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Ranuras

ISA 8 ((XT), ISA 16 (AT)

La ranura Industry Standard Architecture (ISA) es una ranura de expansión de 16 bits capaz de ofrecer hasta 16 MB/s a 8 mega hercios. Los componentes diseñados paral a ranura AT eran muy grandes y fueron de las primeras ranuras en usarse en las computadoras personales.

 Ancho en bits: 8 o 16

 Velocidad de transferencia: 4-5 MB/s​

MCA


 El "bus" es una palabra que traducida literalmente significa transporte. El bus es un conjunto de líneas eléctricas que el dispositivo integra para comunicarse con el resto de los componentes de la computadora. Hay varios tipos de bus, ya que cada dispositivo necesita enviar diferentes tipos de información, entre ellos están los siguientes:

- Ejemplo: tenemos un dato que va a ser guardado en memoria RAM.
.Bus de direcciones: se encarga de que determinar en qué lugar exacto de memoria        se escribirá el datos. Bus de control: maneja el momento y la forma de escribir el dato. Bus de datos: se encarga de enviar el dato.

 El más utilizado para describir las características es el bus de datos, y el rendimiento del bus MCA está en función de la velocidad del dispositivo y su capacidad de datos.

 - Ejemplo: si una ranura MCA indica que trabaja a 32 bits y tiene una frecuencia de trabajo de 10 MegaHertz (Hz), entonces se calcula la velocidad de transferencia de la siguiente manera:

EISA

 proviene de las siglas de ("Extended Industry Standard Architecture") ó arquitectura estándar de la industria. Este tipo de ranura se comercializa con una capacidad de datos de 32 bits. En 1988 nace el nuevo estándar EISA , patrocinado por el llamado Grupo de los nueve .

AMR

a Audio/Modem Riser (AMR) es una ranura deexpansión en la placa base para dispositivos de audio (como tarjetas de sonido) presente en placas de Intel Pentium III, Intel Pentium IV y AMD Athlon.

PCI

Las tarjetas de expansión más comunes sirven para añadir memoria, controladoras de unidad de disco, controladoras de vídeo, puertos serie o paralelo y dispositivo de módem interno. Las tarjetas suelen ser de tipo Peripheral Component Interconnect (PCI), PCI-Express o Accelerated Graphics Port (AGP).

Ranuras  Ram

(sigla en inglés de dual in-line memory module, traducible como «módulo de memoria de dos lineas») son, al igual que sus precedentes SIMM, módulos de memoria RAM que se conectan directamente en las ranuras de la placa base de las computadoras personales y están constituidos por pequeños circuitos impresos que contienen circuitos integrados de memoria. Los módulos DIMM son reconocibles externamente por tener cada contacto (o pin) de una de sus caras separado del opuesto de la otra, a diferencia de los SIMM en que cada contacto está unido a su opuesto.

 

 CONECTORES 

Los conectores, normalmente denominados "conectores de entrada/salida" (o abreviado conectores E/S) son interfaces para conectar dispositivos mediante cables. Generalmente tienen un extremo macho con clavijas que sobresalen. Este enchufe debe insertarse en una parte hembra (también denominada socket), que incluye agujeros para acomodar las clavijas. Sin embargo, existen enchufes "hermafroditas" que pueden actuar como enchufes macho o hembra y se pueden insertar en cualquiera de los dos. Cables de datos: Los principales cables (también llamados a veces fajas) utilizados para la transmicion de datos:


Faja FDD o de disquetera:

Imágenes de dos tipos diferentes de cables FDD, uno plano y otro redondo. Es el cable o faja que conecta la disquetera con la placa base. Se trata de un cable de 34 hilos con dos o tres terminales de 34 pines. Uno de estos terminales se encuentra en un extremo, próximo a un cruce en los hilos.

Este es el conector que va a la disquetera asignada como unidad A. En el caso de tener tres conectores, el del centro sería para conectar una segunda disquetera asignada como unidad B. El hilo 1 de suele marcar de un color diferente, debiendo este coincidir con el pin 1 del conector.

Faja IDE de 40 hilos: 

Imagen de una faja IDE de 40 hilos. Las fajas de 40 hilos son también llamadas Faja ATA 33/66, en referencia a la velocidad de transferencia que pueden soportar.
La longitud máxima no debe exceder los 46cm. Al igual que en las fajas FDD, el hilo 1 se marca en color diferente, debiendo este coincidir con el pin 1 del conector. Este tipo de faja no sirve para los discos IDE modernos, de 100Mbps o de 133Mbps, pero si se pueden utilizar tanto el lectoras como en regrabadoras de CD / DVD.


Cable SATA:

En estas imágenes podemos ver un cable SATA y, en la de la derecha, los conectores en detalle. Las unidades SATA (discos duros, regrabadoras de DVD...) utilizan un tipo específico de cable de datos. Estos cables de datos están más protegidos que las fajas IDE y tienen bastantes menos contactos. En concreto, se trata de conectores de 7 contactos, formados por dos pares apantallados y con una impedancia de 100 Ohmios y tres cables de masa (GND).

Los cables de masa corresponden a los contactos 1, 4 y 7, el par 2 y 3 corresponde a transmisión + y transmisión - y el par 5 y 6 a recepción - y recepción +. Este tipo de cables soporta unas velocidades muchísimo más altas que los IDE (actualmente hasta 3Gbps en los SATA2), así como unas longitudes bastante mayores (de hasta 2 metros).

Las conexiones SATA son conexiones punto a punto, por lo que necesitamos un cable por cada dispositivo.


Cables USB:

Izquierda, cable USB. A la derecha, conectores tipo A y B. Los cables USB son cada vez más utilizados en conexiones exteriores. Se trata de cables de 4 contactos, distribuidos de la siguiente forma: Contacto 1.- Tensión 5 voltios. Contacto 2.- Datos -. Contacto 3.- Datos +. Contacto 4.- Masa (GND).

Dado que también transmiten tensión a los periféricos, es muy importante, sobre todo en las conexiones internas (a placa base mediante pines) seguir fielmente las indicaciones de conexión suministradas por el fabricante de la placa base, ya que un USB mal conectado puede causar graves averías, tanto en el periférico conectado como en la propia placa base.

Las conexiones USB soportan una distancia máxima de 5 metros, aunque con dispositivos amplificadores se puede superar esta distancia.

Cables PS/2:





















Los cables con conectores PS/2 son los utilizados para el teclado y el ratón. Normalmente los conectores están señalados en color violeta para el teclado y verde para el ratón.


Cables UTP (RJ-45):

Son los utilizados para las conexiones de red, ya sea interna o para Internet mediante un router. Pueden ser planos (cuando los dos conectores tienen los mismos códigos de colores en el cableado) o cruzados.

Puede ser de varios tipos y categorías, siendo el mas empleado el de categoría 5 (C5). Tiene en su interior 4 pares de cables trenzados y diferenciados por colores (blanco naranja, naranja, blanco verde, verde, blanco azul, azul y blanco marrón y marrón).

Es importante recordar que la longitud máxima de un cable de red no debe exceder de los 100 metros.


Vamos a numerar los hilos:
 1 Blanco – Naranja
 2 Naranja
3 Blanco – verde
 4 Verde
5 Blanco – Azul
6 Azul
 7 Blanco – Marrón
 8 Marrón
El orden estándar de colocación de los hilos, siempre con la pestaña del conector hacia abajo, seria: Estándar 568-B: 1-2-3-5-6-4-7-8,
correspondiendo estos números al orden indicado en cable de red.
 Estándar 568-A: 3-4-1-5-6-2-7-8,
correspondiendo estos números al orden indicado en cable de red.

Esquema de posicionamiento de los hilos en los conectores RJ-45.


Conectores de gráfica:

Los cables conectores de gráfica son los que unen la salida de la tarjeta gráfica con el monitor. Estos cables pueden ser de dos tipos.

Los tradicionales VGA de 15 pines o los nuevos digitales DVI. En la actualidad las tarjetas gráficas de gama alta suelen traer solo conectores DVI, pero existen adaptadores DVI-VGA.


Conectores de audio:

El audio se conecta mediante cables con clavijas del tipo Mini jack, de 3.5 mm.

Existe un código de colores según el cual la salida de señal a los altavoces es una clavija verse y la entrada de micrófono es una clavija rosa.


Conectores eléctricos: 
En nuestro PC encontramos una serie de conectores eléctricos, encargados de suministrar energía a los diferentes componentes.
Todos estos conectores provienen de la fuente de alimentación, y son los siguientes:

Conector ATX:

                                                                              

A la izquierda, un conector ATX de 20 pines. A la derecha, un conector ATX de 24 pines. Como se puede observar, los 4 pines extra se pueden separar del resto.

 Es el conector encargado de suministrar alimentación a la placa base y a los componentes que se alimentan a través de ella.

En estándar ATX se compone de un conector rectangular de 20 o 24 pines, dependiendo que sea ATX 1.0 o 2.2.








                                       






La versión actual de ATX es la 2.2, que consta de un conector de 24 pines, un conector de 4 pines (2 x 12v y 2 x masa), un conector de 6 pines (3 x 12v y 3 x masa) para placas PCIe y conectores de alimentación para SATA, además de los habituales molex de alimentación de componentes. Algunas fuentes de alimentación llevan también conectores de alimentación para tarjetas gráficas SLI.



En el siguiente esquema podemos ver el esquema de los conectores de 20 pines y de 24 pines. En el recuadro azul los correspondientes a los conectores ATX de 20 pines y en el recuadro rojo los 4 pines extra. Normalmente estos 4 pines se pueden desmontar para utilizar una fuente ATX 2.2 en una placa con conector de 20 pines.

Se conocen como Molex a los conectores de alimentación utilizados para los dispositivos IDE.

Estos molex pueden ser de dos tamaños, pero la distribución en todos los casos es la misma: Rojo - Alimentación 12 v. Negro - Masa (GND). Negro - Masa (GND). Amarillo - Alimentación 5 v.

Hay multiplicadores de molex y adaptadores molex - SATA, como los mostrados en las imágenes inferiores.

SOCKETS 

Zócalo o conexión de la placa base que se utiliza para instalar el procesador. 

Tipos de sockets (desde los antiguos hasta los más nuevos) Los diferentes micros no se conectan de igual manera a las placas: 

 Socket, con mecanismo ZIF (Zero Insertion Force).En ellas el procesador se inserta y se retire sin necesidad de ejercer alguna presión sobre él. Al levantar la palanquita que hay al lado se libera el microprocesador, siendo extremadamente sencilla su extracción. Estos zócalos aseguran la actualización del microprocesador. Antiguamente existía la variedad LIF (Low Insertion Force), que carecía de dicha palanca.

  Slot A / Slot 1 /Slot 2. Existieron durante una generación importante de PCs (entre 1997 y 2000 aproximadamente) reemplazando a los sockets. Es donde se conectan respectivamente los primeros procesadores Athlon de AMD / los procesadores Pentium II y primeros Pentium III y los procesadores Xeon de Intel dedicados a servidores de red. Todos ellos son cada vez más obsoletos. El modo de insertarlos es a similar a una tarjeta gráfica o de sonido, ayudándonos de dos guías de plástico insertadas en la placa base. 

 En las placas base más antiguas el micro iba soldado, de forma que no podía actualizarse. Hoy día esto no se ve en lo referente a los microprocesadores de PC.

DIAGRAMA DE BLOQUE

Diagrama a bloques de una computadora

Bus de datos: Interconecta los dispositivos de Entrada/Salida, la memoria RAM y el CPU.

Bus de direcciones: Se utiliza para direccionar las localidades de memoria y los dispositivos de Entrada/Salida.

          Procesador

Se considera el cerebro de la computadora. Controla la operación de la computadora y lleva a cabo las funciones de procesamiento de datos. Generalmente se le conoce como CPU por las siglas en inglés de Central Process Unit. Está formado por la unidad de control, la unidad aritmético-lógica y registros.

La unidad de control es el núcleo del procesador sus funciones son:  

a)     Leer e interpretar las instrucciones de los programas.

            b)    Dirigir la operación de los componentes internos del procesador.

            c)     Controlar el flujo de entrada/salida de programa y datos en RAM.

La Unidad de Control está formada por:

• Registro de Instrucción. Contiene la  configuración   que identifica a la instrucción  que  en ese momento se  está e ejecutando.
• Registro de Propósito General. Memorias de alta velocidad que almacena los datos que requieren procesamiento inmediato e información de control.
• Contador de Programa: Contiene la dirección de RAM de la siguiente instrucción que se ejecutará. Al inicio contiene la primera dirección del programa. Cada vez que se termina una instrucción, se incrementa automáticamente en uno.
• Reloj. El reloj es un circuito oscilador que genera pulsos a una frecuencia constante . Estos pulsos sincronizan la ejecución de cada instrucción Si en una computadora el reloj tiene un periodo de 100 ns 1x10-9 se dice que trabaja a 10 MHz.
• El Decodificador se encarga de extraer el código de operación de la instrucción que está en el Registro de Instrucción, lo analiza y determina el conjunto de pasos elementales en que se descompone esa instrucción concreta y emite, a través del secuenciador, las señales necesarias al resto de elementos para su ejecución.
•  El Secuenciador envía mediante el bus de datos señales de controla también llamadas microórdenes  a los componentes del sistema. Estas microórdenes sincronizadas por el reloj hace que se vaya   ejecutando la instrucción.

       Unidad Aritmético Lógica

   

Se le conoce como ALU, siglas en Inglés de (Arithmetic Logic Unit). Es un conjunto de circuitos electrónicos digitales que realizan operaciones aritméticas y lógicas elementales. Se comunica con las otras unidades a través del bus. La ALU está constituída por:

 

·         Circuito Operacional: Es conjunto de compuertas básicas organizadas en diferentes arreglos para llevar a cabo las operaciones.

·         Registros de Entrada: Guardan los datos que necesita una instrucción para poder ser efectuada.

·         Acumulador: Guarda los resultados de las operaciones realizadas por el circuito operacional. Se conecta con los registros de entrada (en caso de encadenación) y

con el bus de datos para la transmisión de resultados a la Unidad de Control o a la memoria.

·         Registros de Estado: Grupo de biestables que guardan condiciones de la última operación que puedan afectar a operaciones posteriores.

           Memoria Primaria

Circuitos donde se almacenan en forma temporal los programas y los datos. La información procesada por el CPU se almacena normalmente en la memoria principal hasta que termina la ejecución del programa. Existen diferentes tipos de memoria primaria:

 

                                            ·         ROM: Read Only Memory. Viene programada de fábrica, sólo puede leerse. Un ejemplo es el BIOS.

   ·         FLASH: (Memoria Instantánea) Memoria no volátil que el usuario puede alterar, es parte de muchos dispositivos de entrada/salida y de almacenamiento.

                            ·   Caché: Trabaja de forma similar a la RAM, pero acelera y facilita aún más la transmisión       de                                      datos e instrucciones. Se dice que es 5 ó 6 veces mas rápida que la RAM pero es mucho más cara. Se                                  ubica entre el procesador y la RAM.

·         RAM (Random Access Memory): Memoria de lectura/escritura. Usualmente se conoce como memoria principal. Todos los programas y datos deben transferirse a RAM desde un dispositivo de entrada. La memoria está dividida en celdas numeradas consecutivamente. A esta numeración se le conoce como dirección de memoria. La memoria RAM es volátil.

Elementos de la memoria

1)     Registro de Dirección de memoria: Contiene la dirección de memoria de la celda en la que se va a realizar una operación de lectura o de escritura.

2)     Registro de Intercambio de Memoria: En operaciones de lectura recibe el dato que se lee para enviarlo a otra unidad a través del bus. Si la operación es de escritura entonces por el bus recibe un dato procedente de otra unidad.

3)     Selector de memoria: Conecta la celda con la que se va a realizar una operación con el registro de intercambio de memoria.

Memoria Secundaria

Son los diversos dispositivos en los cuales se almacena información en forma semipermanente. Los datos se almacenan en la memoria secundaria y luego se llevan a la memoria RAM. Actualmente existe una gran variedad de medios de almacenamiento secundario, entre estos podemos mencionar: Disco flexible, cintas magnéticas, disco duro, cd-rom, dvd, etc.

Ciclo de Instrucción

La ejecución de una instrucción involucra dos fases: la primera es la fase de búsqueda de la instrucción en donde se hace la transferencia de la instricción que se va a a ejecutar desde la RAM a la Unidad de Control. La segunda es la fase de ejecución la cual consiste en la realización de todas las acciones que conforman la instrucción en sí.

Fase de Búsqueda

  

1)     La unidad de control envía una microorden para que el Contador de Programa pase su contenido al Registro de Dirección de Memoria.

2)     El selector activa la celda.

3)     El contenido de la celda pasa al Registro de Intercambio de Memoria

4)     La instrucción pasa al Registro de Instrucción

5)     El Decodificador analiza la instrucción, se prepara para activar el circuito que realiza la operación en la ALU e informa al secuenciador.

6)     El contador de programa se autoincrementa en 1.

Fase de Ejecución

1. Se transmite la dirección de la primera instrucción del Registro de Instrucción al Registro de Dirección de Memoria.

2. El selector conecta la celda al Registro de Intercambio de Memoria y extrae el operando 1.

3 El operando pasa del Registro de Intercambio de Memoria al Registro de Entrada 1.

4.  Se transmite la dirección del segundo operando del Registro de Instrucción al Registro de Dirección de Memoria.

5.  El selector conecta la celda al Registro de Intercambio de Memoria y extrae el operando 3.

6. El operando pasa del Registro de Intercambio de Memoria al Registro de Entrada 2.

7. El secuenciador manda una microorden a la ALU para que ejecute la operación. El resultado se guarda en el Acumulador.

8. El resultado pasa de la Alu al Registro de Intercambio de Memoria.

9. Se transfiere la dirección donde se va a guardar el resultado al Registro de Dirección de Memoria.

10. Se activa la celda con el Selector y el resultado pasa del Registro de Intercambio de Memoria a la celda de memoria.