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                       LECCION PRIMERA


En esta lección se explica como esta compuesto el ordenador
internamente.

                        La placa base:

Es el principal componente del ordenador, está compuesta por
varios circuitos impresos, chips, condensadores, resistencias
y demás componentes electrónicos.  En ella se encuentra la
CPU (unidad central de proceso), que alberga el núcleo o
corazón del sistema.

La CPU consta de varias partes destinadas cada una a una
determinada tarea.  Estas partes son:

     -ALU: unidad aritmético-lógica, es la encargada de
      realizar todos los cálculos y las operaciones lógicas,
      es decir el determinar si algo es verdadero o falso y
      comparar dos elementos indicando si son iguales o uno
      es mayor que otro.

     -UC: unidad de control, es la encargada de controlar el
      correcto funcionamiento de los demás componentes.

     -Memoria Central: en ella se guardan los datos que el
      ordenador necesita para trabajar y los programas cuando
      estos se están ejecutando.

Hoy en día no se suelen tener en cuenta estas unidades al
estar todas ellas (y varias más) incluidas dentro del
microprocesador.

El microprocesador, pues, es el encargado de controlar todo
el tráfico de datos dentro del ordenador, proporcionando
datos a los diferentes periféricos que se los soliciten,
ejecutando programas y realizando cálculos, y recibiendo de
ellos los que le sean necesarios.

La capacidad de un ordenador depende principalmente del
procesador que use.

Los ordenadores compatibles (IBM ▒PCs▓), usan principalmente
procesadores fabricados por Intel, que para distinguirse unos
de otros utilizan un número.  Estos procesadores son el 8088,
8086, 80286, 80386, y 80486, si bien hay otros fabricados por
NEC que se llaman V20 y V30, y varios 80386 y 80486
fabricados por AMD y CYRIX.  Estos procesadores presentan lo
que se denomina compatibilidad hacia abajo, es decir, que el
cada nuevo procesador es compatible con todos los anteriores,
pudiendo ejecutar las aplicaciones diseñadas para estos, y
además las diseñadas para el mismo.

Para acortar el nombre se prescinde de nombrar el 80,
quedando como 386 y ▒486▓, mientras que los 8088 y 8086 son
denominados XTs y los 80286 ATs.

Actualmente no se fabrican procesadores inferiores al 386,
por lo que los ATs y XTs, han quedado descatalogados y cada
vez son menos los programas que corren en ellos.

Otro parámetro que caracteriza la potencia de nuestro
ordenador es el bus de datos, por el que circulan todos los
datos entre el procesador y los periféricos.  Los buses
pueden ser de diversas capacidades, 8, 16, 32 o 64 bits.

Los bits son las únicas unidades que reconoce el ordenador,
sus únicos valores son 0 y 1, indicando la presencia o
ausencia de corriente.  El sistema de numeración utilizado
por el ordenador (llamado binario) le permite agrupar un
determinado grupo de estos bits de forma que puede formar
unidades mayores, así si agrupamos 8 bits obtendremos 256
combinaciones.  Pero de esto ya hablaremos más adelante.

Cuanto más ancho(en número de bits, claro está) sea el bus
del ordenador, más información podrá transmitir de una sola
vez.

La versiones de los procesadores 386 que utilizan un bus
interno de 32 bits y uno externo también de 32 bits, se
denominan 386DX, al DX se le suele llamar coletilla.
Pero hay otras versiones que disponen de un bus interno de 32
bits y uno externo de 16 bits, lo que los hace compatibles
con los primeros, pero más lentos a la hora de transmitir
información.  Estos llevan la coletilla de SX.

El bus externo es el bus de datos, mientras que el bus
interno es el ancho de los datos dentro del procesador, es
decir el tamaño de los datos que usa internamente este.

Hay operaciones matemáticas que el procesador tarda mucho
tiempo en ejecutar (sobre todo operaciones en punto flotante,
para acelerar la ejecución de estas operaciones se idearon
los coprocesadores, que son como otro procesador, pero
encargado únicamente de las funciones matemáticas más
difíciles, la numeración que se utilizaba era la misma que la
utilizada para los procesadores pero cambiando el 86 por un
87 (por ejemplo el procesador del 386 es el 387).
Actualmente la tendencia de los procesadores es incluir
dentro de ellos el coprocesador, como por ejemplo lo hacen
los 486DX.

Los coprocesadores no suelen ir de serie en los equipos,
excepto en los 486 o superiores que como ya he dicho está
incluido dentro del procesador, pero si se incluye en la
placa base un sitio para colocarlo denominado zócalo para el
coprocesador.

Existe una versión del procesador 486 a la que, para abaratar
su coste de cara al usuario) se le a eliminado el
coprocesador, es el llamado 486SX.

Por último, otro dato muy importante que define la velocidad
de un procesador es el pulso del reloj interno, que es un
reloj de cuarzo que envía impulsos, que actúan de
coordinadores de sus funciones, es decir si esta ejecutando
varias instrucciones, esperará a que le llegue un pulso de
reloj para ejecutar una y no ejecutará la siguiente hasta que
no le llegue otro pulso, esto evita que las instrucciones
choquen.  Estos pulsos se miden en Megahertzios (MHz).

Como no es cuestión de enrollarse más, con los procesadores,
vamos a dejarlo, pero antes comentar que hay algunos que se
denominan ▒DX2▓, estos están basados en una tecnología de
duplicación de reloj que los hace el doble de rápidos que los
convencionales, y que Intel desarrolla unos procesadores
llamados ▒Overdrive▓ que se ponen en un zocalo especial o en el
del propio procesador y que mejoran la capacidad de proceso
del mismo.

Ahora vamos a tratar otro elemento fundamental dentro de la
placa del ordenador, la memoria.

La memoria está dividida en casillas aisladas, contiguas unas
a otras que se denominan direcciones.

Las memorias son de muy diversos tipos dependiendo del uso
que se les de, así existen memorias:

     -RAM: (memoria de acceso aleatorio), es una memoria de
      lectura escritura, que sirve de memoria principal del
      sistema.  Es una memoria volátil, es decir, que al
      apagar el ordenador se borra, perdiendo su contenido.

      Su velocidad es muy grande, por lo que en ella se
      ejecutan los programas y se tratan los datos por el
      procesador.  Normalmente de entre 60 y 80 ns (más abajo
      se explica esta unidad).

     -ROM: es una memoria de solo lectura, que se suele
      utilizar para almacenar ciertos datos, que le dicen al
      ordenador que hacer cuando arranca, y algunos programas
      internos del sistema (BIOS).

     -PROM: es una memoria programable de solo lectura, es
      decir que se puede programar electrónicamente, pero una
      vez programada ya no se puede volver a programar.  Se
      basa en fundir enlaces, con corrientes eléctricas, con
      lo que el circuito queda fijado de forma que no se
      pueden cambiar sus datos.  Su programación se realiza
      con un aparato llamado programador de Prom.

     -EPROM: es una memoria igual que la anterior pero en
      este no se funde enlaces, sino que al aplicar las
      cargas el circuito se programa hasta que sea expuesto a
      la luz ultravioleta lo que hace que pierda las cargas y
      pueda reprogramarse.

     -EEPROM: es una Prom que se puede borrar y programar
      electrónicamente, sin necesidad de utilizar el método
      de exposición a la luz ultravioleta.

     -CACHE: las memorias caché son memorias destinadas a
      solucionar el problema de los embotellamientos de
      datos.  Estos embotellamientos están provocados porque
      los nuevos procesadores procesan la información más
      rápido de lo que los datos se transfieren a la memoria,
      lo que provoca un embotellamiento en la salida de los
      datos hacia la memoria, que ralentiza al procesador.

      El procesador deja los datos en esta memoria que es
      extremadamente rápida, y otro chip especializado se
      encarga de coger los datos de esta memoria y ponerlos
      en el lugar que les corresponde dentro de la RAM.

      Su velocidad suele ser de 25 ns.

      Para saber más sobre la memoria caché pulse sobre
      el siguiente botón:

                         ┌─────────┐
                         │  ▒caché▓  │
                         └─────────┘


En los ▒PCs▓ encontraremos memoria ROM, RAM y Caché.
La capacidad de almacenamiento de las memorias se mide en
bytes, cada byte esta formado por 8 bits, lo que nos dice que
un byte es un número entero del 0 al 255 (256 combinaciones).
Al agrupar 1024 bytes tenemos 1 Kbyte (Kilobyte),
habitualmente denominado 1 K, 1024 Kbytes, forman 1 Mbyte
(Megabyte).
Puesto que sería un quebradero de cabeza expresar la memoria
de nuestro equipo en bytes, esta se suele expresar en Kbytes
o Mbytes.

La placa dispone de conexiones para una determinada cantidad
de memoria.

La rapidez de la memoria se mide en nanosegundos (ns) lo que
nos da una idea de su rapidez, 1 nanosegundo es una
mil-millonésima de segundo.  Esta medida nos da el tiempo que
tarda la memoria en suministrarnos el dato que le hemos
suministrado.

Antes he hablado del bus, para definirlo se puede decir que
es el sistema físico empleado para enviar datos, direcciones
y señales de control en un ordenador.

En el bus se instalan los chips auxiliares que forman la
circuitería particular de la placa principal.

Algunos de estos chips son:

     -El chip ▒DMA▓: que se usa para el acceso directo a
      memoria.

     -El generador de reloj: de el dependen los impulsos de
      reloj, que marcan el ritmo de trabajo del procesador.

     -El 8253: es un chip temporizador programable, que se
      encarga, entre otras cosas, de generar sonidos para el
      altavoz del ordenador.

     -El FDC: que controla las unidades de disco y el
      interface de periféricos,y que también es programable.


Al bus se conectan todos los chips, componentes, tarjetas y
periféricos del ▒PC▓, para de esta forma poder enviar y recibir
información entre ellos, siempre bajo el control del
procesador.

El bus se divide a su vez en el bus de control, por el que
circulan señales de control y temporización, el bus de
direcciones, por el que circulan las direcciones de memoria,
y el bus de datos.

Una vez dicho todo esto solo queda definir lo que es la
arquitectura de la placa base.
Dicha arquitectura es la estructura general de un ordenador,
que define las relaciones entre las unidades funcionales del
ordenador, el flujo de datos entre ellas y la estructura de
las mismas, así como todos los aspectos del diseño del
sistema.
Define también la forma en la que se conectan los diversos
dispositivos de entrada/salida al ordenador y también su
disposición en el equipo.

Estos dispositivos se conectan al ordenador mediante
circuitos impresos denominados tarjetas, en unos zócalos que
el ordenador tiene dispuestas a tal fin y que se denominan
slots o ranuras de expansión.

Las arquitecturas principales de los sistemas de hoy en día
son:

     -▒ISA▓: acepta antiguas tarjetas de 8 y 16 bits, pero
      también las de 32 bits.

     -▒EISA▓: es una arquitectura de grandes prestaciones, que
      aunque tiene su propia especificación para los slots,
      permite aprovechar las tarjetas diseñadas para ISA.

     -▒MCA▓: no acepta más que tarjetas de 32 bits diseñadas
      para esta arquitectura.  Es cara y normalmente solo se
      puede encontrar en sistemas ▒IBM▓.


Todos estos componentes, y algunos de los periféricos,
reciben electricidad de la fuente de alimentación.  Esta
fuente alimenta la placa principal, las unidades de
almacenamiento masivo, el monitor y algunos otros componentes
del sistema.

Pero todos estos componentes como es lógico no pueden estar
al descubierto, pues posiblemente nos electrocutaríamos, los
romperíamos y no serían muy decorativos que digamos.
Todos ellos se montan dentro de la caja.  Es decir una caja
de plástico o de metal que recubre y a la que están
atornillados todos los componentes del ordenador.

Estas cajas se dividen en Mini (ó baby), Desktop (ó
sobremesa), Minitower (ó semitorre, ó minitorre), Tower (ó
torre) y Cubo.

ejemplos:

              Mini                          Tower

     ┌────────────────────┐               ┌───────┐
     │ ≡≡≡≡≡≡≡≡ ■■■ ──█── │               │ ──█── │
     └────────────────────┘               │ ────_ │
                                          │       │
                                          │   o   │
                                          │   o   │
            Desktop                       │   o   │
                                          │ ≡≡≡≡≡ │
     ┌────────────────────┐               │ ≡≡≡≡≡ │
     │ ■■■■   ≡≡≡≡≡ ──█── │               │ ≡≡≡≡≡ │
     │ 33 MHz ≡≡≡≡≡ ────_ │               └───────┘
     └────────────────────┘

                                            Cubo
           Minitorre               ┌────────────────────┐
                                   │ ≡≡≡≡≡≡≡≡ ■■■ ──█── │
           ┌───────┐               │ ≡≡≡≡≡≡≡≡ ■■■ ────_ │
           │ ──█── │               │ ≡≡≡≡≡≡≡≡ ■■■ ──█── │
           │ ────_ │               │ ≡≡≡≡≡≡≡≡     ────_ │
           │   o   │               │ ≡≡≡≡≡≡≡≡           │
           │   o   │               │ ≡≡≡≡≡≡≡≡           │
           │   o   │               │ ≡≡≡≡≡≡≡≡ 66 MHz    │
           │ ≡≡≡≡≡ │               └────────────────────┘
           └───────┘