasta 1MB Nivel 2 cache

  • Ciertos modelos (Athlon 64 X2) son procesadores dual-core y tienen físicamente 2 cores en un procesador.

Socket 940

El Socket 940 es un tipo de socket con el mismo patillaje que el AM2, pero más antiguo, y no tiene soporte para memoria DDR2. Cabe destacar que este no es compatible con procesadores para AM2, debido a su tecnología. Este, en cambio soporta memoria DDR y procesadores como el Opteron y el athlon 64 FX. Viene a sustituir al socket 939.


Socket AM2


El Socket AM2, denominado anteriormente como Socket M2, es un zócalo de CPU diseñado para procesadores AMD en equipos de escritorio. Su lanzamiento se realizó en el segundo trimestre de 2006, como sustituto del Socket 939. Tiene 940 pines y soporta memoria DDR2; sin embargo no es compatible con los primeros procesadores de 940 pines (como, por ejemplo, los procesadores Opteron Sledgehammer).


Socket AM2+


El Socket AM2+, es un zócalo de CPU diseñado para procesadores AMD en equipos de escritorio. Su lanzamiento, el tercer trimestre del 2007, sucedió en la misma fecha en que estaba programado el lanzamiento del Socket AM3, sustituto del Socket AM2. En cambio se optó por vender una transición entre este último y el Socket AM3. Los procesadores diseñados para trabajar con el AM2 podrán hacerlo con placas madres de Socket AM2+ y viceversa.


Diferencias con el AM2
El Socket AM2+ trae algunas diferencias que no trae el AM2:


HyperTransport:



  • El AM2 solo soporta HyperTransport 2.0, es compatible con memorias DDR2.

  • El AM2+ soporta HyperTransport 3.0, es compatible con memorias DDR2.

  • El AM3 soporta HyperTransport 3.0 es compatible tanto con memorias DDR2 y DDR3.

  • Split power planes: uno para los nucleos del CPU, el otro para la Integrated Memory controller (IMC). Esto mejorará el ahorro de energía, especialmente con los gráficos integrados si los nucleos se encuentran en modo sleep pero el IMC sigue activo.

Socket AM3


El socket AM3 es el socket de CPU sucesor del Socket AM2+, el cual cuenta con 938 pines. Tiene soporte HT (Hyper Trasport) 4.0 y muchos más beneficios. Está hecho para la nueva gama de procesadores de AMD, los K11, lanzados en marzo de 2009.


Los procesadores compatibles con AM3 son los AMD Phenom II X4 , de la familia Deneb y Propus, que salieron en marzo de 2009. Seguido a esto han sido lanzados otros procesadores de más bajo rendimiento, basados en el chipset California, los cuales tienen los nombres en clave de: Heka (Triple-core), Rana (Triple-core) y Regor (Dual-core) diseñados con arquitectura de 45 nm.


INTEL


Socket 423


El Socket 423 fue utilizado para los primeros Pentium 4 basados en el núcleo Willamette. Tuvo una vida muy corta, puesto que tenía un diseño eléctrico inadecuado que no le permitía superar los 2Ghz. Fue remplazado por el Socket 478. Ambos Sockets son fácilmente diferenciables por el tamaño resultante, siendo más grande el 423 que el 478.
Una de las características que diferencian a ambos sockets, a parte del tamaño, son las tecnologías a las que están asociados. El Socket 423 coincidió en una época de Intel donde mantenía un acuerdo con Rambus, por lo que casi todas las placas que podemos encontrar con este tipo de zócalo, llevan memoria RIMM de Rambus.


Socket 478


Especificaciones técnicas
Socket 478 se ha utilizado para todos los Pentium 4 y los Pentium Celeron. Éste socket también soporta los procesadores Pentium 4 Extreme Edition con 2 MB de L2 caché. El zócalo fue lanzado para competir con los AMD de 462-pines, ejemplos como el Socket A y su Athlon XP. Este socket sustituyó al Socket 423, un socket que estuvo poco tiempo en el mercado.


Socket 775



El socket 775 de Intel es otro de los zócalos para dar soporte a los microprocesadores Pentium 4; debido precisamente a la cantidad de zócalos disponibles, las posibilidades para construir un sistema basado en este microprocesador son bastante amplias.
Actualmente se considera el Zócalo 775 para pentium 4.
Este tipo de zocalo es el "estandar", para casi todos los procesadores de consumo de "INTEL" para equipos sobremesa, y algunos portátiles. En la actualidad, desde los "Celeron D", hasta los "Core 2 Duo", pasando por los "Pentium D", su principal atractivo, es que los procesadores para socket 775 carecen de pines, es decir que la motherboards es la que contiene los contactos para comunicarse con el procesador, con esto se consigue que los procesadores sean menos fragiles a nivel físico.
Los procesadores se "anclan" a la placa base con una pletina metálica, que los fuerza sobre los pines.
Las velocidades de bus disponibles para esta arquitectura andan desde los 533Mhz hasta los 1600MHz.


Socket 1366


El Socket LGA 1366 es una implementación de socket para procesadores Intel Core i7, que se caracteriza por presentar una arquitectura muy distinta a las anteriores lineas de procesadores para socket 775 y anteriores.
Entre las novedades están, el puerto de comunicación directa entre el procesador y la memoria RAM y la eliminación del FSB.

EL MICROPROCESADOR



El microprocesador


es el cerebro del ordenador. Es un chip, un tipo de componente electrónico en cuyo interior existen miles (o millones) de elementos llamados transistores, cuya combinación permite realizar el trabajo que tenga encomendado el chip.
Los microprocesadores suelen tener forma de cuadrado o rectángulo negro, y van sobre un elemento llamado zócalo (socket en inglés) o soldados en la placa o, en el caso del Pentium II, metidos dentro de una especie de cartucho que se conecta a la placa base (aunque el chip en sí está soldado en el interior de dicho cartucho).
A veces al micro se le denomina "la CPU" (Central Process Unit, Unidad Central de Proceso), aunque este término tiene cierta ambigüedad, pues también puede referirse a toda la caja que contiene la placa base, el micro, las tarjetas y el resto de la circuitería principal del ordenador.





La velocidad de un micro se mide en megahertzios (MHz) o gigahertzios (1 GHz = 1.000 MHz), aunque esto es sólo una medida de la fuerza bruta del micro; un micro simple y anticuado a 500 MHz puede ser mucho más lento que uno más complejo y moderno (con más transistores, mejor organizado...) que vaya a "sólo" 400 MHz. Es lo mismo que ocurre con los motores de coche: un motor americano de los años 60 puede tener 5.000 cm3, pero no tiene nada que hacer contra un multiválvula actual de "sólo" 2.000 cm3.
Debido a la extrema dificultad de fabricar componentes electrónicos que funcionen a las inmensas velocidades de MHz habituales hoy en día, todos los micros modernos tienen 2 velocidades:




Velocidad interna: la velocidad a la que funciona el micro internamente (200, 333, 450... MHz).




Velocidad externa o del bus: o también "velocidad del FSB"; la velocidad a la que se comunican el micro y la placa base, para poder abaratar el precio de ésta. Típicamente, 33, 60, 66, 100 ó 133 MHz.

Partes de un microprocesador:




En un micro podemos diferenciar diversas partes:




El encapsulado: es lo que rodea a la oblea de silicio en sí, para darle consistencia, impedir su deterioro (por ejemplo por oxidación con el aire) y permitir el enlace con los conectores externos que lo acoplarán a su zócalo o a la placa base.




La memoria caché: una memoria ultrarrápida que emplea el micro para tener a mano ciertos datos que previsiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, reduciendo el tiempo de espera.Todos los micros "compatibles PC" desde el 486 poseen al menos la llamada caché interna de primer nivel o L1; es decir, la que está más cerca del micro, tanto que está encapsulada junto a él. Los micros más modernos (Pentium III Coppermine, Athlon Thunderbird, etc.) incluyen también en su interior otro nivel de caché, más grande aunque algo menos rápida, la caché de segundo nivel o L2.




El coprocesador matemático: o, más correctamente, la FPU (Floating Point Unit, Unidad de coma Flotante). Parte del micro especializada en esa clase de cálculos matemáticos; antiguamente estaba en el exterior del micro, en otro chip.




El resto del micro: el cual tiene varias partes (unidad de enteros, registros, etc.) que no merece la pena detallar aquí.



Los microprocesadores tienen, principalmente, dos tipos de funciones en la actualidad:





- Como Circuito Físico Programable. Un microprocesador permite sustituir a los viejos subsistemas de componentes físicos (válvulas) o de circuitería cableada (mazos de cables que conectan diferentes componentes en equipos electrónicos, industriales, etc.) dentro de sistemas informáticos más complejos.
La capacidad de programación que caracteriza a los microprocesadores permite una mayor potencia y versatilidad de estos subsistemas con respecto a los anteriormente utilizados. En la actualidad se están utilizando los "viejos" chips 8086 como base para subsistemas de tarjetas gráficas.





- Como Procesador Central de una Computadora. Es el motor de la Unidad Central de Proceso, encargándose de:
1.- Manejar la memoria.
2.- Controlar el flujo de información en el sistema informático.
3-. Realizar las operaciones básicas sobre los datos.




Características de los Microprocesadores:




Los procesadores se pueden diferenciar por sus características físicas y lógicas:
- Características lógicas:
1-. Longitud de la palabra procesada, esto es, número de bits procesados en el mismo ciclo de reloj.
2.- Capacidad de acceso a la memoria o la cantidad de memoria que puede manejar.
3-. Velocidad de ejecución de instrucciones, su velocidad de proceso.
4.- Repertorio de instrucciones a nivel máquina que puede procesar.




- Características físicas:
1. Retraso de propagación de la señal eléctrica: representa el tiempo que tarda la señal en tomar uno u otro valor dentro del circuito.
2.- Disipación de potencia: Este valor indica el calor que genera el procesador al permanecer operativo.
3.- Abanico de salida: es la cantidad de señales eléctricas que el microprocesador es capaz de manejar entre su circuitería interna y el sistema informático exterior al que se conecta.
4.- Márgenes de ruido: indican la fiabilidad de que la señal eléctrica que contiene la información generada por el microprocesador al realizar sus operaciones se propague correctamente a través de sus circuitos, o esté corrompida por una señal proveniente del exterior.
Una de las principales limitaciones de los actuales microprocesadores es el abanico de salida de señales debido al limitado número de patillas de conexión con la placa principal que aquéllos pueden tener. El número de patillas del microprocesador limita o permite el manejo de mayor o menor cantidad de señales desde y hacia el microprocesador, lo que facilita o perjudica su capacidad en el manejo de la información necesaria para realizar los diferentes procesos.






LA FAMILIA INTEL






Intel ha representado y representa actualmente una de las empresas sobre la que ha girado el desarrollo de toda la industria dentro del campo de los microprocesadores. Desde el diseño del primer microprocesador, el 4004, con una arquitectura interna de 4 bits hasta las grandes plataformas actuales, los diseños de sus microprocesadores han sido absolutamente compatibles binariamente entre ellos, lo que ha provocado que la historia de la microinformática, dentro del mundo de las microcomputadoras compatibles con los sistemas informáticos IBM, presente una evolución que ha permitido avanzar a los sistemas microinformáticos desde las primeras computadoras personales hasta las grandes microcomputadoras que se están comercializando en la actualidad. Intel ha sido durante más de diez años, prácticamente, el único proveedor de microprocesadores centrales a los principales constructores de sistemas microinformáticos compatibles con la computadora personal original de IBM. Esta posición preeminente le ha permitido establecer estándares y, en cierta medida, marcar el camino por el que se iba a desarrollar el mundo de la microinformática de forma mucho más influyente que las propias empresas dedicadas a la construcción de sistemas informáticos. La evolución de sus principales microprocesadores que seguidamente se va a estudiar representa un factor importante en la evolución de la informática de consumo en todo el mundo.

PRINCIPALES MICROPROCESADORES

El Primer Microprocesador: el 4004
El primer microprocesador diseñado como tal fue el Intel 4004. Este microprocesador fue diseñado a principios de la década de los setenta gracias a la mejora en los niveles de integración conseguidos hasta ese momento. El 4004 era un microprocesador que poseía una arquitectura interna de 4 bits que se desarrolló por Intel para cubrir una solicitud del gobierno estadounidense como sustituto de una serie de equipos que utilizaba en esos momentos. Tras realizarse las pruebas técnicas por los expertos del gobierno, el microprocesador fue rechazado por su excesiva lentitud con respecto a los requisitos solicitados. El problema que presentaba el 4004 era su dificultad de uso debido a su pequeño y complicado conjunto de instrucciones. Para compensar los gastos de investigación y desarrollo, Intel construyó una serie limitada de los nuevos microprocesadores y los entregó a varios de sus clientes para incluirlos en nuevos equipos electrónicos que se estaban desarrollando en esos momentos. El nuevo microprocesador tuvo tanto éxito comercial que Intel tuvo que aumentar la producción para cubrir las demandas realizadas por sus clientes. El 4004 fue la base tecnológica del 8080.


8080: La Arquitectura de 8 bits
El 8080 fue el primer microprocesador diseñado por Intel sobre una arquitectura interna de 8 bits, que en su momento era el microprocesador estándar para un pequeño sistema microinformático ya que a finales de la década de los setenta los microprocesadores de 8 bits eran los que soportaban este tipo de sistemas microinformáticos. En aquella época la microcomputadora era un aparato del tamaño del teclado actual de una computadora personal que incluía en él el microprocesador y una pequeña memoria que podía llegar, como máximo, a 64 Kb. La entrada de información en la microcomputadora se producía a través de un teclado que llevaba adosado a su superficie, y los medios de almacenamiento masivo (discos flexibles o unidades de cintas) no estaban integrados en la unidad central del sistema, conectándose a ésta a través de sus puertas de comunicaciones por medio de unos cables. Cuando IBM comenzó a planificar, en el año 1980, el lanzamiento de una computadora personal (en inglés denominada Personal Computer o PC), diseñada y construida bajo su marca, el procesador inicial sobre el que se basó la capacidad de proceso de la nueva computadora fue el 8080. El problema del 8080, dentro de la estrategia que IBM había planificado para su nuevo sistema informático, era que tenía muy poca capacidad de expansión futura, ya que su arquitectura de 8 bits no le permitía poder manejar grandes cantidades de memoria ni le dotaba de una gran capacidad de proceso. Por ello, IBM, en un momento determinado de la etapa de desarrollo, se observó que construir su nueva computadora sobre la base de un microprocesador de 8 bits era encerrarlo dentro de un mercado demasiado pequeño y que pronto se vería superado. Los técnicos de IBM previeron acertadamente que iban a dar al nuevo microsistema unas grandes posibilidades de desbancar del mercado de las microcomputadoras al resto de sus competidoras dotándole, al mismo tiempo, de unos grandes avances técnicos, así como de una mayor capacidad de expansión y, por lo tanto, de vida útil gracias a las mejoras introducidas en:
1.- Una mayor capacidad de proceso.
2.- Optimización en el manejo de la memoria principal.
3.- Mejora técnica de los microprocesadores basados en la arquitectura de 16 bits con respecto a los microprocesadores de 8 bits en que se basaban el resto de los microcomputadoras. Esta fue la razón fundamental por la que IBM desechó el 8080 como pieza fundamental de la nueva computadora, pasando a negociar con Intel la posibilidad de utilizar otro procesador y, por ello, ambas empresas comenzaron a investigar con microprocesadores de la familia del 8086.


8086: La Arquitectura de 16 bits
El 8086 surgió, en abril de 1979, como el primer microprocesador comercial diseñado totalmente sobre una arquitectura de 16 bits y con la misión de ser la unidad central de proceso de una microcomputadora. La ventaja que suponía la utilización del 8086 a nivel de capacidad de proceso y posibilidades de expansión futura permitió a los técnicos de IBM decidirse por el cambio de arquitectura en la construcción del nuevo sistema informático. Este cambio, sin embargo, no fue sencillo y planteó dos problemas bastante importantes al departamento de investigación y desarrollo de IBM:



1. En el año 1980 existían muy pequeñas cantidades de circuitería y microcomponentes con una arquitectura de 16 bits.



2. Los costos de inclusión de estos componentes en el sistema informático eran astronómicos para el precio al que IBM pretendía poner a la venta el nuevo sistema informático, pues sólo se utilizaban en equipos electrónicos dedicados a tareas muy especializadas como aplicaciones científicas o incluso en la carrera espacial. Estos problemas originaron que la primera computadora personal no pudiera construirse con un 8086 como unidad central de proceso y retrasaron durante varios años el que las arquitecturas puras de 16 bits pudieran generalizarse en el parque informático comercial. De hecho, el 8086, aunque fue un microprocesador tecnológicamente más avanzado que el 8088, nunca fue una estrella comercial de Intel, ya que cuando se generalizaron los componentes basados en arquitecturas de 16 bits Intel ya había desarrollado otro chip mucho más potente que significó la gran revolución dentro del campo de la informática: el 80286. Pero como no se han de adelantar acontecimientos, simplemente indicar que IBM tuvo que solucionar el problema causado por la falta de componentes comercialmente asequibles basados en la arquitectura de 16 bits. La solución que ideó permitió la utilización de los componentes comerciales basados en arquitecturas de 8 bits a un microprocesador con una arquitectura interna de 16 bits utilizando un microprocesador híbrido de las dos arquitecturas en sus nuevos sistemas informáticos: el 8088.

8088: el Híbrido 8/16 bits
El 8088 es un microprocesador de la familia del 8086, con una arquitectura interna de 16 bits, pero que tiene la muy conveniente capacidad de poder comunicarse con componentes de arquitecturas de 8 bits, que eran los componentes para microcomputadoras más desarrollados por las empresas fabricantes en ese momento. El 8088 se convirtió en el microprocesador que iba a controlar las primeras computadoras personales de IBM. Permitió hacer un nuevo sistema informático accesible al público, con una nueva arquitectura, mucha más potencia y pudiendo utilizar componentes comunes a las microcomputadoras que en ese momento estaban operativas. La utilización de componentes electrónicos comerciales, existentes ya en ese momento en el mercado, sorprendió a los técnicos, ya que al diseñar el PC, IBM no utilizó procesadores diseñados y desarrollados por sus propios departamentos de investigación y desarrollo, como había sido su política hasta ese momento, sino que aprovechó semiconductores estándares que ya estaban siendo utilizados por la mayoría de empresas del sector de la informática. El 8088 es capaz de direccionar (manejar) 1 megabyte de memoria principal (recordemos que ENIAC, la primera computadora propiamente dicha, manejaba 4 kilobytes de memoria, unas 25 veces menos capacidad).

80286: La Explosión de los Micros
El 80286 fue una evolución natural del 8086. Se diseñó como un microprocesador con una arquitectura de 16 bits, pero con capacidades que le hacían muy superior a su predecesor. Con la llegada del 80286 se rompe la barrera existente en el tamaño de la memoria principal pasando del megabyte de tamaño máximo que podía direccionar el 8088. Además del aumento de velocidad de proceso en un 50 % con respecto al 8086, el 80286 supuso el origen de uno de los principales aspectos fundamentales de los actuales sistemas informáticos: la multitarea. La introducción de la multitarea en las computadoras personales supuso la posibilidad de eliminar los cuellos de botella en los procesos de entrada/salida que caracterizaban a los anteriores microprocesadores. Por otra parte, además de mejorar los procesos operativos, permitió compartir los recursos de una máquina por parte de diferentes usuarios siendo una de las bases de las actuales redes de computadoras. El 80286 tiene un modo de trabajo denominado protegido en el que, cuando se trabaja en multitarea, se evitan las interferencias entre los diferentes procesos de las distintas tareas, proporcionando aislamiento a las distintas áreas de memoria del sistema informático, que utiliza cada tarea como zona de trabajo, para evitar que las operaciones de una de las tareas que están ejecutándose conjuntamente en un mismo período de tiempo afecten a los datos de otra de las tareas en ejecución.


80386: la Arquitectura de 32 bits
El 80386 apareció comercialmente a finales del año 1985 y supuso la primera incursión de una microcomputadora en el campo de la arquitectura de los 32 bits. El procesador puede efectuar cálculos y operar con palabras de 32 bits frente a las palabras de 16 bits con las que operaban sus predecesores. La mayor potencia de cálculo de este microprocesador, que llegó a tener rendimientos tres veces superiores en su capacidad de proceso a los que contaba el Intel 80286, provocó un aumento de la potencia en los sistemas microinformáticos, de tal magnitud, que las computadoras basadas en este microprocesador alcanzaron prestaciones similares a las de algunas minicomputadoras. La utilización de memorias caché, que permitían mejorar el tiempo de acceso a la memoria principal del sistema informático, permitió construir la arquitectura de memoria más rápida existente hasta esos momentos. La alta capacidad de proceso de los sistemas basados en el microprocesador 80386, unida a la existencia de mejores subsistemas de almacenamiento y la posibilidad de una mayor capacidad de ampliación de los sistemas informáticos, gracias a una compatibilidad creciente entre los productos de los diferentes fabricantes comerciales, permitieron que a partir de la aparición de estos modelos de sistemas informáticos ya fuera posible la realización plena de procesos multitarea y multiusuario en el entorno microinformático. Uno de los aspectos más destacados en el aumento de potencia del 80386 es que podía llegar a manejar 4 gigabytes de memoria principal RAM con una gestión de la memoria mucho más flexible y mejorada que la de los anteriores microprocesadores. El rendimiento del 80386 podía oscilar entre los 3 y 4 mips (millones de instrucciones por segundo) y tenía la facilidad de trabajar en modo de máquina virtual, esto es, no sólo tenía la capacidad de multitarea del 80286, sino que una máquina basada en el 80386 podía trabajar con varios sistemas operativos distintos al mismo tiempo ejecutando las aplicaciones que estuvieran corriendo en cada uno de ellos.

80486: la Integración Total
El microprocesador 80486 surge a principios de los años noventa convirtiéndose en el microprocesador integrado por excelencia. El 80486 supuso unir por primera vez en una sola cápsula el procesador central de la computadora, su coprocesador matemático, así como la controladora caché que permite una rápida transferencia de datos a la memoria del nuevo sistema informático. El coprocesador matemático es un microprocesador especializado que permite optimizar el proceso de operaciones matemáticas con números reales. Los microprocesadores anteriores al 80486 sólo podían trabajar con números enteros, debiendo emular el proceso con números reales, lo que aumentaba el tiempo de proceso, o ayudarse de un coprocesador matemático especializado en trabajar con números reales para realizar cálculos matemáticos complejos. El 80486 está compuesto por más de un millón de transistores integrados de tal forma que suple a tres subsistemas existentes en el 80386: o El microprocesador central. o El coprocesador matemático. o El controlador de la memoria caché.

El Pentium.
En el año 1993 el microprocesador más potente, fabricado por Intel, existente en el mercado es el Pentium o, de otra manera, el 80586, del cual se han diseñado muchos modelos y se clasifican en:
- El Pentium
- El Pentium II
- El Pentium III
El Pentium
El Pentium integra más de tres millones de transistores gracias a la nueva tecnología de integración de 0,6 micrometros y a la posibilidad de diseño del microprocesador en cuatro capas. Un punto fundamental del Pentium es que se puede integrar en sistemas informáticos multiprocesadores (con más de un procesador operativo). Su velocidad de proceso llega hasta los 200 megaherzios. Estas características técnicas le llevan a poder realizar alrededor de cien millones de instrucciones por segundo.

El PentiumII



El Pentium II es un microprocesador que incluye la tecnología MMX ó Multimedia eXtensions, la misma que es un conjunto de instrucciones especiales para el manejo de la multimedia, y está construido con 7.5 millones de transistores aproximadamente. Su principal característica es la alta velocidad de reloj. Otra ventaja es la inclusión de 512 KB de memoria Caché dentro del mismo encapsulado, con lo cual su rendimiento aumentó sustancialmente.

El Pentium III
Intel ha dado al Pentium III un total de 70 nuevas instrucciones para el procesador diseñadas especialmente para acelerar los juegos, plug-ins de internet, gráficas y aplicaciones de reconocimiento de instrucciones vocales. A Pesar de su nombre , el Pentium III no representa un avance generacional como lo fueron en su época el Pentium y el Pentium II. Esos chips introdujeron cambios fundamentales en las tecnologías de procesamiento como son: Caché y bus de sistema. El Pentium III es básicamente un Pentium II, con el mismo caché secundario fuera del chip de 512 KB y bus de sistema de 100 Mhz. Dicho esto, las nuevas 70 instrucciones que Intel llama extensiones Streaming SIMMD son las que diferencian al Pentium III de sus predecesores. Las instrucciones se dirigen a los trabajos de intensa carga para el CPU: Filtrado de imágenes, cálculos geométricos en 3D y análisis de la forma de onda.



Síntesis de los Procesadores lanzados por Intel:
Procesador / Velocidad
4004 N/A
8086 y 8088 8Mhz
80286 12Mhz
80386 33Mhz/40Mhz
80486 66Mhz/100Mhz
Pentium 100Mhz/200Mhz
Pentium II 200Mhz/450Mhz
Pentium III 450Mhz/…

Procesadores: CISC y RISC

Los procesadores se agrupan hoy en dos familias, la más antigua y común de las cuales es la "CISC" o "Complex InstructionSet Computer": computador de set complejo de instrucciones. Esto corresponde a procesadores que son capaces de ejecutar un gran número de instrucciones pre-definidas en lenguaje de máquina (del orden del centenar).

Desde hace unos años se fabrican y utilizan en algunas máquinas procesadores "RISC" o "Reduced Instruction Set Computer",es decir con un número reducido de instrucciones. Esto permite una ejecución más rápida de las instrucciones pero requiere compiladores (o sea traductores automáticos de programas) más complejos ya que las instrucciones que un "CISC" podría admitir pero no un "RISC", deben ser escritas como combinaciones de varias instruciones admisibles del "RISC". Se obtieneuna ganancia en velocidad por el hecho que el RISC domina instrucciones muy frecuentes mientras son operaciones menos frecuentes las que deben descomponerse.