Chipset y Aplicaciones y Ambientes de Servicio

ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS

Unidad 3

UNIDAD III

Selección de Componentes para Ensamble de Equipos de Cómputo

Chip Set

El chipset es chipset es un conjunto de chips situado en la placa base. Pues como su propio nombre indica, chipset , es un “conjunto de chips”. Estos chips se encuentran siempre soldados en la placa. Son fáciles de distinguir, pues son bastante

voluminosos. Es un elemento fundamental en la computadora, ya que se encarga de tareas tan importantes

como la gestión de los periféricos externos a través de los puertos de comunicación y de las ranuras de expansión, así como del control de la transferencia de datos entre el microprocesador mic roprocesador y la memoria. Tan importante es el chipset de de una placa base que la calidad de esta depende, en gran medida, del modelo de chipset que lleve integrado; además, el chipset también determina el tipo de microprocesador que podrá pincharse en la placa.

Definición: Se denomina Chipset (conjunto de circuitos integrados, integrados , traducido del ingles) a un conjunto de microchips diseñados para actuar en conjunto, y usualmente comercializados como una unidad. Se designa circuito integrado auxiliar al circuito al circuito integrado que es periférico a un sistema un sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar. Los chipsets de las placas madre actuales para arquitectura x86 (de 32 y 64 bits) suelen constar de 2 circuitos auxiliares al procesador principal: 

El NorthBridge El NorthBridge o puente norte se usa como puente como puente de enlace entre el microprocesador el microprocesador y la memoria. la memoria. Controla las funciones de acceso hacia y entre el microprocesador, la memoria la memoria RAM, el RAM, el puerto gráfico

ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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AGP o el PCI el PCI Express de gráficos, y las comunicaciones con el puente el puente sur. Al sur. Al principio tenía también el control de PCI, de PCI, pero pero esa funcionalidad ha pasado al puente sur. El SouthBridge El SouthBridge o puente sur controla los dispositivos asociados como son la controladora de discos IDE, IDE , puertos USB, Firewire, SATA, RAID, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR, CNR, puertos infrarrojos, disquetera, LAN, LAN, PCI Express 1x y una larga lista de todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. Es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.

Se suele comparar al Chipset con la médula espinal: una persona puede tener un buen cerebro, pero si la médula falla, todo lo de abajo no sirve para nada. En la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI AMD, ATI (comprada en 2006 en 2006 por AMD), Intel, AMD), Intel, NVIDIA, NVIDIA, Silicon Integrated Systems y VIA Technologies

Historia: Cuando a finales de los 70 comienzan a utilizarse microchips para fabricar ordenadores, casi todas la tareas recaían en la CPU. la CPU. Sus Sus fabricantes normalmente comercializaban una serie de chips auxiliares específicos de cada CPU que se encargaban de tareas como las comunicaciones serial o paralela o el control de periféricos, pero casi siempre requerían de la supervisión de la CPU. La aparición de los chips de sonido y gráficos se puede considerar como los primeros chips auxiliares en los que la CPU podía delegar tareas mientras se dedicada a otras cosas. Mientras que otras plataformas usan muy variadas combinaciones de chips de propósito general, los empleados en el Commodore el Commodore 64 y la Familia la Familia Atari de 8 bits, incluso bits, incluso sus CPUs, suelen ser diseños especializados para la plataforma, que no se encuentran en otros equipos electrónicos, por lo que se comienzan a llamar chipsets. Este término se generaliza en la siguiente generación de ordenadores de ordenadores domésticos : el Commodore el Commodore Amiga y el Atari ST son los equipos más potentes de los años 90, 90, y ambos tienen multitud de chips auxiliares que se encargan del manejo de la memoria, el sonido, los gráficos o el control de unidades de almacenamiento masivo dejando a la CPU libre para otras tareas. En el Amiga sobre todo se diferencian las generaciones por el chipset utilizado en cada una. Tanto los chips de los Atari de 8 bits como los del Amiga tienen como diseñador a Jay Miner, Miner, por lo que algunos lo consideran el precursor de la moderna arquitectura utilizada en la actualidad. Apple Computer comienza a utilizar chips diseñados por la compañía o comisionados expresamente a otras en su gama Apple gama Apple Macintosh, Macintosh , pero pese a que irá integrando chips procedentes del campo PC, nunca se usa el término chipset para referirse al juego de chips empleado en cada nueva versión de los Mac, hasta la llegada de los equipos G4. Mientras tanto el IBM el IBM PC ha optado por usar chips de propósito general (IBM nunca pretendió obtener el éxito que tuvo) y sólo el subsistema gráfico tiene una ligera independencia de la CPU. Hasta la aparición de los IBM Personal System/2 no se producen cambios significativos, y el término chipset se reserva para los conjuntos de chips de una placa de ampliación (o integrada en placa madre, pero con el mismo bus de comunicaciones) dedicada a un único propósito como el sonido o el subsistema SCSI. Pero SCSI. Pero la necesidad de ahorrar espacio en la placa y abaratar costes trae primero la integración de todos los chips de control de periféricos (las llamadas


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placas multi-IO pasan de tener hasta 5 chips a integrar más funciones en uno sólo) y con la llegada del bus PCI y las especificaciones ATX especificaciones ATX de los primeros chipsets tal y como los conocemos ahora


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NorthBridge: El Northbridge (traducido Northbridge (traducido como: "puente norte" en español) es el circuito el circuito integrado más importante del conjunto de chips (Chipset ) que constituye el corazón de la placa la placa madre. Recibe madre. Recibe este nombre por situarse en la parte superior de las placas madres con formato con formato ATX y por tanto es un término t érmino utilizado desde la aparición de este formato para ordenadores de sobremesa. También es conocido como MCH (concentrador MCH (concentrador controlador de memoria) en sistemas Intel y GMCH si incluye el controlador del sistema gráfico. Es el chip que controla las funciones de acceso desde y hasta el microprocesador, el microprocesador, AGP AGP o PCI-Express, memoria PCI-Express, memoria RAM, RAM, vídeo integrado (dependendiendo de la placa) y Southbridge. Su función principal es la de controlar el funcionamiento del bus del procesador, la memoria y el puerto AGP o PCI-Express. PCI-Express. De esa forma, sirve de conexión (de ahí su denominación de "puente") entre la placa madre y los principales componentes de la PC: microprocesador, memoria RAM y tarjeta y tarjeta de vídeo vídeo AGP o PCI Express. Generalmente, Express. Generalmente, las grandes innovaciones tecnológicas, como el soporte de memoria DDR o nuevos FSB, FSB, se implementan en este chip. Es decir, el soporte que tenga una placa madre para determinado tipo de microprocesadores, memorias RAM o placas AGP estará limitado por las capacidades del Northbridge de que disponga. La tecnología de fabricación de un Northbridge es muy avanzada, y su complejidad, comparable a la de un microprocesador moderno. Por ejemplo, en un Chipset, el Northbridge debe encargarse de sostener el bus frontal de alta velocidad que lo conecta con el procesador. Si pensamos en el bus de 400 MHz utilizado por ejemplo en el último Athlon XP, y el de 800 MHz del Intel Prescott, nos damos cuenta de que es una tarea bastante exigente. Ademas en algunas placas tienen un adaptador de vídeo integrado lo que le añade trabajo al sistema. Debido a esto, la mayoría de los fabricantes de placas madres colocan un disipador (a veces con un ventilador) encima del Northbridge para mantenerlo bien refrigerado. Antiguamente, el Northbridge estaba compuesto por tres controladores principales: memoria RAM, RAM, puerto AGP puerto AGP o PCI Express y bus PCI. bus PCI. Hoy Hoy en día, el controlador PCI se inserta directamente en el Southbridge el Southbridge ("puente sur"), sur"), y en algunas arquitecturas más nuevas el controlador de memoria se encuentra integrado en el procesador; este es el caso de los Athlon 64. Los Northbridges tienen un bus de datos de 64 bit en la arquitectura X86 arquitectura X86 y funcionan en frecuencias que van desde los 66MHz de las primeras placas que lo integraban en 1998 hasta 1GHz de los modelos actuales de SiS para procesadores AMD64.


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Southbridge: El Southbridge o Southbridge o puente sur, sur , también conocido como Concentrador de Controladores de Entrada/Salida - I/O Controller Hub (ICH), es un circuito integrado que se encarga de coordinar los diferentes dispositivos de entrada y salida y algunas otras funcionalidades de baja velocidad dentro de la tarjeta madre. madre . El southbridge no está conectado a la CPU y se comunica con ella indirectamente a través del northbridge - Puente Norte. La funcionalidad encontrada en los southbridges actuales incluye soporte para:            

Bus PCI Bus PCI Bus ISA Bus ISA Bus SPI Bus SPI System Management Bus ( SMBus ) Controlador DMA Controlador DMA Controlador de Interrupcciones Controlador IDE Controlador IDE (SATA o PATA) Puente LPC Puente LPC Reloj en Tiempo Real - Real Time Clock Cl ock Administración de potencia eléctrica APM eléctrica APM y ACPI BIOS Interfaz de sonido AC97 sonido AC97 o HD Audio.

Adicionalmente el southbridge puede incluir soporte para Ethernet, RAID, RAID, USB y Codec de Audio. El southbridge algunas veces incluye soporte para el teclado, el teclado, el ratón y los puertos seriales, sin embargo, aún en el 2007 los computadores personales (PC) gestionaban (PC) gestionaban esos recursos por medio de otro dispositivo conocido como Super I/O. En los últimos modelos de placas el Southbridge integra cada vez mayor número de dispositivos a conectar y comunicar por lo que fabricantes como AMD o VIA Technologies han desarrollado tecnologías como HyperTransport o Ultra V-Link respectivamente para evitar el efecto cuello efecto cuello de botella que se producía al usar como puente el bus PCI.


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Funcionamiento

Chipset 875 de Intel, usado con procesadore Pentium 4 en encapsulado de pines. El Chipset es el que hace posible que la placa base funcione como eje del sistema, dando soporte a varios componentes e interconectándolos de forma que se comuniquen entre ellos haciendo uso de diversos buses. Es uno de los pocos elementos que tiene conexión directa con el procesador, gestiona la mayor parte de la información que entra y sale por el bus principal del procesador, del sistema de vídeo y muchas veces de la memoria RAM. En el caso de los computadores PC, es un esquema de arquitectura abierta que establece modularidad: el Chipset debe tener interfaces estándar para los demás dispositivos. Esto permite escoger entre varios dispositivos estándar, por ejemplo en el caso de los buses de expansión, algunas tarjetas madre pueden tener bus PCI-Express bus PCI-Express y soportar diversos tipos de tarjetas con de distintos anchos de bus (1x, 8x, 16x). En el caso de equipos portátiles o de marca, el chipset puede ser diseñado a la medida y aunque no soporte gran variedad de tecnologías, presentará alguna interfaz de dispositivo. La terminología de los integrados ha cambiado desde que se creó el concepto del chipset a principio de los años 90, pero todavía existe equivalencia haciendo algunas aclaraciones: 

El NorthBridge, NorthBridge, puente norte, norte, MCH (Memory Controller Hub), GMCH (Graphic MCH), se usa como puente de enlace entre el microprocesador y la memoria. memoria. Controla las funciones de acceso hacia y


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entre el microprocesador, la la memoria RAM, el RAM, el puerto gráfico gráfico AGP o el el PCI-Express de gráficos, y las comunicaciones con el puente el puente sur. Al sur. Al principio tenía también el control de PCI, de PCI, pero pero esa funcionalidad ha pasado al puente sur. 

El SouthBridge El SouthBridge o puente sur, sur , ICH (Input Controller Hub), controla los dispositivos asociados como son la controladora de discos IDE, discos IDE, puertos puertos USB, USB, FireWire, FireWire, SATA, SATA, RAID, RAID, ranuras ranuras PCI, PCI, ranura ranura AMR, ranura AMR, ranura CNR, puertos infrarrojos, disquetera, disquetera, LAN, PCI-Express 1x y una larga lista de todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. Es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos. los periféricos.

En la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI Technologies (comprada en 2006 por AMD), Intel AMD), Intel,, NVIDIA, Silicon NVIDIA, Silicon Integrated Systems y VIA Technologies

El termino chipset en la electrónica la electrónica

Circuito impreso de un DVD Philips, se puede apreciar el chipset MT1389 del fabricante Mediatek y los pocos componentes auxiliares como el controlador de servos (abajo a la izquierda) y la me moria flash (derecha). También en electrónica se utiliza el término chipset para referirnos al circuito al circuito integrado o conjunto de ellos que fueron diseñados específicamente para un equipo electrónico, siendo imposible su utilización para otro propósito que no fuese el planificado por sus fabricantes. Estos circuitos integrados albergan en su interior prácticamente la totalidad de los componentes del dispositivo, requiriendo de unos pocos componentes adicionales en el circuito el circuito impreso, difíciles impreso, difíciles o imposibles de integrar, como condensadores como condensadores,, cristales de cuarzo, inductores o memorias RAM que ocupan una gran superficie del chip y tienen una alta tasa de fallos en la fabricación. Tampoco se suelen integrar las memorias las memorias flash donde se almacena el firmware.

Cuál es la importancia del Chipset en la reducción del TCO El chipset usualmente consiste en un par de chips en la tarjeta madre que madre que se encargan de enlazar funciones vitales dentro de todo computador.


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Si tomaran una tarjeta madre madre de un PC convencional como la de la imagen, a simple vista lo que podrían observar es el socket para la CPU, dos chips grandes con sus disipadores de energía, algo de electrónica discreta (capacitancias e inductancias) y conectores para memoria, discos, buses USB, energía, entre otros. Esos dos chips grandes son el chipset y aparte de la CPU son sin duda los componentes más importantes en la tarjeta madre. En otras palabras, una tarjeta madre será madre será tan buena como bueno sea su chipset. El chipset es es responsable de administrar un largo etcétera de características del computador. Para mencionar algunas está la cantidad de memoria soportada, su velocidad y su generación (DDR, DDR2 y próximamente DDR3), la cantidad de buses USB y su versión, la cantidad de discos soportados, si son Serial ATA ó eSATA y si el ancho de banda es 1.5 Gbps ó 3 Gbps. El chipset también también suele incorporar la funcionalidad tipo RAID en los discos y la calidad del acelerador gráfico, define la cantidad de buses PCI Express y el grado de administración remota que permite el computador. Dicho de otra manera, si el procesador es el cerebro de un computador, el chipset es su sistema nervioso. Pero el asunto no termina ahí. Para que el hardware interactúe adecuadamente con el software existen unos programas llamados drivers. Estos son responsables de lograr que el hardware y el software operen armónicamente y en últimas de lograr que toda la plataforma sea un sistema estable. Una plataforma como Centrino incluye más de 1 Millón de líneas de código escritas por Intel, incluidos drivers y herramientas para una gran experiencia en movilidad. A menudo, las odiosas pantallas azules no se atribuyen a bugs en el sistema operativo sino a incompatibilidad de versiones entre chipset, drivers y sistema operacional. Y eso es importante en un PC empresarial? Por supuesto. Es de crucial importancia. La inestabilidad en un PC origina pérdidas de productividad para el usuario final y eleva los costos de soporte para IT. Entre menos pantallas azules y menos visitas deban hacerse al escritorio por reparaciones mucho mejor. Adoptar prácticas ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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adecuadas en la adquisición de PCs puede ayudar a disminuir el TCO dramáticamente y así liberar recursos bien sea para ahorro o para inversión en innovación de IT. Estas son formas como IT crea valor para al negocio. Por todo esto, a menudo aconsejo a nuestros clientes decidir cuál debe ser el chipset de sus equipos antes incluso de decidir cuál será el procesador. Intel desarrolla tanto procesadores como chipsets y drivers, para mejorar la estabilidad de la plataforma en su integralidad. De hecho, para el segmento empresarial Intel recomienda adoptar las prácticas de plataforma de imagen estable (Intel Stable Image Platform Program SIPP) que será motivo de artículo posterior. Intel fabrica chipsets y desarrolla los drivers y aplicaciones requeridas para el buen funcionamiento de una plataforma, particularmente crítico en el segmento empresarial donde se tiene que administrar una flota de PCs posiblemente dispersa. El hecho de que un solo fabricante desarrolle la plataforma es mejor garantía de estabilidad que diferentes fabricantes desarrollando diferentes componentes de la plataforma. Dentro de la práctica SIPP Intel recomienda un chipset en particular dentro de una familia de chipsets. Hoy los chipsets recomendados para el PC de segmento empresarial son Q963 y Q965 que pronto serán reemplazados por sus sucesores, Q33 y Q35. Para equipos portátiles hoy se recomienda el 945GM, posteriormente será el GM965. El "chipset" es el conjunto (set ( set ) de chips que se encargan de controlar determinadas funciones del ordenador, como la forma en que interacciona el microprocesador con la memoria o la caché, o el e l control de los puertos y slots ISA, PCI, AGP, USB... Antiguamente estas funciones eran relativamente sencillas de realizar y el chipset apenas influía en el rendimiento del ordenador, por lo que el chipset era el último elemento al que se concedía importancia a la hora de comprar una placa base, si es que alguien se molestaba siquiera en informarse sobre la naturaleza del mismo. Pero los nuevos y muy complejos micros, junto con un muy amplio abanico de tecnologías en materia de memorias, caché y periféricos que aparecen y desaparecen casi de mes en mes, han hecho que la importancia del chipset crezca enormemente. De la calidad y características del chipset dependerán: dependerán:

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Obtener o no el máximo rendimiento del microprocesador. Las posibilidades de actualización del ordenador.

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El uso de ciertas tecnologías más avanzadas de memorias y periféricos.

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Debe destacarse el hecho de que el uso de un buen chipset no implica que la placa base en conjunto sea de calidad. calidad. Como ejemplo, muchas placas con chipsets que darían soporte a enormes cantidades de memoria, 512 MB o más, no incluyen zócalos de memoria para más de 128 ó 256. O bien el caso de los puertos USB, cuyo soporte está previsto en la casi totalidad de los chipsets de los últimos dos años pero que hasta fecha reciente no han tenido los conectores necesarios en las placas base. Trataremos sólo los chipsets para Pentium y superior, ya que el chipset de un 486 o inferior no es de mayor importancia (dentro de un límite razonable) por estar en general todos en un nivel similar de prestaciones y rendimiento, además de totalmente descatalogados. Tampoco trataremos todas las marcas, sino sólo las más conocidas o de más interés; de cualquier forma, muchas veces se encuentran chipsets aparentemente desconocidos que no son sino chipsets VIA, ALI o SIS bajo otra marca.


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Chipsets para Pentium y Pentium MMX De Intel ( T r i t o n e s )

Fueron la primera (y muy exitosa) incursión de Intel en el mundo de los chipsets, mundo en el cual ha pasado de no fabricar prácticamente ninguno a tener un monopolio casi total, que es la forma en que a Intel le gusta hacer los negocios. Esto no resulta extraño, ya que nadie mejor que Intel conoce cómo sacar partido a sus microprocesadores; además, el resto de fabricantes dependen de la información técnica que les suministra Intel, que lo hace cuando y como quiere. 430 FX: FX: el Tritón Tritón clásico, de apabullante éxito. Un chipset bastante apropiado para los Pentium "normales" (no MMX) con memorias tipo EDO. Hoy en día desfasado y descatalogado. 430 HX: HX: el Tritón II, II, la opción profesional del anterior. Mucho más rápido y con soporte para placas duales (con 2 micros). Algo anticuado pero muy bueno. 430 VX: VX: ¿el Tritón III? Más bien el 2.5; algo más lento que el HX, pero con soporte para memoria SDRAM. Se puede decir que es la revisión del FX, o bien que se sacó para que la gente no se asustara del precio del HX... 430 TX: TX: el último chipset de Intel para placas Pentium (placas socket 7 ). ). Si queremos usar micros Intel y aplicaciones que se contenten con placas con 1 Pentium, la opción a elegir. Soporte MMX, SDRAM, UltraDMA... Un problema: si se le pone más de 64 MB de RAM, la caché deja de actuar; aunque más de 64 MB es mucha RAM mucha RAM. 

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Lo más destacable de estos chipsets, su buen rendimiento, especialmente con mic ros Intel. Lo peor, su escaso soporte para micros no Intel, que en el campo socket 7 tienen desarrollos superiores a los de Intel, como los AMD K6 (normal y K6-2) K6 -2) o los Cyrix-IBM 6x86MX (M2), en general más avanzados que los Pentium y Pentium MMX. ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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De VIA (A p o l l o s ) Unos chipsets bastante buenos, se caracterizan por tener soporte para casi todo lo imaginable (memorias SDRAM o BEDO, UltraDMA, USB...); su pelea está en la gama del HX o TX, aunque suelen ser algo más lentos que éstos al equiparlos con micros Intel, no así con micros de AMD o Cyrix-IBM.

Lo bueno de las placas con chipsets VIA es que siguen en el mercado socket 7, por lo que tienen soporte para todas las nuevas tecnologías como el AGP o los buses a 100 MHz, además de que su calidad suele ser intermedia-alta. En las placas con chipsets Intel hay un abanico muy amplio entre placas muy buenas y otras francamente malas, además de estar ya desfasadas (ningún chipset Intel para socket 7 soporta AGP, por ejemplo). El último chipset de VIA para socket 7, el MPV3, ofrece todas las prestaciones del BX de Intel (excepto soporte para placas duales), configurando lo que se denomina una placa Super 7 (con (con AGP y bus a 100 MHz), que con un micro como el nuevo AMD K6-2 no tiene nada que envidiar a un equipo con Pentium II.

De ALI Muy buenos chipsets, tienen soluciones tan avanzadas como el chipset para placas Super 7 "Aladdin V", que como el MPV3 de VIA resulta equiparable a todos los efectos al BX de Intel para placas Pentium II (bus a 100 MHz, AGP...); una fantástica elección para micros como el AMD K6-2.


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De SiS Como los anteriores, sus capacidades son avanzadas, aunque su velocidad sea a veces algo más reducida que en los de Intel. Resultan recomendables para su uso junto a chips compatibles Intel como como el K6 de AMD o el 6x86MX (M2) de Cyrix-IBM, aunque desgraciadamente no soportan por ahora el bus a 100 MHz del nuevo K6-2.


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Chipsets para Pentium II y Celeron De Intel A decir verdad, aún sin competencia seria, lo que no es de extrañar teniendo el Pentium II sólo un añito... y siendo de Intel. Son bastante avanzados, excepto el anticuado 440 FX (que no es propiamente un chipset para Pentium II, sino más bien para el extinto Pentium Pro) y el barato EX, basado en el LX pero con casi todas las capacidades reducidas.

De otras marcas No son demasiados, pero los que hay tienen todas las capacidades que hacen falta en una placa Pentium II. El problema con el que se encuentran no es su falta de eficacia, ya que aunque los de Intel están algo más rodados, el rendimiento es muy similar; pero el hecho de que durante un año la gente sólo haya oído hablar de FX, LX, BX y EX hace difícil difíci l que entren en un mercado donde Intel tiene un monopolio absoluto. absoluto.


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Glosario de términos relacionados Resulta muy bonito saber que el chipset soporta esto o aquello, pero si saber qué es esto es esto o aquello no vamos a ningún lado. Los términos más importantes a conocer son:  

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AGP: AGP: un tipo de puerto o slot especializado especializado para gráficos 3D. Bus (del sistema): sistema) : el canal por el que se comunica el micro con la memoria y habitualmente con la caché L2. Cuanto más ancho sea, mejor, especialmente para micros muy rápidos. Caché L2: L2: la caché secundaria o de nivel 2 ( level 2). 2). Es la memoria caché externa, que acelera el rendimiento del ordenador; cuanta más memoria RAM tengamos, más caché necesitaremos (por ejemplo, unos 512 KB para 32 MB de RAM). PC100: PC100: el tipo normalizado de memoria SDRAM de 100 MHz. RAM cacheable: cacheable : la cantidad de RAM máxima que es capaz de manejar la caché. Si superamos esta cifra es como si no tuviéramos memoria caché. UltraDMA: UltraDMA: una tecnología para los discos duros IDE modernos que la soportan que eleva la transferencia teórica de teórica de datos hasta 33,3 MB/s. USB: USB: un tipo de puerto moderno para conectar dispositivos externos de velocidad media-baja, con la ventaja de ser universal (el (el mismo para todos) y poderse conectar en cadena unos a otros.


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3.1.1 CPU. Unidad Central de Procesamiento

La unidad central de procesamiento o procesamiento o CPU (por CPU (por el acrónimo en inglés de central processing unit ), ), o Oblea de un microprocesador Intel 80486DX2 (tamaño: 12×6,75 mm) en su empaquetado.

La unidad central de procesamiento o CPU CPU (por el acrónimo en inglés de central processing unit ), ), simplemente el procesador o microprocesador, microprocesador, es el componente del computador y otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. datos. Los CPU proporcionan la característica fundamental de la computadora digital (la programabilidad) y programabilidad) y son uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras las computadoras de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento el almacenamiento primario y los dispositivos de entrada/salida. de entrada/salida. Se Se conoce como microprocesador como microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados. integrados. Desde mediados de los años 1970, 1970, los microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos los microprocesadores. La expresión "unidad central de proceso" es, en términos generales, una descripción de una cierta clase de máquinas de lógica que pueden ejecutar complejos programas complejos programas de computadora. Esta amplia definición puede fácilmente ser aplicada a muchos de los primeros computadores que existieron mucho antes que el término "CPU" estuviera en amplio uso. Sin embargo, el término en sí mismo y su acrónimo han estado en uso en la industria de la informática por lo menos desde el principio de los años 1960 . La forma, el diseño y la implementación de los CPU ha cambiado drásticamente desde los primeros ejemplos, pero su operación fundamental ha permanecido bastante similar. Los primeros CPU fueron diseñados a la medida como parte de una computadora más grande, generalmente una computadora única en su especie. Sin embargo, este costoso método de diseñar los CPU a la medida, para una aplicación particular, ha desaparecido en gran parte y se ha sustituido por el desarrollo de clases de procesadores baratos y estandarizados adaptados para uno o muchos propósitos. Esta tendencia de estandarización comenzó generalmente en la era de los transistores discretos, computadoras centrales, centrales , y microcomputadoras, microcomputadoras, y fue acelerada rápidamente con la popularización del circuito integrado (IC), éste ha permitido que sean diseñados y fabricados CPU más complejos en espacios pequeños (en la orden de ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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milímetros). milímetros). Tanto la miniaturización como la estandarización de los CPU han aumentado la presencia de estos dispositivos digitales en la vida moderna mucho más allá de las aplicaciones limitadas de máquinas de computación dedicadas. Los microprocesadores modernos aparecen en todo, desde automóviles, televisores, automóviles, televisores, neveras, calculadoras, neveras, calculadoras, aviones, aviones, hasta hasta teléfonos teléfonos móviles o celulares, juguetes, celulares, juguetes, entre entre otros.

Historia Casi todos los CPU tratan con estados discretos, y por lo tanto requieren una cierta clase de elementos de conmutación para diferenciar y cambiar estos estados. Antes de la aceptación comercial del transistor, transistor, los relés eléctricos y los tubos de vacío (válvulas termoiónicas) eran usados comúnmente como elementos de conmutación. Aunque éstos tenían distintas ventajas de velocidad sobre los anteriores diseños puramente mecánicos, no eran fiables por varias razones. Por ejemplo, hacer circuitos de lógica secuencial de corriente de corriente directa requería hardware adicional para hacer frente al problema del rebote del rebote de contacto. Por otro lado, mientras que los tubos de vacío no sufren del rebote de contacto, éstos deben calentarse antes de llegar a estar completamente operacionales y eventualmente fallan y dejan de funcionar por completo. completo .1 Generalmente, cuando un tubo ha fallado, el CPU tendría que ser diagnosticado para localizar el componente que falla para que pueda ser reemplazado. Por lo tanto, los primeros computadores electrónicos, (basados en tubos El EDVAC, uno EDVAC, uno de los primeros computadores de vacío), generalmente eran más rápidas pero menos confiables de programas almacenados electrónicamente . que las computadoras electromecánicas, (basadas en relés). Las computadoras de tubo, como el EDVAC, EDVAC, tendieron en tener un promedio de ocho horas entre fallas, mientras que las computadoras de relés, (anteriores y más lentas), como el Harvard Mark I, I, fallaban muy raramente . Al final, los CPU basados en tubo llegaron a ser dominantes porque las significativas ventajas de velocidad producidas generalmente pesaban más que los problemas de confiabilidad. La mayor parte de estos tempranos CPU síncronos corrían en frecuencias de reloj bajas comparadas con los modernos diseños microelectrónicos, (ver más abajo para una exposición sobre la frecuencia de reloj). Eran muy comunes en este tiempo las frecuencias de la señal del reloj con un rango desde 100 kHz hasta 4 4 MHz, limitado MHz, limitado en gran parte por la velocidad de los dispositivos de conmutación con los que fueron construidos.


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CPU de transistores transistores y de circuitos integrados discretos

CPU, memoria CPU, memoria de núcleo, e núcleo, e interfaz de bus de bus externo de un MSI PDP-8 MSI PDP-8/I. /I.

La complejidad del diseño de los CPU CPU se incrementó a medida que varias tecnologías facilitaron la construcción de dispositivos electrónicos más pequeños y confiables. La primera de esas mejoras vino con el advenimiento del transistor. del transistor. Los Los CPU transistorizados durante los años los años 1950 y los años los años 1960 no tuvieron que ser construidos con elementos de conmutación abultados, no fiables, y frágiles, como los tubos de vacío y los relés eléctricos. Con esta mejora, fueron construidos CPU más complejos y más confiables sobre una o varias tarjetas de circuito impreso que contenían componentes discretos (individuales). Durante este período, ganó popularidad un método de método de fabricar muchos transistores en un espacio compacto. El circuito El circuito integrado (IC) IC) permitió que una gran cantidad de transistores fueran fabricados en una simple oblea basada en semiconductor en semiconductor o "chip". Al principio, solamente circuitos digitales muy básicos, no especializados, como las puertas las puertas NOR fueron miniaturizados en IC. Los CPU basadas en estos IC de "bloques de construcción" generalmente son referidos como dispositivos de pequeña escala de integración "small-scale integration" (SSI). SSI). Los circuitos integrados SSI, como los usados en el computador guía del Apollo (Apollo Guidance Computer), usualmente contenían transistores que se contaban en números de múltiplos de diez. Construir un CPU completo usando IC SSI requería miles de chips individuales, pero todavía consumía mucho menos espacio y energía que diseños anteriores de transistores discretos. A medida que la tecnología microelectrónica avanzó, en los IC fue colocado un número creciente de transistores, disminuyendo así la cantidad de IC individuales necesarios para un CPU completo. Los circuitos integrados MSI y MSI y el LSI (de LSI (de mediana y gran escala de integración) aumentaron el número de transistores a cientos, y luego a miles. En 1964, IBM introdujo su arquitectura de computador System/360, System/360, que fue usada en una serie de computadores que podían ejecutar los mismos programas con velocidades y desempeños diferentes. Esto fue significativo en un tiempo en que la mayoría de las computadoras electrónicas eran incompatibles entre sí, incluso las hechas por el mismo fabricante. Para facilitar esta mejora, IBM utilizó el concepto de microprograma, microprograma, a menudo llamado "microcódigo", "microcódigo", ampliamente usado aún en los CPU modernos . La arquitectura System/360 era tan popular que dominó el mercado del mainframe durante las siguientes décadas y dejó una herencia que todavía aún perdura en las computadoras modernas, como el IBM zSeries. En zSeries. En el mismo año de 1964, Digital Equipment Corporation (DEC) introdujo otro computador que sería muy influyente, dirigido a los mercados científicos y de investigación, el PDP-8. DEC PDP-8. DEC introduciría más adelante la muy popular línea del PDP-11, PDP-11, que originalmente fue construido con IC SSI pero eventualmente fue implementado con componentes LSI cuando se convirtieron en prácticos. En fuerte contraste con sus precursores hechos con tecnología SSI y MSI, la primera implementación LSI del PDP-11 contenía un CPU integrado únicamente por cuatro circuitos integrados LSI . ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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Los computadores basados en transistores tenían varias ventajas frente a sus predecesores. Aparte de facil itar una creciente fiabilidad y un menor consumo de energía, los transistores también permitían al CPU operar a velocidades mucho más altas debido al corto tiempo de conmutación de un transistor en comparación a un tubo o relé. Gracias tanto a esta creciente fiabilidad como al dramático incremento de velocidad de los elementos de conmutación que por este tiempo eran casi exclusivamente transistores, se fueron alcanzando frecuencias de reloj del CPU de decenas de megahertz. Además, mientras que los CPU de transistores discretos y circuitos integrados se usaban comúnmente, comenzaron a aparecer los nuevos diseños de alto rendimiento como procesadores vectoriales SIMD (Single Instruction Multiple Data) (Simple Instrucción Múltiples Datos). Estos primeros diseños experimentales dieron lugar más adelante a la era de las supercomputadoras especializadas, como los hechos por Cray por Cray Inc.

Microprocesador Intel Intel 80486DX2 80486DX2 en un paquete PGA paquete PGA de cerámica Desde la introducción del primer microprocesador, el Intel 4004, 4004, en 1970, y del primer microprocesador ampliamente usado, el Intel el Intel 8080, en 8080, en 1974, esta clase de CPUs ha desplazado casi totalmente el resto de los métodos de implementación de la Unidad Central de Proceso. Los fabricantes de mainframes y minicomputadores de ese tiempo lanzaron programas de desarrollo de IC propietarios para actualizar sus más viejas arquitecturas de computador, computador, y eventualmente produjeron microprocesadores con conjuntos de instrucciones que eran compatibles hacia atrás con sus más viejos hardwares y softwares. Combinado con el advenimiento y el eventual vasto éxito del ahora ubicuo computadora personal, el personal, el término "CPU" es aplicado ahora casi exclusivamente a los microprocesadores. Las generaciones previas de CPUs fueron implementadas como componentes discretos y numerosos circuitos integrados de pequeña escala de integración en una o más tarjetas de circuitos. Por otro lado, los microprocesadores son CPUs fabricados con un número muy pequeño de IC; usualmente solo uno. El tamaño más pequeño del CPU, como resultado de estar implementado en una simple pastilla, significa tiempos de conmutación más rápidos debido a factores físicos como el decrecimiento de la capacitancia parásita de las puertas. puertas. Esto ha permitido que los microprocesadores síncronos tengan tiempos de reloj con un rango de decenas de megahercios a varios gigahercios. Adicionalmente, como ha aumentado la capacidad de construir transistores excesivamente pequeños en un IC, la complejidad y el número de transistores en un simple CPU también se ha incrementado dramáticamente. Esta tendencia ampliamente observada es descrita por la ley de Moore, Moore, que ha demostrado hasta la fecha, ser una predicción bastante exacta del crecimiento de la complejidad de los CPUs y otros IC.


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Mientras que, en los pasados sesenta años han cambiado drásticamente, la complejidad, el tamaño, la construcción, y la forma general del CPU, es notable que el diseño y el funcionamiento básico no ha cambiado demasiado. Casi todos los CPU comunes de hoy se pueden describir con precisión como máquinas de programa almacenado de von Neumann. A medida que la ya mencionada ley del Moore continúa manteniéndose verdadera, se han presentado preocupaciones sobre los límites de la tecnología de transistor del circuito integrado. La miniaturización extrema de puertas electrónicas está causando los efectos de fenómenos que se vuelven mucho más significativos, como la electromigración la electromigración,, y el subumbral de pérdida. Estas pérdida. Estas más nuevas preocupaciones están entre los muchos factores que hacen a investigadores estudiar nuevos métodos de computación como la computadora cuántica, así cuántica, así como ampliar el uso de paralelismo, de paralelismo, y y otros métodos que extienden la utilidad del modelo clásico de von Neumann.

Operación del CPU La operación fundamental de la mayoría de los CPU, es ejecutar una secuencia de instrucciones almacenadas llamadas "programa". El programa es representado por una serie de números que se mantentienen en una cierta clase de memoria de computador. Hay cuatro pasos que casi todos los CPU de arquitectura de von Neumann usan en su operación: fetch, fetch, decode, decode , execute, execute, y writeback, writeback, (leer, decodificar, ejecutar, y escribir).

Diagrama mostrando como es decodificada una instrucción del MIPS32. del MIPS32. (MIPS (MIPS Technologies 2005)

El primer paso, leer (fetch), leer (fetch), implica el recuperar una instrucción, una instrucción, (que (que es representada por un número o una secuencia de números), de la memoria de programa. La localización en la memoria del programa es determinada por un contador un contador de programa (PC), que almacena un número que identifica la posición actual en el programa. En otras palabras, el contador de programa indica al CPU, el lugar de la instrucción en el programa actual. Después de que se lee una instrucción, el Contador de Programa es incrementado por la longitud de la palabra de instrucción en términos de unidades de memoria . 2 Frecuentemente la instrucción a ser leída debe ser recuperada de memoria relativamente lenta, haciendo detener al CPU mientras espera que la instrucción sea retornada. Este problema es tratado en procesadores modernos en gran parte por los cachés y las arquitecturas pipeline arquitecturas pipeline (ver abajo). La instrucción que el CPU lee desde la memoria es usada para determinar qué deberá hacer el CPU. En el paso de decodificación, decodificación, la instrucción es dividida en partes que tienen significado para otras unidades del CPU. La manera en que el valor de la instrucción numérica es interpretado está definida por la arquitectura del conjunto de instrucciones (el ISA) ISA) del CPU. CPU.3 A menudo, un grupo de números en la instrucción, llamados opcode, opcode, indica qué operación realizar. Las partes restantes del número usualmente proporcionan información requerida para esa instrucción, como por ejemplo, operandos para una operación de adición. Tales adición. Tales operandos se pueden dar como un valor constante (llamado valor inmediato), o como un lugar para localizar un valor, ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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que según lo determinado por algún modo de dirección, puede dirección, puede ser un registro un registro o una dirección una dirección de memoria. En memoria. En diseños más viejos las unidades del CPU responsables de decodificar la instrucción eran dispositivos de hardware fijos. Sin embargo, en CPUs e ISAs más abstractos y complicados, es frecuentemente usado un microprograma para ayudar a traducir instrucciones en varias señales de configuración para el CPU. Este microprograma es a veces reescribible de tal manera que puede ser modificado para cambiar la manera en que el CPU decodifica instrucciones incluso después de que haya sido fabricado.

Diagrama de bloques de un CPU simple

Después de los pasos de lectura y decodificación, es llevado a cabo el paso de la ejecución de ejecución de la instrucción. Durante este paso, varias unidades del CPU son conectadas de tal manera que ellas pueden realizar la operación deseada. Si, por ejemplo, una operación de adición fue solicitada, una unidad aritmético lógica (ALU) ALU) será conectada a un conjunto de entradas y un conjunto de salidas. Las entradas proporcionan los números a ser sumados, y las salidas contendrán la suma final. La ALU contiene la circuitería para realizar operaciones simples de aritmética y lógica en las entradas, como adición y operaciones de bits (bitwise). Si la operación de adición produce un resultado demasiado grande para poder ser manejado por el CPU, también puede ser ajustada una bandera (flag) de desbordamiento aritmético localizada en un registro de banderas (ver abajo la sección sobre rango de números enteros). El paso final, la escritura (writeback), escritura (writeback), simplemente "escribe" los resultados del paso de ejecución a una cierta forma de memoria. Muy a menudo, los resultados son escritos a algún registro interno del CPU para acceso rápido por subsecuentes instrucciones. En otros casos los resultados pueden ser escritos a una memoria principal más lenta pero más barata y más grande. Algunos tipos de instrucciones manipulan el contador de programa en lugar de directamente producir datos de resultado. Éstas son llamadas generalmente "saltos" (jumps) y facilitan comportamientos como |bucles como |bucles (loops), la ejecución condicional de programas (con el uso de saltos condicionales), y y funciones en programas. programas .4 Muchas instrucciones también cambiarán el estado de dígitos en un registro de "banderas". Estas banderas pueden ser usadas para influenciar cómo se comporta un programa, puesto que a menudo indican el resultado de varias operaciones. Por ejemplo, un tipo de instrucción de "comparación" considera dos valores y fija un número, en el registro de banderas, de acuerdo a cuál es el mayor. Entonces, esta bandera puede ser usada por una posterior instrucción de salto para determinar el flujo de programa. ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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Después de la ejecución de la instrucción y la escritura de los datos resultantes, el proceso entero se repite con el siguiente ciclo de instrucción, normalmente leyendo la siguiente instrucción en secuencia debido al valor incrementado en el contador de programa. Si la instrucción completada era un salto, el contador de programa será modificado para contener la dirección de la instrucción a la cual se saltó, y la ejecución del programa continúa normalmente. En CPUs más complejos que el descrito aquí, múltiples instrucciones pueden ser leídas, decodificadas, y ejecutadas simultáneamente. Esta sección describe lo que es referido generalmente como el "entubado RISC clásico" (Classic RISC pipeline), que de hecho es bastante común entre los CPU simples usados en muchos dispositivos electrónicos, a menudo llamados microcontroladores .

Diseño e implementación Rango de enteros

La manera en que un CPU representa los números es una opción de diseño que afecta las más básicas formas en que el dispositivo funciona. Algunas de las primeras calculadoras digitales usaron, para representar números internamente, un modelo eléctrico del sistema de numeración decimal numeración decimal común (base diez). Algunas otras computadoras han usado sistemas de numeración más exóticos como el ternario (base tres). Casi todos los CPU modernos representan los números en forma binaria, en binaria, en donde cada dígito es representado por una cierta cantidad física de dos valores, como c omo un voltaje un voltaje "alto" o "bajo". "bajo" .6

Microprocesador MOS 6502 en un dual in-line package (encapasulado en doble línea), un diseño extremadamente popular de 8 bits.

Con la representación numérica están relacionados el tamaño y la precisión de los números que un CPU puede representar. En el caso de un CPU binario, un bit se refiere a una posición significativa signifi cativa en los números con que trabaja un CPU. El número de bits (o de posiciones numéricas, o dígitos) que un CPU usa para representar los números, a menudo se llama "tamaño de la palabra", "ancho de bits", "ancho de ruta de datos", o "precisión del número entero" cuando se ocupa estrictamente de números enteros (en oposición a números de coma flotante). Este número difiere entre las arquitecturas, y a menudo dentro de diferentes unidades del mismo CPU. Por ejemplo, un CPU de 8 bits maneja un rango de números que pueden ser representados por ocho dígitos binarios, cada dígito teniendo dos valores posibles, y en combinación los 8 bits teniendo 2 8 ó 256 números discretos. En efecto, el tamaño del número entero fija un límite de hardware en el rango de números enteros que el software corre y que el CPU puede usar directamente. El rango del número entero también puede afectar el número de posiciones en memoria que el CPU puede direccionar direccionar (localizar). Por ejemplo, si un CPU binario utiliza 32 bits para representar una dirección de memoria, y cada dirección de memoria representa a un octeto un octeto (8 bits), la cantidad máxima de memoria que el 32 CPU puede direccionar es 2 octetos, o 4 GB. 4 GB. Ésta Ésta es una vista muy simple del espacio de dirección del CPU, y muchos diseños modernos usan métodos de dirección mucho más complejos como paginación para localizar más memoria que su rango entero permitiría con un espacio de dirección plano.


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Niveles más altos del rango de números enteros requieren más estructuras para manejar los dígitos adicionales, y por lo tanto, más complejidad, tamaño, uso de energía, y generalmente costo. Por ello, no es del todo infrecuente, ver microcontroladores ver microcontroladores de 4 y 8 bits usados en aplicaciones modernas, aun cuando están disponibles CPU con un rango mucho más alto (de 16, 32, 64, e incluso 128 bits). Los microcontroladores más simples son generalmente más baratos, usan menos energía, y por lo tanto disipan menos calor. Todo esto pueden ser consideraciones de diseño importantes para los dispositivos electrónicos. Sin embargo, en aplicaciones del extremo alto, los beneficios producidos por el rango adicional, (más a menudo el espacio de dirección adicional), son más significativos y con frecuencia afectan las opciones del diseño. Para ganar algunas de las ventajas proporcionadas por las longitudes de bits tanto más bajas, como más altas, muchas CPUs están diseñadas con anchos de bit diferentes para diferentes unidades del dispositivo. Por ejemplo, el IBM Sistem/370 usó un CPU que fue sobre todo de 32 bits, pero usó precisión de 128 bits dentro de sus unidades de coma flotante para facilitar mayor exactitud y rango de números de coma flotante . Muchos diseños posteriores de CPU usan una mezcla de ancho de bits similar, especialmente cuando el procesador está diseñado para usos de propósito general donde se requiere un razonable equilibrio entre la capacidad de números enteros y de coma flotante.

Frecuencia de reloj La mayoría de los CPU, y de hecho, la mayoría de los dispositivos de lógica secuencial, secuencial, son de naturaleza síncrona. Es decir, están diseñados y operan en función de una señal de sincronización. Esta señal, conocida como señal de reloj, reloj , usualmente toma la forma de una onda cuadrada periódica. Calculando el tiempo máximo en que las señales eléctricas pueden moverse en las varias bifurcaciones de los muchos circuitos de un CPU, los diseñadores pueden seleccionar un período un período apropiado para la señal del reloj. Este período debe ser más largo que la cantidad de tiempo ti empo que toma a una señal moverse, o propagarse, en el peor de los casos. Al fijar el período del reloj a un valor bastante mayor sobre el retardo de la propagación del peor caso, es posible diseñar todo el CPU y la manera que mueve los datos alrededor de los "bordes" de la subida y bajada de la señal del reloj. Esto tiene la ventaja ve ntaja de simplificar el CPU significativamente, tanto en una perspectiva de diseño, como en una perspectiva de cantidad de componentes. Sin embargo, esto también tiene la desventaja que todo el CPU debe esperar por sus elementos más lentos, aun cuando algunas unidades de la misma son mucho más rápidas. Esta limitación ha sido compensada en gran parte por varios métodos de aumentar el paralelismo del CPU (ver abajo). Sin embargo, las solamente mejoras arquitectónicas no solucionan todas las desventajas de CPUs globalmente síncronas. Por ejemplo, una señal de reloj está sujeta a los retardos de cualquier otra señal eléctrica. Velocidades de reloj más altas en CPUs cada vez más complejas hacen más difícil de mantener la señal del reloj en fase (sincronizada) a través de toda la unidad. Esto ha conducido que muchos CPU modernos requieran que se les proporcione múltiples señales de reloj idénticas, para evitar retardar una sola señal lo suficiente significativamente como para hacer al CPU funcionar incorrectamente. Otro importante problema cuando la velocidad del reloj aumenta dramáticamente, es la cantidad de calor que es disipado por el CPU. La señal del reloj cambia constantemente, provocando la conmutación de muchos componentes (cambio de estado) sin importar si están siendo usados en ese momento. En general, un componente que está cambiando de estado, usa más energía que un elemento en un estado estático. Por lo tanto, a medida que la velocidad del reloj aumenta, así lo hace también la disipación de calor, causando que el CPU requiera soluciones de enfriamiento más efectivas. Un método de tratar la conmutación de componentes innecesarios se llama el clock gating, que gating, que implica apagar la señal del reloj a los componentes innecesarios, efectivamente desactivándolos. Sin embargo, esto es ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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frecuentemente considerado como difícil de implementar y por lo tanto no ve uso común afuera de diseños de muy baja potencia. Otro método de tratar algunos de los problemas de una señal global de reloj es la completa remoción de la misma. Mientras que quitar la señal global del reloj hace, de muchas maneras, considerablemente más complejo el proceso del diseño, en comparación con diseños síncronos similares, los diseños asincrónicos (o sin reloj) tienen marcadas ventajas en el consumo de energía y la disipación de calor. Aunque algo infrecuente, CPUs completas se han construido sin utilizar una señal global de reloj. Dos notables ejemplos de esto son el AMULET, el AMULET, que que implementa la arquitectura del ARM, del ARM, y y el MiniMIPS, el MiniMIPS, compatible compatible con el MIPS R3000. En lugar de remover totalmente la señal del reloj, algunos diseños de CPU permiten a ciertas unidades del dispositivo ser asincrónicas, como por ejemplo, usar ALUs asincrónicas en conjunción con pipelining superescalar para alcanzar algunas ganancias en el desempeño aritmético. Mientras que no está completamente claro si los diseños totalmente asincrónicos pueden desempeñarse a un nivel comparable o mejor que sus contrapartes síncronas, es evidente que por lo menos sobresalen en las más simples operaciones matemáticas. Esto, combinado con sus excelentes características de consumo de energía y disipación de calor, los hace muy adecuados para sistemas para sistemas embebidos .

Paralelismo

Modelo de un CPU subescalar. Note que toma quince ciclos para terminar tres instrucciones. La descripción de la operación básica de un CPU ofrecida en la sección anterior describe la forma más simple que puede tomar un CPU. Este tipo de CPU, usualmente referido como subescalar, subescalar, opera sobre y ejecuta una sola instrucción con una o dos piezas de datos a la vez. Este proceso da lugar a una ineficacia inherente en CPUs subescalares. Puesto que solamente una instrucción es ejecutada a la vez, todo el CPU debe esperar que esa instrucción se complete antes de proceder a la siguiente instrucción. Como resultado, el CPU subescalar queda "paralizado" en instrucciones que toman más de un ciclo de reloj para completar su ejecución. Incluso la adición de una segunda unidad de ejecución (ver abajo) no mejora mucho el desempeño. En lugar de un camino quedando congelado, ahora dos caminos se paralizan y aumenta el número de transistores no usados. Este diseño, en donde los recursos de ejecución del CPU pueden operar con solamente una instrucción a la vez, solo puede, posiblemente, alcanzar el desempeño escalar (una escalar (una instrucción por ciclo de reloj). Sin embargo, el desempeño casi siempre es subescalar (menos de una instrucción por ciclo). Las tentativas de alcanzar un desempeño escalar y mejor, han resultado en una variedad de metodologías de diseño que hacen comportarse al CPU menos linealmente y más en paralelo. Cuando se refiere al paralelismo en los CPU, generalmente son usados dos términos para clasificar estas técnicas de diseño. El paralelismo a nivel de instrucción, instrucción, en inglés Instruction Level Parallelism (ILP), busca aumentar la tasa en la cual las instrucciones son ejecutadas dentro de un CPU, es decir, aumentar la utilización de los recursos de ejecución en la pastilla 


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El paralelismo a nivel de hilo de ejecución, en inglés thread level parallelism (TLP), que se propone incrementar el número de hilos (efectivamente programas individuales) que un CPU pueda ejecutar simultáneamente. Cada metodología se diferencia tanto en las maneras en las que están implementadas, como en la efectividad relativa que producen en el aumento del desempeño del CPU para una aplicación . 10 

ILP: Entubado de instrucción y arquitectura superescalar

Tubería básica de cinco etapas. En el mejor de los casos, esta tubería puede sostener un ratio de completado de una instrucción por ciclo.

Uno de los más simples métodos usados para lograr incrementar el paralelismo es comenzar los primeros pasos de leer y decodificar la instrucción antes de que la instrucción anterior haya terminado de ejecutarse. Ésta es la forma más simple de una técnica conocida como instruction pipelining (entubado de instrucción), y es utilizada en casi todos los CPU de propósito general modernos. Al dividir la ruta de ejecución en etapas discretas, la tubería permite que más de una instrucción sea ejecutada en cualquier tiempo. Esta separación puede ser comparada a una línea de ensamblaje, en la cual una instrucción es hecha más completa en cada etapa hasta que sale de la tubería de ejecución y es retirada. Sin embargo, la tubería introduce la posibilidad de una situación donde es necesario terminar el resultado de la operación anterior para completar la operación siguiente; una condición llamada a menudo como conflicto de dependencia de datos. Para hacer frente a esto, debe ser tomado un cuidado adicional para comprobar estas clases de condiciones, y si esto ocurre, se debe retrasar una porción de la tubería de instrucción. Naturalmente, lograr esto requiere circuitería adicional, los procesadores entubados son más complejos que los subescalares, pero no mucho. Un procesador entubado puede llegar a ser casi completamente escalar, solamente inhibido por las abruptas paradas de la tubería (una instrucción durando más de un ciclo de reloj en una etapa).

Tubería superescalar simple. Al leer y despachar dos instrucciones a la vez, un máximo de dos instrucciones por ciclo pueden ser completadas.


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Una mejora adicional sobre la idea del entubado de instrucción (instruction pipelining) condujo al desarrollo de un método que disminuye incluso más el tiempo ocioso de los componentes del CPU. Diseños que se dice que son superescalares incluyen una larga tubería de instrucción y múltiples unidades de ejecución idénticas. En una tubería superescalar, múltiples instrucciones son leídas y pasadas a un despachador, que decide si las instrucciones se pueden o no ejecutar en paralelo (simultáneamente). De ser así, son despachadas a las unidades de ejecución disponibles, dando por resultado la capacidad para que varias instrucciones sean ejecutadas simultáneamente. En general, cuanto más instrucciones un CPU superescalar es capaz de despachar simultáneamente a las unidades de ejecución en espera, más instrucciones serán completadas en un ciclo dado. La mayor parte de la dificultad en el diseño de una arquitectura superescalar de CPU descansa en crear un despachador eficaz. El despachador necesita poder determinar rápida y correctamente si las instrucciones pueden ejecutarse en paralelo, tan bien como despacharlas de una manera que mantenga ocupadas tantas unidades de ejecución como sea posible. Esto requiere que la tubería de instrucción sea llenada tan a menudo como sea posible y se incrementa la necesidad, en las arquitecturas superescalares, de cantidades significativas de caché de CPU. CPU. Esto también crea técnicas para evitar peligros como la predicción de bifurcación, ejecución especulativa, y la la ejecución fuera de orden, orden, cruciales para mantener altos niveles de desempeño. 

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La predicción de bifurcación procura predecir qué rama (o trayectoria) tomará una instrucción condicional, el CPU puede minimizar el número de tiempos t iempos que toda la tubería debe esperar hasta que sea completada una instrucción condicional. La ejecución especulativa frecuentemente proporciona aumentos modestos del desempeño al ejecutar las porciones de código que pueden o no ser necesarias después de que una operación condicional termine. La ejecución fuera de orden cambia en algún grado el orden en el cual son ejecutadas las instrucciones para reducir retardos debido a las dependencias de los datos.

En el caso donde una porción del CPU es superescalar y una parte no lo es, la parte que no es superescalar sufre en el desempeño debido a las paradas de horario. El Intel Pentium original (P5) tenía dos ALUs superescalares que podían aceptar, cada una, una instrucción por ciclo de reloj, pero su FPU no podía aceptar una instrucción por ciclo de reloj. Así el P5 era superescalar en la parte de números enteros pero no era superescalar de números de coma (o punto [decimal]) flotante. El sucesor a la arquitectura del Pentium de Intel, el P6, agregó P6, agregó capacidades superescalares a sus funciones de coma flotante, y por lo tanto produjo un significativo aumento en el desempeño de este tipo de instrucciones. El entubado simple y el diseño superescalar aumentan el ILP de un CPU al permitir a un solo procesador completar la ejecución de instrucciones en ratios que sobrepasan una instrucción por ciclo ( IPC) IPC).11 La mayoría de los modernos diseños de CPU son por lo menos algo superescalares, y en la última década, casi todos los diseños de CPU de propósito general son superescalares. En los últimos años algo del énfasis en el diseño de computadores de alto ILP se ha movido del hardware del CPU hacia su interface de software, o ISA. La estrategia de la muy la muy larga palabra de instrucción, very long instruction word (VLIW), causa a algún ILP a ser implícito directamente por el software, reduciendo la cantidad de trabajo que el CPU debe realizar para darle un empuje significativo al ILP y por lo tanto reducir la complejidad del diseño.

3.1.2 CONTROLADOR DEL BUS ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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System Management Bus controller (o Controlador del Sistema de Direccionamiento Direcc ionamiento de Bus) es el encargado de que los datos de las partes de la computadora se comuniquen con ésta. Arbitraje del bus  

El control del bus puede necesitar más de un módulo. Ejemplo: La CPU y el controlador DMA Sólo una unidad puede transmitir a través del bus, en e n un instantes dado.

Los métodos de arbitraje se pueden clasificar en centralizados o distribuidos Arbitraje centralizado centralizado 

Un único dispositivo hardware es responsable de asignar tiempos en el bus: Controlador del bus Árbitro Puede estar en un módulo separado o ser parte del procesador.  

Arbitraje distribuido Cada módulo puede controlar el acceso al bus. Cada módulo dispone de lógica para controlar el acceso. El bus es algo así como el correo de una computadora. Asume todas las tareas relacionadas con la comunicación que van dirigidas a la placa principal, desde el envío de paquetes de datos hasta la puesta a punto y supervisión de números telefónicos, pasando por la devolución de información cuando el receptor está ausente o se retrasa. El bus vincula la CPU con la placa madre o con las tarjetas de expansión. A través de el se reproducen caracteres en el monitor o se escriben informaciones procedentes de un escáner directamente en la memoria de trabajo, esquivando la CPU. El bus puede, por ejemplo, abastecer una tarjeta de audio con datos en forma de música desde la l a memoria de trabajo, liberando al procesador de esa tarea. Asimismo se encarga de interrumpir sus operaciones si el sistema registra algún error, ya sea que un sector de la memoria no pueda leerse correctamente o que la impresora, que como no también opera bajo su dirección, se haya quedado sin papel. En pocas palabras, el bus es el elemento responsable de la correcta interacción entre los diferentes componentes de la computadora. Es, por tanto, su dispositivo central de comunicación. Resulta obvio, pues, que un dispositivo tan importante y complejo puede ejercer una influencia decisiva sobre el desarrollo de los procesos informativos. Es también evidente que de la capacidad operativa del bus dependerá en buena medida el rendimiento general de la maquina. Por todo ello, hemos decidido abordar este tema con mas detenimiento. LOS COMPONENTES DEL BUS Un bus está compuesto ni más ni menos que de conductos. Imagíneselos simplemente como hilos, porque, a decir verdad, esta imagen se acerca mucho a la realidad. En efecto, buena parte de las conexiones de la CPU no son sino conductos del bus. Si exceptuamos unas cuantas funciones adicionales, estos conductos constituyen la única vía de contacto del procesador con el mundo exterior. ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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A través de las mencionadas vais, la CPU puede acceder a la memoria de trabajo para interpretar las instrucciones de un programa ejecutable o para leer, modificar o trasladar los datos ahí ubicados. Los conductos especialmente destinados al transporte de datos reciben el nombre de buses de datos. No basta con que el procesador escriba en el bus de datos sus informaciones−cualquiera que sea su formato, es necesario también que establezca cual va a ser el destino de los mismos. Esta operación se lleva a cabo seguramente ya lo habrá adivinado a través de otro grupo de conductos conocido como el bus de direcciones. A los dos ya mencionados debe añadirse el llamado bus de sistema (también sistema (también conocido como bus de control ). ). Su participación es necesaria porque, como ya hemos comentado, al bus se hallan conectados otros dispositivos, aparte de la CPU y la memoria de trabajo. Si no existiese un mecanismo de control, las operaciones de acceso iniciadas por diferentes componentes en procesos de escritura, lectura o direccionamiento se sumirían en un autentico caos. Para evitarlo esta el bus del sistema Este bus permite el acceso de los distintos usuarios, el se encarga de identificar si se trata de un proceso de escritura o lectura, etc. Por supuesto, el bus el bus de control es, también, en primera instancia, un sistema de conductos. Pero entonces, ¿ Cómo puede ser que un sistema compuesto simplemente por cables sea capaz de dirigir tareas tan complejas como el direccionamiento direccionamiento ? Esa tarea la asume el controlador de bus, un componente o mejor dicho, un grupo de componentes, de cuya existencia aun no habíamos hablado. El controlador es el autentico cerebro del sistema de bus. Se ocupa, a través del bus del sistema, de evitar cualquier colisión y de que toda la información llegue al destino prefijado. Seguramente resulta obvio que la capacidad operativa del bus en general depende, entre otras cosas, de la "inteligencia" del sistema de control. Los factores mas determinantes son la velocidad y la amplitud del bus, esto es, el numero de conductos de datos que operan en paralelo. Probablemente lo recuerda: en las CPU del 286 y del 386SX son 16, en las del 386DX y en las del 486, 32. En el apartado de los procesadores ya hemos tratado este tema. El número de conductos de datos de una CPU es un parámetro apenas modificable. En la frecuencia de reloj del bus, por el contrario, si pueden introducirse cambios. En este sentido, son varios los Setup del BIOS entre ellos sobresale el AMIBIOS que ofrecen la posibilidad de variar la velocidad del bus. El primer AT de IBM, lanzado en 1984, registraba una frecuencia de bus de 8 MHz. Dicha frecuencia sigue siendo un valor estándar hoy en ida, si bien puede mejorarse considerablemente mediante tarjetas de expansión. Si dispone de u BIOS con la opción arriba mencionada debería considerar un aumento significativo de la frecuencia del Bus para alcanzar los 10 o 12MHz. Ello le permitirá incrementar el rendimiento de su tarjeta gráfica o del controlador del dicho duro. Lamentablemente, en modelos antiguos de controladores se pueden presentar problemas. Los controladores MFM más antiguos como, por ejemplo, el WD1003 (entre otros) suelen reaccionar a este tipo de ajustes con fallos de escritura ocasionales. En estos casos no le quedara más remedio que recuperar la frecuencia original de su Bus AT.

3.1.3 PUERTOS DE ENTRADA / SALIDA Cualquier dispositivo (distinto de la memoria RAM) que intercambie datos con el sistema lo hace a través de un "puerto", por esto se denominan también puertos de E/S E/S ("I/O ports"). ports"). Desde el punto punto de vista del software, un puerto es una interfaz con ciertas características; se trata por tanto de una abstracción (no nos referimos al enchufe con el que se conecta físicamente un dispositivo al sistema), aunque desde el punto de ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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vista del hardware, esta abstracción se corresponde con un dispositivo físico capaz de intercambiar información (E/S) con el bus. Como los dispositivos E/S tienen algún tipo de conexión con el bus externo, deben tener una dirección (o conjunto de ellas) que los identifique. identifique. Los hemos comparado con un un teléfono, un dispositivo con el que se puede enviar/recibir información mediante una dirección. Hablar de un puerto E/S es casi siempre sinónimo sinónimo de una dirección, y es costumbre informática referirse a estas direcciones en hexadecimal. De modo que, por ejemplo, un puerto puede ser 0x21 en un fuente o 21h en un texto informático. Nota: Nota: Al tratar de las E/S, el puerto es sinónimo de periférico; un dispositivo externo que comunica comunica con el sistema a través de una dirección. Sin embargo no todos son son dispositivos externos a la placa-base, de hecho algunos dispositivos dispositivos hardware incluidos en en ella tienen la característica de "Puertos". "Puertos". Por ejemplo, durante mucho tiempo algunos PC's disponían de un botón frontal señalado "Turbo", con el que se podía cambiar la velocidad de funcionamiento. Este cambio de la velocidad del reloj también puede realizarse por software. Basta para ello cambiar un par par de bits en un "Puerto" instalado instalado en la propia placa-base (generalmente en el rango 62-6Fh).

Direcciones de puertos El modelo de direccionamiento del PC ha adoptado dos modelos, según la naturaleza del dispositivo a conectar: Direccionamiento dedicado para dedicado para dispositivos de media/baja media/baja velocidad. Por ejemplo, puertos serie y paralelo (impresora), teclado, Etc. y direccionamiento mapeado en memoria para dispositivos rápidos (típicamente los adaptadores adaptadores gráficos). En el apartado dedicado a E/S se explican las diferencias entre ambas ambas modalidades. ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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Respecto a los dispositivos de direccionamiento dedicado, dedicado , desde la introducción del IBM-PC, es costumbre que determinados dispositivos muy comunes se conecten mediante puertos de direcciones determinadas. En la tabla adjunta se muestran muestran algunas de estas direcciones direcciones típicas para dispositivos de E/S. Las referencias a los chips se refieren a los utilizados en los primeros PCs. PCs. Actualmente han sido sustituidos sustituidos por uno o dos integrados (Chipset) que realizan todas las funciones. Puede observarse que para para un mismo periférico se tienen varias varias direcciones (un "rango"). "rango"). La razón es que estos dispositivos tienen varios registros y/o son programables, para lo que disponen de registros especiales (cada registro de un Byte tiene una dirección, y estas son correlativas). correlativas). Por ejemplo, el controlador de puerto serie de los primeros PCs era un circuito integrado 8250 de National Semiconductor; que dispone de 8 registros, aunque los datos se reciben y transmiten por uno de ellos, el resto sirve para programar y controlar el funcionamiento del chip. Respecto a las asignaciones "Estandar" de algunos puertos, es pertinente hacer algunas observaciones: En realidad IBM definió de forma distinta las direcciones de puerto de las interfaces de impresora en los PC monocromo y en los de color. Las asignaciones fueron fueron las siguientes: Puerto Monocromo Color LPT1

3BC-3BFh

378-37Fh

LPT2

378-37Fh

278-27Fh

LPT3 278-27Fh --En lo referente a los puertos serie, durante la secuencia inicial de identificación del hardware, la BIOS realiza una búsqueda de dispositivos de E/S por direcciones en un orden determinado, y les asigna un nombre lógico según el orden de aparición. aparición. En el caso de los puertos serie serie el orden suele ser el siguiente: Puerto Dirección COM1 3F8-3FFh COM2 2F8-2FFh COM3 3E8-3EFh COM4 2E8-2EFh Los usuarios de Windows 98 98 pueden comprobar la asignación de puertos del sistema mediante la utilidad msinfo032.exe msinfo032.exe (generalmente en el directorio C:\Archivos de programa\Archivos comunes\Microsoft Shared). Los usuarios usuarios de Linux Linux pueden consultarse en el fichero /proc/ioports mediante el comando cat /proc/ioports (lad direcciones de memoria están expresadas en hexadecimal). hex adecimal). En la página adjunta se muestra el resultado de ambas utilidades en un caso concreto. Las direcciones mapeadas en memoria se memoria se eligieron para algunos dispositivos como los adaptadores gráficos, que requerían mover grandes cantidades de datos muy rápidamente. Con objeto de no causar conflictos con la RAM general, algunas de estas direcciones fueron mapeadas desde el principio por los diseñadores de IBM, fuera de la denominada memoria convencional. convencional . Es decir, fuera del espacio de los 640 KB que podían utilizarse en los primeros PC's para Sistema Sistema y programas de aplicación. Por ejemplo, el adaptador de video utiliza un área de memoria de 128 KB mapeada entre las direcciones A0000BFFFFh. ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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Sin embargo, los decodificadores de direcciones de periféricos de los primitivos PC's solo podían utilizar direcciones de 10 bits para tales accesos, por lo que las direcciones de puertos estaban constreñidas a 2 10 (1 KB 0000-0400h). En realidad el espacio era aún aún más pequeño, puesto que los primeros primeros 256 Bytes estaban estaban copados por algunos dispositivos de la placa-base, resultando que los dispositivos E/S debían ser mapeados en 768 Bytes. Generalmente se utilizaron fragmentos fragmentos de 256 Bytes en la forma xxF0-xxFFh, organizados de forma bastante desordenada. La introducción del AT amplió estas estas direcciones a 16. Sin embargo, incluso los 64 KB resultantes eran un un espacio pequeño y de organización caótica, dado que los nuevos dispositivos se construían de forma que fueran compatibles con las antiguas placas ISA ISA que solo reconocían direcciones de 10 bits. Incluso las placas para buses posteriores que fueron desarrollados pensando en 64 KB porque debían ser compatibles hacia atrás con las antiguas placas placas ISA (que coexistían en las nuevas). El resultado de todo esto es que, que, incluso los sistemas actuales con muchos MB. de RAM, deben seguir lidiando con los puertos a través de pequeñas ventanas de memoria con localizaciones absurdas. Comunicar con los puertos Nos detendremos brevemente en analizar los aspectos involucrados en las operaciones E/S con los puertos desde una doble vertiente: Lógica y física; física ; esta última relativa a los mecanismos involucrados en el intercambio. Aspectos lógicos El software utilizado depende de la modalidad de direccionamiento ( dedicado o dedicado o mapeado) mapeado) que se elija. En el segundo caso, se dispone un amplio repertorio de recursos para mover datos entre los registros y la memoria (la mayoría de las instrucciones del procesador operan de esta forma), así como de los mecanismos auxiliares de transferencia, como el acceso directo a memoria DMA. El panorama es distinto cuando cuando se trata de puertos de direccionamiento direccionamiento dedicado. En este caso, para realizar las operaciones E/S en los procesadores 8088 y descendientes, solo se dispone de dos instrucciones específicas: IN y OUT. OUT. La primera lee un byte del registro de salida del puerto y lo sitúa en un registro del procesador; la segunda escribe el contenido de un registro del procesador procesador en un registro del puerto. Ambas instrucciones permiten dos variaciones sintácticas: IN IN OUT OUT

acumulador-destino, acumulador-destino, dirección-de-puerto-origen acumulador-destino, acumulador-destino, acumulador-origen dirección-de-puerto-destino, acumulador-origen acumulador-destino, acumulador-destino, acumulador-origen

Las dos primeras sitúan el dato contenido en el puerto origen en el acumulador-destino, que puede ser AX o AX o AL. AL. Observe que el puerto puede ser expresado directamente directamente mediante una dirección (hexadecimal) o mediante un acumulador-origen, que debe ser DX; DX; en este caso, su contenido se toma como dirección del puerto que se lee. Las instrucciones OUT sitúan el valor contenido en el acumulador-origen, que puede ser AX o AX o AL, AL, en el puerto destino, que puede ser identificado directamente mediante su dirección hexadecimal, o por el valor señalado por el acumulador-destino, que debe ser DX. DX. En el IBM-PC, las direcciones-de-puerto utilizadas en estas instrucciones están en el rango 00-FFh, aunque en la práctica solo 00-F7h, porque Intel reserva las direcciones F8-FFh para el coprocesador matemático. En ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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cambio, si se utiliza la dirección contenida en el registro DX el DX el rango de direcciones puede moverse en el rango 0000-FFFFh. Por supuesto, cualquier programa que quiera utilizar puertos deberá emplear directa o indirectamente estas dos instrucciones ensamblador, aunque en muchos casos no es imprescindible enredarse en demasiados detalles. Los usuarios de DOS pueden utilizar servicios del Sistema; concretamente la interrupción 21h que realiza operaciones de E/S con puertos puertos (utilizando IN y OUT por supuesto). supuesto). Por ejemplo, las instrucciones: instrucciones: MOV DL,7 MOV AH,2 INT 21 Provocan un pitido pitido en el sistema bajo DOS. La explicación es la siguiente: La última instrucción instrucción invoca una interrupción software (número 33 (21h) que, como hemos indicado, corresponde a los servicios del DOS. Cuando esto ocurre, se comprueba el contenido del registro AH, que en este caso es 2 (valor previamente establecido en la segunda instrucción), lo que indica que debe escribirse un carácter en pantalla (un dispositivo de salida); en este caso, el carácter que se envía al puerto es el contenido del registro DL, que previamente se ha establecido establecido en el valor 7 con la primera instrucción. El 7 es el valor BELL ASCII; cuando se intenta mostrar este carácter, se produce un pitido en el altavoz del sistema. Los demás Sistemas disponen de utilidades análogas. análogas. Por ejemplo, los sistemas Windows disponen de una DLL específica para este tipo de servicios Aspectos físicos El procedimiento que se sigue el procesador para las E/S hacia puertos, es siempre el mismo: Poner el dato en el bus de datos y la dirección en el de direcciones. Como indicamos a continuación, continuación, el sistema sabe que se trata de una dirección de memoria (real o de puerto p uerto mapeado) o de un puerto de dirección dedicada, y cual es la acción esperada (lectura o escritura) porque se dispone de 4 líneas específicas en el bus de control : 

  

IOR Orden de lectura para dispositivo E/S conectado conectado al bus, que debe colocar un dato en el bus bus de datos. IOW Orden de escritura para dispositivo E/S, que que debe leer el dato situado en el bus. bus. MEMR Esta señal indica a los dispositivos de memoria que deben colocar un dato en el bus de datos. datos. MEMW Señal que indica a los dispositivos de memoria que deben almacenar almacenar el dato colocado en el bus de datos.

Una cuestión adicional es que cuando la comunicación debe establecerse desde el lado del puerto (es el puerto el que desea establecer comunicación con el sistema), primero debe anunciarlo al procesador, para lo que se utiliza un sistema de interrupciones cuyo mecanismo de funcionamiento se ha detallado en el capítulo correspondiente. La consecuencia es que la mayoría de los puertos disponen de líneas IRQ asignadas asignadas para este menester.

3.1.4 CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES Este es otro componente importante del sistema principal. Debido a que el microprocesador debe atender peticiones de muchos componentes externos e internos se cuenta con unos canales llamados IRQ (Interrupt Request) por el que cada dispositivo debe dirigirse al microprocesador. Las interrupciones son señales ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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enviadas a la CPU por el hardware para requerir su atención o responder alguna acción. Los sistemas actuales poseen 16 IRQs numerados del 0 – 15, algunos son asignados por el sistema y no deben cambiarse y otros pueden ser asignados por el usuario de acuerdo a la disponibilidad de recursos y a la configuración de cada componente. La siguiente lista muestra las interrupciones que son determinadas por defecto y las que están disponibles para ser configuradas por el usuario: 00 Cronómetro del sistema. (temporizador) 01 El teclado 02 Controlador programable de interrupción (PIC) 03 Com 2 o Com 4 (Puertos de comunicaciones) 04 Com 1 o Com 3 (puertos de comunicaciones) 05 Disponible (Generalmente utilizado por el puerto paralelo LPT2, cuando este está está presente) 06 Controlador de disquettes (FDC) 07 Generalmente utilizado por el puerto paralelo LPT1 08 Sistema CMOS (reloj en tiempo real) 09 Disponible 10 Disponible 11 Disponible 12 Utilizado por el PS2 si este está presente 13 Coprocesador matemático 14 Controlador primario de Discos IDE 15 Controlador secundario de Discos IDE COMO Y POR QUE DE LAS INTERRUPCIONES. La computadora se comunica con el exterior por medio de los dispositivos de entrada y salida. Estos dispositivos son normalmente lentos en comparación con la elevada velocidad de la unidad central. Un ejemplo típico puede ser el teclado: entre las pulsaciones de cada tecla hay un espacio de tiempo impredecible y dependiente del usuario. Una manera simple de gestionar los dispositivos de E/S consiste en comprobar continuamente si alguno de ellos tiene un dato disponible o lo está solicitando. Sin embargo, esto supone una importante pérdida de tiempo para el microprocesador, que mientras tanto podría estar haciendo otras cosas. En una máquina multitarea y/o multiusuario, resulta más interesante que los periféricos puedan interrumpir al microprocesador para solicitarle una operación de entrada o salida en el momento necesario, estando la CPU liberada de la misión de comprobar cuándo llega ese momento. Cuando se produce la interrupción, el microprocesador ejecuta la correspondiente rutina de servicio y después continúa con su tarea normal. Los compatibles PC poseen un hardware orientado por completo a la multitarea (otra cosa es que el 8086 y el DOS no la aprovechen) y la entrada/salida se gestiona casi por completo mediante interrupciones en todas las máquinas. Por ejemplo, en las operaciones de di sco, cuando acaba la transferencia de datos se produce una interrupción de aviso y una rutina de la BIOS activa una variable que lo indica, en el segmento de memoria 40h. Las propias funciones de la BIOS para acceder al disco se limitan a chequear continuamente esa variable hasta que cambie, lo que significa un evidente desaprovechamiento de las posibilidades que la gestión por interrupciones pone a nuestra disposición.


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Las interrupciones añaden cierta complejidad al diseño del hardware: en principio, es necesario jerarquizarlas de alguna manera para decidir cuál se atiende en el caso de que se produzcan dos simultáneamente. También es importante el control de prioridad para el caso de que se produzca una interrupción mientras se está procesando otra: sólo se la atenderá si es de mayor prioridad. En este capítulo sólo consideraremos las interrupciones hardware, no las de software ni las excepciones del procesador. DESCRIPCIÓN DEL INTEGRADO 8259. Este circuito integrado está especialmente diseñado para controlar las interrupciones en sistemas basados en el 8080/8085 y en el 8086. Puede controlar hasta 8 interrupciones vectorizadas. Además, a un 8259 8259 se le pueden conectar en cascada un máximo de 8 chips 8259 adicionales, lo que permite gestionar sistemas con hasta 64 interrupciones, como veremos. El significado e interpretación de las señales se muestra a la derecha:


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-CS:

Habilita la comunicación con la CPU.

-WR:

Permite al 8259 aceptar comandos de la CPU.

-RD:

Permite al 8259 dejar la información en el bus de datos.

D7..D0:

Bus de datos bidireccional, por el que se transmite la información de control/estado y el número de vector de interrupción.

CAS0..CAS2:

Líneas de cascada, actúan como salida en el 8259 maestro y como entrada en los 8259 esclavos, en un sistema con varios 8259 interconectados, constituyendo un bus local.

-SP/-EN:

Pin de doble función: en el buffered mode del mode del 8259 actuará como -EN, para habilitar los buffers del bus; en el modo normal indicará si el 8259 es maestro o esclavo (-SP).

INT:

Conectado a la patilla INT de la CPU para producir la interrupción cuando llegue el momento.

IR0..IR7:

Líneas asíncronas de petición de interrupción. Una petición de interrupción se ejecuta manteniendo IR en alto hasta que se recibe el e l reconocimiento (modo por flancos) o simplemente poniendo en alto la línea IR (modo por niveles).

-INTA:

Línea de reconocimiento de interrupción, por medio de esta línea se fuerza al 8259 a depositar en el bus la información del vector de interrupción. INTA es independiente de -CS.

A0:

En conjunción con -CS, -WR y -RD es empleada para enviar las palabras de comando al 8259 y para solicitar información al mismo. Suele ir conectada a la línea A0 de la CPU.

FUNCIONAMIENTO DEL 8259 El funcionamiento del 8259 varía ligeramente en función del sistema en que esté instalado, según sea este un 8086 o un 8080/8085. Veremos primero el caso del 8086: 1) Una o más líneas IR son activadas por los periféricos, lo que pone a 1 el correspondiente bit del IRR. El 8259 evalúa la prioridad de estas interrupciones y solicita la interrupción a la CPU (línea INT) si es 2) necesario. 3) Cuando la CPU reconoce la interrupción, envía la señal -INTA. Nada más recibida la señal -INTA de la CPU, el 8259 activa el bit correspondiente a la interrupción de mayor 4) prioridad (la que va a ser procesada) en el ISR y lo borra en el IRR. En este ciclo, el 8259 aún no controla el bus de datos. Cuando la CPU envía un segundo ciclo -INTA, el 8259 deposita en el bus de datos un valor de 8 bits que 5) indica el número de vector de interrupción del 8086, para que la CPU lo pueda leer. En el modo AEOI del 8259, el bit de la interrupción en el ISR es borrado nada más acabar el segundo pulso 6) INTA; en caso contrario, ese bit permanece activo hasta que la CPU envíe el comando EOI al final de la rutina que trata la interrupción (caso más normal). En el caso de sistemas basados en el 8080/8085, el funcionamiento es idéntico hasta el punto (3), pero a continuación sucede lo siguiente: Nada más recibida la señal -INTA de la CPU, el 8259 activa el bit correspondiente a la interrupción de mayor 4) prioridad (la que va a ser procesada) en el ISR y lo borra en el IRR. En este ciclo, el 8259 deposita en el bus de datos el valor 11001101b, correspondiente al código de operación de la instrucción CALL del 8080/85. 5) Esta instrucción CALL provoca que la CPU envíe dos pulsos -INTA. El 8259 utiliza estos dos pulsos -INTA para depositar en el bus de datos, sucesivamente, la parte baja y alta 6) de la dirección de memoria del ordenador de la rutina de servicio de la interrupción (16 bits). Esto completa la instrucción CALL de 3 bytes. En el modo AEOI del 8259, el bit de la interrupción en el ISR es 7) borrado nada más acabar el tercer pulso -INTA; en caso contrario, ese bit permanece activo hasta que la CPU envíe el comando EOI al final de la l a rutina que trata la interrupción. ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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Si en el paso (4), con ambos tipos de microprocesador, no está presente la petición de interrupció n (por ejemplo, porque ha sido excesivamente corta) el 8259 envía una interrupción de nivel 7 (si hubiera un 8259 conectado en IR7, las líneas CAS permanecerían inactivas y la dirección de la rutina de servicio de interrupción sería suministrada por el 8259 maestro).

3.1.5 EL CONTROLADOR DE DMA (DIRECT MEMORY ACCESS) Para evitar saturar al microprocesador, algunos algunos periféricos pueden transferir datos a la memoria del computador o viceversa, sin pasar a través de la CPU. Esta operación se llama Acceso Directo a Memoria, y se controla mediante un chip conocido como controlador de DMA. El propósito principal del DMA es permitir al controlador del disco que lea, o escriba, datos sin involucrar al microprocesador. Como las operaciones de E/S desde el disco son relativamente lentas, el DMA puede aumentar un poco las prestaciones del ordenador. Los sistemas actuales actuales tienen 8 canales DMA (0 – 7).

Caché Problema de Coherencia La DMA puede DMA puede llevar a problemas de coherencia de caché. Imagine una CPU equipada con una memoria caché y una memoria externa que se pueda acceder directamente por los dispositivos que utilizan DMA. Cuando la CPU accede a X lugar en la memoria, el valor actual se almacena en la caché. Si se realizan operaciones posteriores en X, se actualizará la copia en caché de X, pero no la versión de memoria externa de X. Si la caché


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no se vacía en la memoria antes de que otro dispositivo intente acceder a X, el dispositivo recibirá un valor caducado de X. Del mismo modo, si la copia en caché de X no es inválida cuando un dispositivo escribe un nuevo valor en la memoria, entonces la CPU funcionará con un valor caducado de X. Este problema puede ser abordado en una de las dos formas en el diseño del sistema: 



Los sistemas de caché coherente implementan coherente implementan un método en el hardware externo mediante el cual se escribe una señal en el controlador de caché, la cual realiza una invalidación de la caché para escritura de DMA o caché de descarga para lectura de DMA. Los sistemas no-coherente dejan no-coherente dejan este software, donde el sistema operativo debe asegurarse de que las líneas de caché se vacían antes de que una transferencia de salida de DMA sea iniciada y anulada antes de que una parte de la memoria sea afectada por una transferencia entrante de DMA que se haya requierido. El sistema operativo debe asegurarse de que esa parte de memoria no es accedida por cualquier subproceso que se ejecute en ese instante. Este último enfoque introduce cierta sobrecarga a la operación de DMA, ya que la mayoría de hardware requiere un bucle para invalidar cada línea de caché de forma individual.

Los híbridos también existen, donde en la caché secundaria L2 es coherente, mientras que en la caché L1 (generalmente la CPU) es gestionado por el software.

Secuencia de eventos Una operación de E/S por DMA se establece ejecutando una corta rutina de inicialización. Consiste en varias instrucciones de salida para asignar valores iniciales a: - AR: AR: Direccion de memoria de la región de datos de E/S IOBUF (buffer de entrada/salida). - WC: WC: Número N de palabras pal abras de datos a transferir. Una vez inicializado, el DMA procede a transferir datos entre IOBUF y el dispositivo de E/S. Se realiza una transferencia cuando el dispositivo de E/S solicite una operación de DMA a través de la línea de petición del DMAC. Después de cada transferencia, se decrementa el valor de WC y se incrementa el de AR. La operación termina cuando WC=0, entonces el DMAC (o el periférico) indica la conclusión de la operación enviando al procesador una petición de interrupción.

Secuencia de eventos detallada 1- El procesador inicializa el DMAC programando AR y WC. 2- El dispositivo de E/S realiza una petición de DMA al DMAC. 3- El DMAC le responde con una señal de aceptación. 4- El DMAC activa la línea de petición de DMA al procesador. 5- Al final del ciclo del bus en curso, el procesador pone las líneas del bus del sistema en alta impedancia impedancia y activa la cesión de DMA. 6. El DMAC asume el control del bus. ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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7. El dispositivo de E/S transmite una nueva palabra de datos al registro intermedio de datos del DMAC. 8. El DMAC ejecuta un ciclo de escritura en memoria para transferir el contenido del registro intermedio a la posición M[AR]. 9. El DMAC decrementa WC e incrementa AR. 10.El DMAC libera el bus y desactiva la línea de petición de DMA. 11.El DMAC compara WC con 0: Si WC > 0, se repite desde el paso 2.
Si WC = 0, el DMAC se detiene y envía una petición de interrupción al procesador.

Ejemplos ISA Por ejemplo, un pc con arquitectura ISA con controlador de DMA se basa en el Intel 8237, el cuál es un controlador de DMA multimodo, que es una combinación de hardware-software. En los IBM antiguos , sólo había un controlador DMA capaz de ofrecer cuatro canales DMA (numerados 0-3). Estos canales DMA realizan las transferencias de 8 bits y sólo pueden dirigirse al primer megabyte de RAM. Con la IBM PC/AT , un segundo controlador de DMA 8237, fue añadido (canales 5-7; el canal 4 no se puede utilizar), y el registro página fue recableado para abordar la completa memoria de 16 MB de espacio de direcciones de la CPU 80286. Este segundo controlador realiza las transferencias de 16 bits. Debido a su desempeño rezagado (2,5 Mbit / s [1]), estos dispositivos están dejando de ser utilizados desde el aparecimiento del procesador 80386 y su capacidad de transferencia de 32 bits. Aún son admitidas en la medida en que son necesarias para apoyar incorporaciones hardware en las máquinas modernas. Cada canal de DMA tiene un registro de dirección de 16-bit y un recuento de 16-bit del registro asociado a él. Para iniciar una transferencia de datos el controlador de dispositivo establece la dirección del canal de acceso directo a memoria y registros, los cuales contarán conjuntamente con la dirección de la transferencia de datos, leer o escribir. A continuación, indica al DMA para iniciar la transferencia. Cuando la transferencia se haya completado, el dispositivo interrumpe la CPU. Es equivalente a la de encadenar múltiples peticiones simples del DMA. La motivación es la carga de múltiples entradas y salidas de interrupción y copiar los datos de las tareas de la CPU. DRQ representa petición DMA ; DACK para reconocer DMA . Estos símbolos, visto en el hardware esquemas de los sistemas informáticos con funciones DMA, representan las líneas de señalización electrónica entre la CPU y el controlador DMA. Cada canal de DMA tiene una solicitud y una línea de reconocer. Un dispositivo correctamente configurado que utiliza DMA debe ser puenteado para utilizar las dos líneas del canal DMA asignado. Norma ISA de asignaciones DMA : 0 Refrescar DRAM (obsoleto), 1 Usar hardware, 2 [Disquete]] controlador, 3 Disco duro (obsoleto), 4 XT Cascada del controlador DMA, 5 Disco duro ( PS/2 solamente), hardware del usuario para todos los demás 6 Usuario del hardware.

PCI Como se mencionó anteriormente, un pc con aquitectura PCI no tiene ningún controlador central de DMA, a diferencia del ISA. Por el contrario, cualquiera de los componentes PCI puede pedir el control del bus ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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("convertirse en el bus maestro") y pedir leer y escribir desde la memoria del sistema. Más precisamente, un componente de peticiones PCI tiene la propiedad de autobús desde el controlador de bus PCI , y arbitrar si la petición de varios dispositivos al mismo tiempo la propiedad de autobuses, ya que sólo puede haber un maestro de bus al mismo tiempo. Cuando el componente concede la propiedad, se leerán y escribirán comandos en el bus PCI, que se solicite por el controlador del bus y se remitirá al controlador de memoria usando un esquema que es específico de cada chipset. Como puede verse, hay un buen número de pasos necesarios para una transferencia DMA, sin embargo, plantea muchos problemas, ya que el dispositivo PCI o bus PCI sí son más lentos que el resto de componentes. Un moderno procesador x86 puede usar más de 4 GB de memoria, utilizando PAE, un modo de direccionamiento de 36 bits. En tal caso, un dispositivo que utiliza DMA con un poco de dirección de bus-32 es incapaz de tener una dirección de memoria por encima de la línea 4 GB. El nuevo ciclo de doble dirección (DAC), si se aplican tanto en el bus PCI y el propio dispositivo, permite el acceso directo de memoria de 64-bit de direccionamiento. De lo contrario, el sistema operativo tendría que solucionar el problema, ya sea usando costosos amortiguadores dobles (nomenclatura de Windows), también conocido como amortiguadores rebote (Linux), o puede utilizar un IOMMU para proporcionar servicios de traducción de direcciones, si uno está presente.

AHB En sistemas integrados en chips y en sistemas embebidos, la típica estructura de bus es un complejo bus integrado tal como el AMBA, de alto rendimiento. AMBA define dos tipos de componentes AHB: maestro y esclavo. Una interfaz de esclavo es similar a la entrada/salida programada por software, que puede leer/escribir en registros de entrada/salida o (menos comun) bloques locales de memoria dentro del dispositivo. Una interfaz master puede ser usada por el dispositivo para mejorar las transacciones del DMA hacia la memoria del sistema sin ralentizar a la CPU. Por tanto dispositivos de un alto ancho de banda como los controladores de redes que necesitan transferir grandes cantidades de datos desde/hacia la memoria del sistema, tendrán dos adaptadores de interfaz hacia el bus AHB, una interfaz para máster y otra para esclavo. Esto es porque los buses integrados como el AHB no soportan el triestado en el bus. En el caso del PCI, por ejemplo, no se necesita un controlador DMA central desde que los buses del DMA siguen una interfaz de maestro, pero se necesita de un circuito que gestione los casos en que haya varios buses máster presentes en el sistema. Internamente, en los dispositivos existe un motor multicanal DMA controlar los casos de concurrencia.

Acelerador de E/S en Xeon Como ejemplo de desarrollos de DMA incorporados a procesadores de propósito general, destacan los nuevos conjuntos de chips Intel Xeon que incluyen la nueva tecnología de DMA denominada I/O Acceleration Technology (I/OAT), destinada a mejorar el desarrollo de las redes con interfaces de red de altas prestaciones.


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Interfaz Digital de E/S para Puerto Paralelo

Esta interfaz permite utilizar el puerto de E/S estándar de impresora ( LPT LPT)) de una PC para adquisición de datos y control digital. Mediante el software LPTEST 1.0 se puede hacer un chequeo completo del puerto de la PC y de la Interfaz. La tarjeta cuenta con protecciones que aíslan al PC de posibles problemas relacionados con el entorno, permitiendo al usuario realizar múltiples proyectos sin poner en riesgo la el ectrónica interna de la PC. En la serigrafía de la l a tarjeta se encuentra la documentación necesaria para su configuración. Todas las entradas y salidas se encuentran señalizadas con leds, leds, permitiendo conocer permanentemente el estado de cada una de ellas. Las salidas pueden configurarse en modo TTL u Open Colector (OC), lo cual permite la conexión de diversos tipos de actuadores. La alimentación se realiza con una fuente de 12VCC de 500mA no regulada ya que el interfaz posee una una fuente interna regulada de 5V. Posee salida alimentación auxiliar de 5V regulada para alimentar otros dispositivos adicionales.

3.1.6 CIRCUITOS DE TEMPORIZACION Y CONTROL Es una red secuencial que acepta un código que define la operación que se va a ejecutar y luego prosigue a través de una secuencia de estados, generando una correspondiente secuencia de señales de control. Estas señales de control incluyen el control de lectura escritura y señales de dirección de memoria válida en el bus de control del sistema. Otras señales generadas por el controlador se conectan a la unidad aritmética lógica y a los registros internos del procesador para regular el flujo de información en el procesador y a, y desde, los buses de dirección y de datos del sistema.

CIRCUITO DE CONTROL Y TEMPORIZACION


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Las computadoras son máquinas síncronas, lo que significa que todas sus partes funcionan de forma acompasada. Es frecuente poner el ejemplo de los remeros en las películas de galeras, donde donde cada remero no va por su cuenta, todos siguen el ritmo del gordo del tambor. En el PC ocurre otro tanto, aquí el ritmo no lo marca un tambor, sino un metrónomo ( reloj) reloj) que genera una señal (señal ( señal de reloj), reloj ), que marca el ritmo de la "música" que es capaz de ejecutar el sistema. Esta señal está presente en el bus de control , la línea lí nea CLK. CLK. El corazón del reloj es un oscilador controlado por un cristal de cuarzo que actúa de patrón (es un elemento fácilmente identificable con aspecto de almohadilla plateada). En los PC originales la frecuencia del cristal es de 14.31818 MHz. Esta señal está también presente en el bus de control, línea OSC, OSC, y la denominaremos frecuencia del oscilador . En los primitivos PCs la señal del del reloj era de 4.772720 MHz. Es decir, un tercio de la frecuencia del oscilador. A su vez, la señal del reloj es dividida por 262144 (2 18) para proporcionar una interrupción (tic) a una cadencia aproximada de 18.2 veces por segundo. La señal CLK es CLK es importantísima, ya que sin ella sería imposible un funcionamiento armónico de los distintos elementos (incluyendo el procesador, una de cuyas patillas conecta directamente con ella). Todos los sucesos internos tienen lugar al compás de este tic-tac electrónico. Nota: Nota: Hemos señalado , que a partir de la introducción del microprocesador microprocesador 80486 algunos elementos de la computadora no pueden funcionar al ritmo endiablado del reloj, que resulta demasiado rápido para el resto de chips instalados en la placa, por lo que en esta se utilizan frecuencias inferiores. Esto se consigue utilizando solo uno de cada tres, cuatro o cinco pulsos de CLK. CLK. En este sentido es particularmente significativa la denominada velocidad del bus externo. externo . Que es la que se utiliza en dicho bus. Por ejemplo, un procesador que esté trabajando a 200 MHz, puede que esté utilizando una frecuencia de 66 MHz en sus comunicaciones con el bus externo. Exactamente la misma que un procesador de "solo" 66 MHz de reloj que utilice también 66 MHz para el bus externo. La situación actual es que las velocidades típicas de las placas-base son de 60- 66- 100- 133 MHz mientras que los procesadores funcionan a frecuencias múltiplos de aquellas; típicamente de 1x hasta 10x, es decir, desde 60 a 1330 MHz (lo que se denomina velocidad del núcleo). núcleo ). Chip del reloj En el PC original, el oscilador antes mencionado está montado en un chip 8284A (88284 en el AT), que se conoce como generador de reloj reloj (no confundir con el reloj programable programable ). La fecha y hora, que había que introducir en la puesta en marcha del sistema, se perdía cada vez que se apagaba el equipo. Durante el funcionamiento, el sistema de fecha y hora era mantenido por una interrupción de alta prioridad que ocurría unas 18 veces cada segundo. A partir de la introducción del PC AT, se instaló en la placa base el denominado chip del reloj, reloj , abreviadamente RTC ("Real RTC ("Real Time Clock"). Es un auténtico reloj que suministra la fecha y hora al sistema. Como este reloj debía continuar su funcionamiento incluso estando el equipo desconectado, se le dotó de una pequeña pila o batería. Aprovechando que este circuito disponía de su propia fuente de energía, se utilizó para añadirle cierta cantidad de memoria CMOS ("Complementary CMOS ("Complementary Metal-Oxide Semiconductor") de bajo consumo, la denominada ROM del sistema, sistema , que se utiliza para guardar información relativa a la configuración del equipo. Estos datos son accesibles pulsando una combinación de teclas en los momentos iniciales de arranque, lo que inicia un programa de configuración grabado en la BIOS conocido generalmente como Set-up. Nota: Nota: La batería de backup de la placa base, es un elemento fácilmente identificable; tiene forma de pila de botón reemplazable, o de elementos soldados recubiertos de una funda plástica. Este último es el caso ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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mostrado en la fig. 2. La batería es el elemento azul; por encima está el conector del teclado y sobre éste, junto al letrero BATTERY, se distinguen tres de los 4 pines del conector para la batería auxiliar [7]. [7] . Esta batería se agota con el tiempo, especialmente si el equipo permanece mucho tiempo apagado, en cuyo caso se pierde la fecha y (lo que es más importante) los datos de configuración establecidos con el programa de Set-up. Aunque la mayoría de equipos funcionan bien con la configuración por defecto, en caso de sustituir la batería es posible que sea necesario reconfigurar el Set-up. Tradicionalmente este circuito CMOS/RTC era CMOS/RTC era un Motorola Motorola MC146818. En los modelos iniciales esta memoria era de 128 bytes. Actualmente es de 256 KB, y junto con algunos otros elementos están incluidos en un chipset de solo dos circuitos integrados. A su vez el programa de configuración es cada vez más sofisticado, de forma que simplifica la configuración del sistema. Por ejemplo, dispone de un sistema de protección ("Password") de acceso y de autodetección del tipo de disco instalado; algo que en los modelos antiguos debía hacerse manualmente. Temporizador programable

Junto con el anterior se encuentra un circuito circ uito que recibe varios nombres: PIT ("Programmable PIT ("Programmable Interval Timer") temporizador programable, reloj programable, temporizador ("timer"), Etc. Constituido por un chip 8253 (8254 en el AT y máquinas con bus EISA/MCA) que dispone de tres temporizadores programables independientes numerados del 0 al 2. En realidad son divisores de frecuencia que obtienen la señal del generador de reloj. Tienen cuatro modos de funcionamiento programables que pueden generar diversas señales: Pulsos de anchura variable. Generar una interrupción al final de la cuenta de una serie de pulsos de reloj, para lo que dispone de tres contadores independientes de 16 bits. Ondas cuadradas que sean una fracción de la frecuencia de entrada (reloj). Por ejemplo, podemos conseguir que generen una señal por cada 1000 señales de la frecuencia del reloj RTC, RTC, con lo que en un PC XT obtendríamos una frecuencia de 4.77 KHz. Medir el intervalo entre sucesos. Estas capacidades se utilizan para cuestiones tales como producir señales de sincronización para refresco d e la RAM, o tonos audibles de diversas frecuencias en el altavoz del PC. La distribución de tareas es como sigue: Canal 0: Produce una interrupción cada 54.94 ms en IRQ0, IRQ0, que activa la rutina de actualización del reloj de tiempo real RTC . RTC . Canal 1: Produce una interrupción cada 15.12 microsegundos que marca el comienzo del ciclo de refresco de las memorias RAM dinámicas . Canal 2: Este canal se destina a generar tonos para el altavoz del sistema.  

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3.1.7 CONTROLADOR DE VIDEO -TARJETAS GRAFICASUna tarjeta gráfica, gráfica, tarjeta de vídeo, vídeo , placa de vídeo, vídeo , tarjeta aceleradora de gráficos o gráficos o adaptador de pantalla, pantalla , es una tarjeta de expansión para una computadora u ordenador, ordenador, encargada de procesar los datos provenientes de la la CPU y transformarlos en información comprensible y representable en un dispositivo de salida, como un monitor o televisor. televisor. Las tarjetas gráficas más comunes son las disponibles para las computadoras compatibles con la IBM la IBM PC, debido PC, debido a la enorme popularidad de éstas, pero otras arquitecturas también hacen uso de este tipo de dispositivos. di spositivos. Es habitual que se utilice el mismo término tanto a las habituales tarjetas dedicadas y separadas como a las GPU integradas en la placa la placa base. Algunas tarjetas gráficas han ofrecido funcionalidades añadidas como captura de vídeo, sintonización de TV, decodificación MPEG-2 decodificación MPEG-21 y MPEG-4 o incluso conectores Firewire, conectores Firewire, de de ratón, ratón, lápiz lápiz óptico o joystick. Las tarjetas gráficas no son dominio exclusivo de los PC; contaron PC; contaron o cuentan con ellas dispositivos como los Commodore Amiga (conectadas mediante las ranuras Zorro II y Zorro III), III), Apple II, Apple Macintosh, Spectravideo SVI-328, SVI-328, equipos MSX y, por supuesto, en las videoconsolas modernas, como la Wii, la Playstation 3 y la Xbox360. la Xbox360.

Historia

PCI S3 ViRGE

IBM XGA-2 MCA XGA-2 MCA

Apple Display Card 24AC NuBus

Cirrus Logic VESA Logic VESA


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AVIEW2E EISA AVIEW2E EISA

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EGA Paradise Bus Paradise Bus ISA

La historia de las tarjetas gráficas da comienzo a finales de los años 1960, cuando 1960, cuando se pasa de usar impresoras como elemento de visualización a utilizar monitores. Las primeras tarjetas sólo eran capaces de visualizar texto a 40x25 u 80x25, pero la aparición de los primeros chips gráficos como el Motorola 6845 permiten comenzar a dotar a los equipos basados en bus S-100 o Eurocard de capacidades gráficas. Junto con las tarjetas que añadían un modulador de televisión fueron las primeras en recibir el término tarjeta gráfica. gráfica. El éxito del ordenador doméstico y las primeras videoconsolas hacen que por abaratamiento de costos (principalmente son diseños cerrados), esos chips vayan integrados en la placa base. Incluso base. Incluso en los equipos que ya vienen con un chip gráfico se comercializan tarjetas de 80 columnas, que añadían un modo texto de 80x24 u 80x25 caracteres, principalmente para ejecutar soft CP/M (como las de los Apple II y Spectravideo SVI-328). SVI-328). Curiosamente la tarjeta gráfica que viene con el IBM PC, que PC, que con su diseño abierto herencia de los los Apple II popularizará el concepto de tarjeta gráfica intercambiable, es una tarjeta de sólo texto. La MDA (Monochrome Display Adapter ), ), desarrollada por IBM por IBM en 1981, en 1981, trabajaba trabajaba en modo texto y era capaz de representar 25 líneas l íneas de 80 caracteres en pantalla. Contaba con una memoria VRAM de 4KB, por lo que sólo podía trabajar con una página de memoria. Se usaba con monitores monocromo, de tonalidad normalmente verde. A partir de ahí se sucedieron diversas controladoras para gráficos, resumidas resumidas en la tabla adjunta


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VGA tuvo una aceptación masiva, lo que llevó a compañías como ATI, ATI, Cirrus Logic y S3 Graphics, a Graphics, a trabajar sobre dicha tarjeta para mejorar la resolución y el número de colores. Así nació el estándar SVGA estándar SVGA (Super VGA). VGA). Con dicho estándar se alcanzaron los 2 MB de memoria VRAM, así como resoluciones de 1024 x 768 pixels a 256 colores. La competencia de los PC, Commodore PC, Commodore Amiga 2000 y Apple Macintosh reservaron en cambio esa posibilidad a ampliaciones profesionales ampliaciones profesionales,, integrando casi siempre la GPU la GPU (que batía en potencia con total tranquilidad a las tarjetas gráficas de los PC del momento) en sus placas base. Esta situación se perpetúa hasta la aparición del Bus PCI, que PCI, que sitúa a las tarjetas de PC al nivel de los buses internos de sus competidores, al eliminar el cuello de botella que representaba el Bus el Bus ISA. Aunque ISA. Aunque siempre por debajo en eficacia (con la misma GPU S3 GPU S3 ViRGE, lo que en un PC es una tarjeta gráfica avanzada deviene en acelerador 3D profesional en los Commodore Amiga con ranura Zorro ranura Zorro III), III), la fabricación masiva (que abarata sustancialmente los costes) y la adopción por otras plataformas del Bus PCI hace que los chips gráficos VGA comiencen a salir del mercado del PC. La evolución de las tarjetas gráficas dio un giro importante en 1995 con la aparición de las primeras tarjetas 2D/3D, fabricadas por Matrox por Matrox,, Creative, S3 Creative, S3 y ATI, entre otros. Dichas tarjetas cumplían el estándar SVGA, pero incorporaban funciones 3D. En 1997, En 1997, 3dfx 3dfx lanzó el chip gráfico Voodoo, Voodoo, con una gran potencia de cálculo, así como nuevos efectos 3D (Mip ( Mip Mapping, Mapping , Z-Buffering, Antialiasing...). Antialiasing...). A partir de ese punto, se suceden una serie de lanzamientos de tarjetas gráficas como Voodoo2 Voodoo2 de 3dfx, TNT y TNT2 de NVIDIA. NVIDIA. La potencia alcanzada por dichas tarjetas fue tal, que el puerto PCI donde se conectaban se quedó corto de ancho de banda. Intel banda. Intel desarrolló el puerto AGP puerto AGP ( Accelerated Accelerated Graphics Port ) que solucionaría los cuellos de botella que empezaban a aparecer entre el procesador y la tarjeta. Desde 1999 hasta 2002 hasta 2002,, NVIDIA dominó el mercado de las tarjetas gráficas (comprando incluso la mayoría de bienes de 3dfx )7 con su gama GeForce. gama GeForce. En En ese período, las mejoras se orientaron hacia el campo de los algoritmos 3D y la velocidad de los procesadores gráficos. Sin embargo, las memorias también necesitaban mejorar su velocidad, por lo que se incorporaron las memorias DDR a las tarjetas gráficas. Las capacidades de memoria de vídeo en la época pasan de los 32 MB de GeForce, hasta los 64 y 128 MB de GeForce 4. La mayoría de videoconsolas de sexta generación y sucesivos utilizan chips gráficos derivados de los más potentes aceleradores 3D de su momento. Los Apple Macintosh incorporan chips de NVIDIA y ATI desde el primer iMac, iMac, y los modelos PowerPC con bus PCI o AGP pueden usar tarjetas gráficas de PC con BIOS no dependientes de CPU. En 2006, 2006, NVIDIA y ATI (ese mismo año comprada por AMD) AMD) se repartían el liderazgo del mercado 8 con sus series de chips gráficos GeForce gráficos GeForce y Radeon, respectivamente. Radeon, respectivamente.

Componentes GPU La GPU, La GPU, —acrónimo de «graphics «graphics processing unit », », que significa «unidad de procesamiento gráfico» — es un procesador (como la CPU) CPU) dedicado al procesamiento de gráficos; su razón de ser es aligerar la carga de trabajo del procesador central y, por ello, está optimizada para el cálculo en coma flotante, predominante flotante, predominante en las funciones 3D. La mayor parte de la información ofrecida en la especificación de una tarjeta gráfica se refiere a las características de la GPU, pues constituye la parte más importante de la tarjeta. Tres de las más importantes de dichas características son la frecuencia de reloj del núcleo, que en en 2010 oscilaba entre 500 MHz en las tarjetas de gama baja y 850 MHz en las de gama alta, el numero de procesadores shaders y el número de pipelines (vertex y fragment shaders), shaders), encargadas de traducir una imagen 3D compuesta por vértices y líneas en una imagen 2D compuesta por píxeles.


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Memoria RAM Gráfica Según la tarjeta gráfica está integrada en la placa base (normalmente de bajas prestaciones) o no, utilizará la memoria RAM propia del ordenador o dispondrá de una dedicada. Dicha memoria es la memoria de vídeo o VRAM. Su VRAM. Su tamaño oscila actualmente entre 256 MB y 4 GB. La memoria empleada en 2010 estaba basada en tecnología DDR, DDR, destacando GDDR2, GDDR3,GDDR4 GDDR3,GDDR4 y GDDR5, GDDR5, en especial GDDR2, GDDR3 y GDDR5. La frecuencia de reloj de la memoria se encontraba entre 400 MHz y 4,5 GHz (efectivos). Samsung ha conseguido desarrollar memorias GDDR5 a 7GHZ, gracias al proceso de reducción de 50 nm, permitiendo un gran ancho de banda en buses muy pequeños (incluso de 64 bits) Una parte importante de la memoria de un adaptador de vídeo es el Z-Buffer, Z-Buffer, encargado de gestionar las coordenadas de profundidad de las imágenes en los gráficos 3D RAMDAC

El RAMDAC es un conversor de señal digital a analógico de memoria RAM. Se encarga de transformar las señales digitales producidas en el ordenador en una señal analógica que sea interpretable por el monitor. Según el número de bits que maneje a la vez y la velocidad con que lo haga, el conversor será capaz de dar soporte a diferentes velocidades de refresco del monitor (se recomienda trabajar a partir de 75 Hz, nunca con menos de 60). 60).9 Dada la creciente popularidad de los monitores digitales el RAMDAC está quedando obsoleto, puesto que no es necesaria la conversión analógica si bien es cierto que muchos conservan conexión VGA por compatibilidad.

Salidas

Salidas SVGA, Salidas SVGA, S-Video S-Video y DVI de una tarjeta gráfica

Tecnología GDDR

Frecuencia (MHz) 166 - 950

Ancho de banda (GB/s) 1,2 - 30,4

GDDR2

533 - 1000

8,5 - 16

GDDR3

700 - 1700

5,6 - 54,4

GDDR4

1600 - 1800

64 - 86,4

GDDR5

3200 - 7000

24 - 448

Los sistemas de conexión más habituales entre la tarjeta gráfica y el dispositivo visualizador (como un monitor o un televisor) un televisor) son: son: DA-15 conector RGB conector RGB usado mayoritariamente en los Apple los Apple Macintosh Digital TTL DE-9 TTL DE-9 : usado por las primitivas tarjetas de IBM (MDA, CGA (MDA, CGA y variantes, EGA variantes, EGA y muy contadas VGA) SVGA/Dsub-15: SVGA/Dsub-15: estándar analógico de los años 1990; diseñado 1990; diseñado para dispositivos dispositivos CRT, CRT, sufre de ruido eléctrico y distorsión por la conversión de digital a analógico y el error de muestreo al evaluar los píxeles a enviar al monitor. DVI: DVI: sustituto del anterior, fue diseñado para obtener la máxima calidad de visualización en las pantallas digitales como los LCD o proyectores. Evita la distorsión y el ruido al corresponder directamente un píxel a representar con uno del monitor en la resolución nativa del mismo. S-Video: incluido S-Video: incluido para dar soporte a televisores, reproductores televisores, reproductores de DVD, DVD , vídeos, y vídeos, y videoconsolas. videoconsolas. Otras no tan extendidas en 2010 en 2010 son:  

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ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS 

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S-Video implementado sobre todo en tarjetas con sintonizador TV y/o chips con soporte de video NTSC/PAL NTSC/PAL Vídeo Compuesto: Compuesto: Es bastante antiguo y equiparable al euroconector, es analógico de muy baja resolución mediante conector mediante conector RCA. Vídeo por componentes: componentes: utilizado también para proyectores; de calidad comparable a la de SVGA, dispone de tres clavijas (Y ( Y , Cb y Cb y Cr ). ). HDMI: tecnología HDMI: tecnología de audio y vídeo digital cifrado sin compresión en un mismo cable. Display Port: Port: Puerto para Tarjetas gráficas creado por VESA y rival del HDMI, transfiere video a alta resolución y audio. Sus ventajas son que está libre de patentes, y por ende de regalías para incorporarlo a los aparatos, tambien dispone de unas pestañitas impidiendo que se desconecte el cable accidentalmente.

Interfaces con la placa base

En orden cronológico, los sistemas de conexión entre la tarjeta gráfica y la placa base han sido, principalmente: Slot MSX : bus de 8 bits usado en los equipos MSX ISA: arquitectura ISA: arquitectura de bus de 16 bits a 8 MHz, dominante durante los años 1980; 1980; fue creada en en 1981 para los IBM los IBM PC. Zorro II usado en los Commodore los Commodore Amiga 2000 y Commodore Amiga 1500. Zorro III usado en los Commodore los Commodore Amiga 3000 y Commodore Amiga 4000 NuBus usado en los Apple los Apple Macintosh Processor Direct Slot usado en los Apple los Apple Macintosh MCA: intento MCA: intento de sustitución en 1987 en 1987 de ISA por IBM. por IBM. Disponía Disponía de 32 bits y una velocidad de 10 MHz, pero era incompatible con los anteriores. EISA: respuesta EISA: respuesta en 1988 en 1988 de la competencia de IBM; de 32 bits, 8.33 MHz y compatible con las placas anteriores. VESA: extensión VESA: extensión de ISA que solucionaba la restricción de los 16 bits, duplicando el tamaño de bus y con una velocidad de 33 MHz. PCI: bus PCI: bus que desplazó a los anteriores a partir de 1993; con 1993; con un tamaño de 32 bits y una velocidad de 33 MHz, permitía una configuración dinámica de los dispositivos conectados sin necesidad de ajustar manualmente los jumpers. jumpers. PCI-X fue una versión que aumentó el tamaño del bus hasta 64 bits y aumentó su velocidad hasta los 133 MHz. AGP: bus AGP: bus dedicado, de 32 bits como PCI; en 1997 la versión inicial incrementaba la velocidad hasta los 66 MHz. PCIe: interfaz PCIe: interfaz serie que desde 2004 desde 2004 empezó a competir contra AGP, llegando a doblar en 2006 el ancho de banda de aquel. No debe confundirse con PCI-X, versión de PCI. En la tabla adjunta se muestran las características más relevantes de algunos de dichos interfaces.  

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Dispositivos refrigerantes

Conjunto de disipador y ventilador.

Debido a las cargas de trabajo a las que son sometidas, las tarjetas gráficas alcanzan temperaturas muy altas. Si no es tenido en cuenta, el calor generado puede hacer fallar, bloquear o incluso averiar el dispositivo. Para evitarlo, se incorporan dispositivos refrigerantes que eliminen el calor excesivo de la tarjeta. Se distinguen dos tipos: Disipador: Disipador: dispositivo pasivo (sin partes móviles y, por tanto, silencioso); compuesto de material conductor del calor, extrae este de la tarjeta. Su eficiencia va en función de la estructura y la superficie total, por lo que son bastante voluminosos. 

Ventilador: dispositivo Ventilador: dispositivo activo (con partes móviles); aleja el calor emanado de la tarjeta al mover el aire cercano. Es menos eficiente que un disipador y produce ruido al tener partes móviles. Aunque diferentes, ambos tipos de dispositivo son compatibles entre sí y suelen ser montados juntos en las tarjetas gráficas; un disipador sobre la GPU (el componente que más calor genera en la tarjeta) extrae el calor, y un ventilador sobre él aleja el aire caliente del conjunto. 


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Alimentación Hasta ahora la alimentación eléctrica de las tarjetas gráficas no había supuesto un gran problema, sin embargo, la tendencia actual de las nuevas tarjetas es consumir cada vez más energía. Aunque las fuentes de alimentación son cada día más potentes, el cuello de botella se encuentra en el puerto PCIe que sólo es capaz de aportar una potencia de 150 W. W .12 Por este motivo, las tarjetas gráficas con un consumo superior al que puede suministrar PCIe incluyen un conector (PCIe ( PCIe power connector )13 que permite una conexión directa entre la fuente de alimentación y la tarjeta, sin tener que pasar por la placa base, y, por tanto, por el puerto PCIe. Aun así, se pronostica que no dentro de mucho tiempo las tarjetas gráficas podrían necesitar una fuente de alimentación propia, convirtiéndose dicho conjunto en dispositivos externos.

Tipos de tarjetas gráficas - Tarjeta MDA"Monochrome Display Adapter" o Adaptador monocromo. Fue lanzada por por IBM como una memoria de 4 KB de forma exclusiva para monitores TTL (que representaban los clásicos caracteres en ámbar o verde). No disponía de gráficos y su única resolución era la presentada en modo texto (80x25) en caracteres de 14x9 puntos, sin ninguna posibilidad de configuración.

Básicamente esta tarjeta usa el controlador el controlador de vídeo para leer de la ROM la matriz de puntos que se desea visualizar y se envía al monitor como información serie. No debe sorprender la falta de procesamiento gráfico, ya que, en estos primeros PC no existían aplicaciones que realmente pudiesen aprovechar un buen sistema de vídeo. Prácticamente todo se limitaba a información en modo texto. Este tipo de tarjeta se identifica rápidamente ya que incluye (o incluía en su dia) un puerto de comunicación para la impresora ¡Una asociación más que extraña a día de hoy! Tarjeta CGA "Color Graphics Array" o "Color graphics adapter" según el texto al que se recurra. Aparece en el año 1981 también de la mano de IBM y fue muy extendida. Permitía matrices de caracteres de 8x8 puntos en pantallas de 25 filas y 80 columnas, aunque solo usaba 7x7 puntos para representar los caracteres. Este detalle le imposibilitaba el representar subrayados, por lo que los sustituía por diferentes intensidades en el caracter en cuestión. En modo gráfico admitía resoluciones de hasta 640x200. La memoria era de 16 KB y solo era compatible con monitores RGB y Compuestos. A pesar de ser superior a la MDA, muchos usuarios preferían esta última dado que la distancia entre puntos de la rejilla de potencial en los monitores CGA era mayor. El tratamiento del color, por supuesto de modo digital, se realizaba con tres bits y uno más para intensidades. Así era posible lograr 8 colores con dos intensidades cada uno, es decir, un total de 16 tonalidades diferentes pero no reproducibles en todas las resoluciones tal y como se muestra en el cuadro adjunto. Esta tarjeta tenía un fallo bastante habitual y era el conocido como "snow". Este problema era de carácter aleatorio y consistía en la aparición de "nieve" en la pantalla (puntos brillantes e intermitentes que distorsionaban la imagen). Tanto era así que algunas BIOS de la época incluían en su SETUP la opción de eliminación de nieve ("No snow"). Tarjeta HGC "Hercules Graphics Card" o más popularmente conocida como Hércules (nombre de la empresa productora), aparece en el año 1982, con gran éxito convirtiéndose en un estándar de vídeo a pesar de no disponer del soporte de las rutinas de la BIOS la BIOS por parte de IBM. de IBM. Su Su resolución era de 720x348 puntos en monocromo con 64 KB de memoria. Al no disponer de color, la única misión de la memoria es la de referenciar cada uno de los puntos de la pantalla usando 30,58 KB para el modo gráfico (1 bit (1 bit x 720 x 348)y el resto para el modo texto y ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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otras funciones. Las lecturas se realizaban a una frecuencia de 50 HZ, gestionadas por el controlador de vídeo 6845. Los caracteres se dibujaban en matrices de 14x9 14x 9 puntos. Fabricantes En el mercado de las tarjetas gráficas hay que distinguir dos tipos de fabricantes: De chips: generan exclusivamente la GPU. Los L os dos más importantes son: o ATI o NVIDIA GPU integrado en el chipset de la placa base: base: también destaca Intel además de los antes citados NVIDIA y ATI. Otros fabricantes como Matrox como Matrox o S3 Graphics tienen una cuota de mercado muy reducida. De tarjetas: integran los chips adquiridos de los anteriores con el resto de la tarjeta, de diseño propio. De ahí que tarjetas con el mismo chip den resultados diferentes según la marca. En la tabla adjunta se muestra una relación de los dos fabricantes de chips y algunos de los fabricantes de tarjetas con los que trabajan. 

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API para gráficos A nivel de programador, trabajar con una tarjeta gráfica es complicado; por ello, surgieron interfaces que abstraen la complejidad y diversidad de las tarjetas gráficas. Los dos más importantes son: Direct3D: Direct3D: lanzada por Microsoft en 1996, 1996, forma parte de la librería DirectX. DirectX. Funciona sólo para Windows, Windows, ya que es privativa. Utilizado por la mayoría de los videojuegos comercializados para Windows. Actualmente van por la versión 11 OpenGL: creada OpenGL: creada por Silicon por Silicon Graphics a principios de los años los años 1990; es 1990; es gratuita, libre y multiplataforma. Utilizada principalmente en aplicaciones de CAD, de CAD, realidad realidad virtual o simulación de vuelo. Actualmente vuelo. Actualmente está disponible la versión 4.0 OpenGL está siendo desplazada del mercado de los videojuegos por Direct3D, aunque haya sufrido muchas mejoras en los últimos meses. 

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Efectos gráficos Algunas de las técnicas o efectos habitualmente empleados o generados mediante las tarjetas gráficas pueden ser: Antialiasing: Antialiasing: retoque para evitar el aliasing, aliasing, efecto que aparece al representar curvas y rectas inclinadas en un espacio discreto y finito como son los píxeles los píxeles del monitor. del monitor. Shader: procesado Shader: procesado de píxeles y vértices para efectos de iluminación, fenómenos naturales y superficies con varias capas, entre otros. HDR: técnica HDR: técnica novedosa para representar el amplio rango de niveles de intensidad de las escenas reales (desde luz directa hasta sombras oscuras). Es una evolución del efecto Bloom, aunque a diferencia de éste, no permite Antialiasing. Mapeado de texturas: técnica texturas: técnica que añade detalles en las superficies de los modelos, sin aumentar la complejidad de los mismos. Motion Blur: efecto Blur: efecto de emborronado debido a la velocidad de un objeto en movimiento. Depth Blur: efecto Blur: efecto de emborronado adquirido por la lejanía de un objeto. Lens flare: imitación flare: imitación de los destellos producidos por las fuentes de luz sobre las lentes de la cámara. Efecto Fresnel (reflejo especular): especular ): reflejos sobre un material dependiendo del ángulo entre la superficie normal y la dirección de observación. A mayor ángulo, más reflectante. 

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Teselado: Consiste Teselado: Consiste en multiplicar el número de polígonso para representar ciertas figuras geométricas y no se vean totalmente planas. Esta característica fué incluida en la API DirectX 11.

Errores comunes Confundir a la GPU la GPU con la tarjeta gráfica. Aunque muy importante, i mportante, no todas las GPUs y adaptadores de gráficos van en tarjeta ni son el único determinante de su calidad y rendimiento. Es decir, las GPUs sí determinan el rendimiento máximo de la tarjeta, pero su rendimiento puede ser capado por tener otros elementos que no estén a su altura, por ejemplo un ancho de banda pequeño. Considerar el término tarjeta de video como video como privativo del PC y compatibles. Esas tarjetas se usan en equipos no PC e incluso sin procesador Intel procesador Intel o AMD y sus chips en videoconsolas. en videoconsolas. Confundir al fabricante de la GPU la GPU con la marca de la tarjeta. Actualmente los mayores fabricantes de chip gráficos de PC en el mercado son NVIDIA y AMD (Antiguamente ATi Tecnologies). Esto se debe a que se encargan solamente, de diseñar los chip gráficos (GPU). (GPU). Luego, empresas como TSMC o Global Fundities fabrican las GPUs y más tarde son ensambladas en PCBs con memorias por ASUS, POV, XFX, Gigabyte, Shapphire y demás ensambladoras para su venta al público. Saliendo del círculo de PCs, para otros dispositivos como Smartphones, la mayoría de las GPUs vienen integradas en "System on Chip" junto al procesador y el controlador de memoria. 

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3.2 APLICACIONES Los chipsets VIA VN896 V N896 Mobile PCI Express llevan Vista a los portátiles con una impresionante tecnología de calidad de imagen Diseñado para proporcionar a los usuarios una claridad visual insuperable en portátiles, el chipset móvil IGP VIA VN896 ofrece lo último en tecnologías móviles de VIA y está totalmente certificado con el logotipo Microsoft® Vista™ Basic. Las prestaciones incluyen la interfaz de bus altamente eficiente VIA V4, gestión

avanzada de energía, soporte para DDR2 y el único uso simultáneo de multi-textura de paso único y filtrado trilinear de ciclo único disponible en la industria. El VIA VN896 soporta los procesadores VIA C7®-M, así como los últimos procesadores móviles de Intel®, incluidos los procesadores Intel Pentium® M, Celeron™ M, Core™ Solo, Core Duo y Core2 Duo. Diseñado pensando en la movilidad, el VIA VN896 está optimizado para un consumo energético extremadamente reducido que maximiza la vida de la batería, e implementa CKE dinámico y gating de reloj para minimizar el consumo de energía de la DDR SDRAM y alcanzar el máximo ahorro energético. Además, cuando se empareja con el procesador VIA C7-M, el VIA VN896 soporta VIA PowerSaver™, que actúa como un regulador para reducir la frecuencia y voltaje de la CPU cuando la carga de trabajo es reducida, disminuyendo el consumo general de energía de la CPU hasta un 50%. El VIA VN896 incorpora un bus VIA V4 de banda ancha para permitir la comunicación entre el North Bridge y el South Bridge del chipset a 533 MB/seg. Cuando se combina con soluciones como los South Bridge líderes del mercado VIA VT8237A o VT8237R Plus y una amplia gama de chips acompañantes de VIA, el VIA VN896 ofrece una completa gama de prestaciones de almacenamiento, multimedia y conectividad que incluye Serial ATA nativo, LVDS, codificador d e TV, soporte para audio VIA Vinyl de 6 u 8 canales y conectividad VIA Velocity™ Gigabit Ethernet, LAN inalámbrica, USB2.0 y 1394. Puede ofrecer aún más flexibilidad gracias a la disponibilidad de un puerto PCI Express de 16 vías, para tarjetas ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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gráficas de gama alta, y un puerto PCI Express de 1 vía, para tarjetas de periféricos. El chipset VN896 incorpora el procesador gráfico integrado (IGP) VIA Chrome9™ HC con acelerador 3D

DirectX® 9.0 para alto rendimiento y acelerador 2D para aplicaciones de productividad. El motor gráfico 3D del chipset VN896 permite el único uso simultáneo de multi-texturización de paso único y filtrado trilinear de ciclo único disponible en el mercado. Esto ofrece una espectacular calidad de imagen sin pérdida de rendimiento. El acelerador integrado de video también descarga de trabajo a la CPU durante la reproducción de MPEG.

VIA Chrome9 IGP también incorpora el motor de visualización Chromotion CE, elevando el listón para soporte de entretenimiento digital en portátiles. El motor de visualización Chromotion CE utiliza un enfoque multi-faceta para la reproducción de contenidos multimedia, al implementar diversas herramientas avanzadas en cada fase del procesado de video. Entre otras, incluye descodificación MPEG-2 integrada, para una reproducción de video sin interrupciones junto a un uso extremadamente reducido de la CPU, además de avanzadas herramientas de renderizado como desentrelazado adaptativo y desbloqueo de video, que garantizan una reproducción más nítida de contenidos digitales en todo tipo de dispositivos de visualización como CRT, LCD, televisión de definición estándar y HDTV hasta una resolución de 1080i*.


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CARATERISTICAS DEL LOS CHIPSETS VIA VN896 MOBILE PCI EXPRESS

3.2.1 ENTRADA/SALIDA

Cualquier dispositivo (distinto de la memoria RAM) que intercambie datos con el sistema lo hace a través de un "puerto", por esto se denominan también puertos de E/S E/S ("I/O ports"). ports"). Desde el punto punto de vista del software, un puerto es una interfaz con ciertas características; se trata por tanto de una abstracción (no nos referimos al enchufe con el que se conecta físicamente un dispositivo al sistema), aunque desde el punto de vista del hardware, esta abstracción se corresponde con un dispositivo físico capaz de intercambiar información (E/S) con el bus. Como los dispositivos E/S tienen algún tipo de conexión con el bus externo, deben tener una dirección (o conjunto de ellas) que los identifique. identifique. Los hemos comparado con un un teléfono, un dispositivo con el que se puede enviar/recibir información mediante una dirección. Hablar de un puerto E/S es casi siempre sinónimo sinónimo de una dirección, y es costumbre informática referirse a estas direcciones en hexadecimal . De modo que, por ejemplo, un puerto puede ser 0x21 en un fuente o 21h en un texto informático. Nota: Nota: Al tratar de las E/S hemos indicado que puerto es sinónimo de periférico; un dispositivo externo que comunica con el sistema a través de una dirección. dirección. Sin embargo no todos son dispositivos dispositivos externos a la placa-base, de hecho algunos dispositivos hardware incluidos en ella tienen la característica de ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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"Puertos". Por ejemplo, durante mucho tiempo algunos PC's disponían disponían de un botón frontal señalado señalado "Turbo", con el que se podía cambiar la velocidad de funcionamiento. funcionamiento. Este cambio de la velocidad del reloj también puede realizarse por software. Basta para ello cambiar un par par de bits en un "Puerto" instalado en la propia placa-base (generalmente en el rango 62-6Fh). 62 -6Fh).


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3.2.2 ALMACENAMIENTO

LA PILA CMOS Cuando se apaga la computadora, la fuente de alimentación deja inmediatamente de proporcionar electricidad a la placa madre. Al encender nuevamente el ordenador, el sistema continúa en hora. Un circuito electrónico denominado CMOS (Semiconductor de óxido metálico complementario), complementario), también llamado BIOS CMOS, CMOS, sistema. El CMOS se CMOS se alimenta de manera continua gracias a una pila ( pila ( pila tipo botón) botón) o bien a una pila ubicada en la placa madre. La información sobre el hardware en el ordenador (como el número de pistas o sectores en cada disco duro) se almacena directamente en el CMOS. Como el CMOS es un tipo de almacenamiento lento, en algunos casos, ciertos sistemas suelen proceder al copiado del contenido del CMOS en la memoria RAM (almacenamiento rápido); el término "memoria " memoria shadow" shadow" se utiliza para describir este proceso de copiado de información en la memoria RAM. El "semiconductor de óxido metálico complementario" complementario " es una tecnología de fabricación de transistores, la última de una extensa lista que incluye a su vez la TTL (lógica transistor-transistor ), ), el TTLS ( TTLS (lógica lógica transistortransistor Schottky ) (más rápido) o el NMOS (Semiconductor de óxido metálico de canal negativo) negativo ) y el PMOS (Semiconductor de óxido metálico de canal positivo). positivo ). ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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El CMOS permite CMOS permite la ejecución de numerosos canales complementarios en un solo chip. A diferencia de TTL o TTLS, el CMOS es mucho más lento, pero reduce notoriamente el consumo de energía; esta es la razón por la que se utiliza como reloj de ordenadores alimentados a pilas. A veces, el término CMOS CMOS se utiliza erróneamente para hacer referencia a los relojes de ordenadores. Cuando la hora de la computadora se reinicia de manera continua o si el reloj se atrasa, generalmente sólo debe cambiarse la pila.

EL BIOS El BIOS (Sistema básico de entrada y salida) salida ) es el programa que se utiliza como interfaz entre el sistema operativo y la placa madre. El BIOS puede almacenarse en la memoria ROM (de ROM (de sólo lectura, que se puede escribir únicamente) y utiliza los datos almacenados en el CMOS para CMOS para buscar la configuración del hardware del sistema. El BIOS se puede configurar por medio de una interfaz (llamada Configuración del BIOS), BIOS), a la que se accede al iniciarse el ordenador presionando una tecla (por lo general, la tecla Supr . En realidad, la configuración del BIOS se utiliza sólo como interfaz para configuración; los datos se almacenan en el CMOS. CMOS. Para obtener más información, se aconseja consultar el manual de su placa madre).

EL SOCKET DEL PROCESADOR El procesador (también denominado microprocesador ) no es más que el cerebro de la computadora. Ejecuta programas a partir de un conjunto de instrucciones. El procesador se caracteriza por su frecuencia, es decir la velocidad con la cual ejecuta las distintas instrucciones. Esto significa que un procesador de 800 MHz puede realizar 800 millones de operaciones por segundo. La placa madre posee una ranura (a veces tiene varias en las placas madre de multiprocesadores) en la cual se inserta el procesador y que se denomina socket del procesador o procesador o ranura. ranura.  

Ranura: Ranura: Se trata de un conector rectangular en el que se inserta un procesador de manera vertical. Socket: Socket: Además de resultar un término general, también se refiere más específicamente a un conector cuadrado con muchos conectores pequeños en los que se inserta directamente el procesador.

Dentro de estos dos grandes grupos, se utilizan diferentes versiones, según del tipo de procesador. Más allá del tipo de socket o ranura que se utilice, es esencial que el procesador se inerte con suavidad para que no se doble ninguna clavija (existen cientos de ellas). Para insertarlos con mayor facilidad, se ha creado un concepto llamado ZIF (Fuerza de inserción nula). nula ). Los sockets ZIF poseen una pequeña palanca que, cuando se levanta, permite insertar el procesador sin aplicar presión. Al bajarse, ésta mantiene el procesador en su lugar. Por lo general, el procesador posee algún tipo de dispositivo infalible con la forma de una esquina con muescas o marcas coloridas, que deben ser alineadas con las l as marcas respectivas del socket.


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Dado que el procesador emite calor, se hace necesario disiparlo afín de evitar que los circuitos se derritan. Esta es la razón por la que generalmente se monta sobre un disipador térmico (también térmico (también llamado ventilador o o radiador ), ), hecho de un metal conductor del calor (cobre o aluminio) a fin de ampliar la superficie de transferencia de temperatura del procesador. El disipador térmico incluye una base en contacto con el procesador y aletas para aumentar la superficie de transferencia de calor. Por lo general, el enfriador está acompañado de un ventilador para mejorar la circulación de aire y la transferencia de calor. La unidad también incluye un ventilador que expulsa el aire caliente de la carcasa, dejando entrar el aire fresco del exterior.

CONECTORES DE LA RAM La RAM La RAM (Memoria de acceso aleatorio) aleatorio) se utiliza para almacenar datos mientras se ejecuta el ordenador; sin embargo, los contenidos se eliminan al apagarse o reiniciarse el ordenador, a diferencia de los dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros, que mantienen la información de manera segura, incluso cuando el ordenador se encuentra apagado. Esta es la razón por la que la memoria RAM se conoce como "volátil". Entonces, ¿por qué debería uno utilizar la RAM, cuando los discos duros cuestan menos y posen una capacidad de almacenamiento similar? La respuesta es que la RAM es extremadamente rápida a comparación de los dispositivos de almacenamiento masivo como los discos duros. Tiene un tiempo de respuesta de alrededor de unas docenas de nanosegundos (cerca de 70 por DRAM, 60 por EDO RAM y 10 por SDRAM; sólo 6 ns por DDR SDRAM) a diferencia de unos pocos milisegundos en los discos duros. La memoria RAM se presenta en forma de módulos que se conectan en los conectores de la placa madre.

RANURAS DE EXPANSIÓN Las Ranuras de expansión son expansión son compartimientos en los que se puede insertar tarjetas de expansión. Éstas son tarjetas que ofrecen nuevas capacidades o mejoras en el rendimiento del ordenador. Existen varios tipos de ranuras: Ranuras ISA ( Arquitectura Arquitectura estándar industrial ): ): permiten insertar ranuras ISA. Las más lentas las de 16 bits. Ranuras VLB (Bus Local Vesa): Vesa): este bus se utilizaba para instalar tarjetas gráficas. 

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Ranuras PCI (Interconexión de componentes periféricos): periféricos): se utilizan para conectar tarjetas PCI, que son mucho más rápidas que las tarjetas ISA y se ejecutan a 32 bits. Ranura AGP (Puerto gráfico acelerado): acelerado): es un puerto rápido para tarjetas gráficas. Ranuras PCI Express (Interconexión de componentes periféricos rápida): rápida ): es una arquitectura de bus más rápida que los buses AGP y PCI PCI.. Ranura AMR (Elevador ( Elevador de audio/módem): audio/módem): este tipo de ranuras se utiliza para conectar tarjetas miniatura construidas para PC.

3.2.3 FUENTE DE ALIMENTACION EN EL ENCENDIDO DE LA CPU Los diferentes dispositivos que intervienen: 1) Red Domiciliaria. 2) Estabilizador de Tensión. 3) Botón Power On. 4) Recorrido desde el Motherboard hasta la fuente. 5) Fuente de Alimentación. 6) Alimentación de la Motherboard (Placa Madre). 7) Alimentación de los diferentes dispositivos. 8) VRM (Módulo de Regulación de Voltaje). Red Domiciliaria: Se define como “Red Domiciliaria” a la red eléctrica instalada en un inmueble (con una tensión aproximada entre 100 o 230 ACV). Estabilizador de Tensión: Tensión: Es el intermediario entre la red domiciliaria y la fuente de alimentación de la computadora. Su función es mantener los niveles de energía relativamente rel ativamente estables para evi tar “picos o bajas” de tensión excesivos que puedan dañar los componentes de la PC. Botón POWER ON: La ON: La acción de encendido de una computadora personal comienza desde este botón. Se trata de un simple dispositivo que está conectado a la Motherboard cumple la función de encender la fuente, Es el inicio de todo el proceso. También se puede apagar la PC desde este botón, tan sólo manteniéndolo apretado durante aproximadamente 5 segundos. ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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Recorrido desde el Motherboard hasta la fuente: Cuando ejecutamos la acción de encendido, la tensión corre por el motherboard a través de unos circuitos integrados en él hasta un conector especial de 20 contactos que alimenta la placa madre. Fuente de Alimentación: La Alimentación: La fuente de alimentación recibe la corriente de la red domiciliaria y realiza una acción denominada “Rectificación”, “Rectificación”, que consiste en transformar la tensión alterna (ACV) en contínua (DCV) y

enviarla a través de las diferentes tramas de cables para alimentar cada componente de la PC. Existen dos tipos: las AT y las ATX. En esta instancia, la fuente recibe la orden del botón de encendido y envía las diferentes tensiones hacia los dispositivos conectados a ella. Alimentación del MotherBoard: El conector de 20 contactos, proveniente de la fuente, que alimenta el motherboard, arroja las diferentes tensiones que los dispositivos necesitan para funcionar. Por ejemplo: 12 Voltios para alimentar las partes mecánicas de los componentes, como los motores que hacen girar los platos de un Disco Rígido, de la disquetera o de las unidades de CD/DVD. Para alimentar las partes lógicas, utiliza sólo 5 V. Por último, últi mo, hay algunos circuitos de la computadora que necesitan una tensión de 3,3 Voltios para funcionar. Alimentación de los diferentes dispositivos: Cuando las tensiones son las correctas, los dispositivos di spositivos son alimentados por cada trama de cables, que es la que conduce la energía. VRM (Módulo de Regulación de Voltaje): Es un componente que se encuentra en el motherboard, generalmente, al lado del microprocesador. Su función es re gular los valores que salen desde la fuente f uente y alimentan al procesador. Esto significa que, si la fuente emite como valor mínimo 3,3 Voltios, y el microprocesador necesita menos de ese voltaje para funcionar, el encargado de llevar adelante esa tarea es el VRM.

LA FUENTE Además de convertir la tensión alterna del tomacorriente en continua, que es la que utilizan los circuitos de la computadora, la fuente también asegura que la tensión entregada al motherboard sea la correcta, es decir: no permite que la PC encienda si no están presentes todos los valores adecuados de tensión. Finalmente, distribuye la energía al resto de los componentes internos. La fuente se divide en 2 etapas: Primaria y Secundaria. Etapa Primaria: Recibe Primaria: Recibe el voltaje de la línea y efectúa la reducción y rectificación principal. Etapa Secundaria: La Secundaria: La corriente ya reducida y convertida a continua, es filtrada y distribuida de acuerdo con los l os voltajes necesarios para cada componente. Físicamente, la etapa primaria puede identificarse en la fu ente porque ésta vinculada a la entrada de corriente. La etapa secundaria, en cambio, puede reconocerse por los cables que salen de la fuente y alimentan los dispositivos. Tipos: En las computadoras podemos encontrar dos tipos de fuentes de alimentación: las AT y las ATX (AT Extended); estas últimas son las más utilizadas actualmente. Se diferencia con la antigua AT porque posee un interruptor que en las anteriores era una simple llave l lave eléctrica que dejaba pasar o no la tensión de 110/200 V. En las nuevas ATX, el interruptor es en realidad un botón que al ser presionado, envía una señal eléctrica a la fuente ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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indicándole que debe encenderse (como sucede con el botón del control remoto de la televisión). Con esto podemos deducir que la PC nunca queda del todo apagada, ya que, si así fuera, esta señal nunca pudo haber sido generada. No hay total interrupción del servicio. Nota: Cuando la PC se apaga, la fuente auxiliar auxili ar entrega 5V, que mantendrá prendidos los circuitos necesarios para el encendido de la fuente principal. Al trabajar con una PC que posee una fuente ATX, debe desconectarse el cable de tensión, ya que si omite este paso, la fuente auxiliar sigue encendida y se pueden producir daños a los componentes

CONECTORES


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3.3 AMBIENTE DE SERVICIOS SERVICIOS Las computadoras proveen diversos recursos y flexibilidad a los clientes empresariales. Las soluciones de administración optimizadas, los extensos ciclos de vida útil y la imagen de software común en todos los factores de forma reducen los costos de soporte y simplifican la propiedad de la l a computadora. Previsibilidad Se envía con una sola imagen de software común a los productos que utilizan el mismo chipset, lo que permite su utilización por más de 12 meses, meses, tornándolos más más fáciles de implementar y operar. operar. Productividad Provee ciclos de vida útil extensos y estables, una imagen común y recursos de manejabilidad que permiten a los usuarios planear, implementar, administrar y realizar la transición de computadoras en ambientes conectados en red y maximizar la productividad haciendo con que los usuarios se concentren en sus objetivos empresariales y no en la administración de computadoras. Complejidad Reducida de Propiedad de la Computadora Simplifica la experiencia del cliente al proporcionar factores de forma estables, extensos ciclos de vida útil e imagen de software común en todos los factores de forma y herramientas de administración con capacidad para red. Mejor Valor de Ciclo de Vida Útil Permite que los clientes normalicen una plataforma determinada para controlar los costos de soporte y ayuda a maximizar las inversiones a largo plazo. Configuración Flexible La flexibilidad integrada ayuda a que la computadora se ajuste fácilmente a su presupuesto, seleccionando exactamente la combinación correcta de recursos que satisfacen satisfacen sus necesidades. La opción de dos factores de forma facilita el mantenimiento y se adapta a cualquier ambiente empresarial.

3.3.1 NEGOCIOS Tipos de comunicación La comunicación es la clave para el éxito de cualquier negocio. A menos que los potenciales clientes y consumidores sepan que existe su negocio, no contarán con la información necesaria para contactarse con usted o comprar sus productos. Si saben de la existencia de su negocio, deben poder contactarse con usted fácilmente. Existen dos tipos esenciales de comunicación: externa e interna. La comunicación externa externa busca al consumidor para informarle de la existencia de su producto o servicio y para explicarle por qué debe comprar. Este tipo de comunicación incluye catálogos, diversas formas de publicidad, cartas publicitarias, llamadas telefónicas, sitios Web y cualquier otro esfuerzo para informar a los consumidores sobre su existencia. La imagen desempeña una función vital en la comunicación externa. Su logotipo debe representar quién es usted; el membrete de su papelería debe ser una herramienta de venta; sus llamadas telefónicas deben reflejar una actitud profesional. 

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La comunicación interna es interna es esencial para atraer y retener al personal talentoso. Usted debe dirigir su empresa mediante la comunicación coherente de este mensaje; debe motivar a su personal valiéndose


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de distintas formas de comunicación, entre las que se cuentan premios, boletines informativos, reuniones, llamadas telefónicas y sesiones formales e informales de análisis. Una comunicación eficaz requiere de herramientas y planificación. En esta sesión analizaremos esas herramientas, al igual que las pautas de planificación, destinadas a facilitar la aplicación de este elemento clave para su negocio: la comunicación. El siguiente análisis se dividirá en 1) herramientas básicas de comunicación; 2) computadoras; y 3) Internet. Herramientas básicas de comunicación Las herramientas específicas que se pueden usar para fines comunicativos son teléfonos, máquinas de fax y asistentes personales digitales (APD). Las diferencias entre uno y otro aparato son cada vez menos evidentes. Por ejemplo, un teléfono puede ahora incluir todas las funciones de un APD y también ofrecer acceso a correo electrónico e Internet. Sin embargo, en este análisis puntual, cada aparato se presentará como una entidad independiente. Teléfonos Existen muchos tipos de teléfonos y sólo usted podrá determinar qué tipo o tipos o combinación de ellos será el adecuado para usted. Incluso el teléfono tradicional que tiene en su oficina ofrece variadas opciones. Debería comenzar a operar con una línea exclusiva para su negocio como mínimo. Esta línea debe poder recibir mensajes en caso de no ser respondida personalmente. personalmente. Por su parte, el teléfono inalámbrico se inalámbrico se está volviendo una necesidad. Con este tipo de teléfono, podrá evitar las llamadas perdidas. Las características necesarias para este tipo de teléfono dependen totalmente de usted y sus necesidades. Al suscribir un contrato con la mayoría de las compañías telefónicas, le darán el aparato telefónico básico en forma gratuita; de lo contrario, puede conseguir un modelo que reciba correos electrónicos, almacene su lista de contactos, mantenga su calendario y le permita disfrutar de juegos interactivos. Son muchas las características a partir de las cuales puede elegir un teléfono tradicional o celular; como por ejemplo, llamada en espera, transferencia de llamadas, posibilidades de conferencias telefónicas y correo de voz. También son muchos los planes y las compañías disponibles entre los que puede escoger los adecuados. La competencia ha ampliado el rango de opciones de características populares y patrones de uso, con lo l o que los aparatos telefónicos se han vuelto muy eficaces en función de los costos. Haga preguntas respecto de sus necesidades específicas antes de escoger una compañía telefónica y un plan. Al cambiar sus necesidades y el uso que da al teléfono, no dude en solicitar información o planes que satisfagan mejor sus nuevos requerimientos. 

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Consejos relativos a teléfonos Es importante asignar al teléfono la categoría de una herramienta comercial valiosa. Grabe un mensaje en su correo de voz que informe que devolverá la llamada y luego revise permanentemente su correo de voz a fin de devolver las llamadas a la brevedad. Disponga de líneas independientes para su teléfono comercial y personal. No permita que los miembros de su familia contesten ni utilicen la línea comercial. Instale todas las líneas telefónicas adicionales que requiera antes de iniciar sus operaciones. Por lo general resulta más aconsejable contar con un sistema remoto de respuesta (correo de voz) que usar una contestadora. El correo de voz es confiable, de costo conveniente, accesible desde cualquier lugar y proyecta una imagen comercial comerci al de mayor profesionalismo. La necesidad de disponer de un número 800 se está tornando menos urgente en vista de que las tarifas de larga distancia son menos costosas.


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Considere la posibilidad de utilizar un audífono o cintillo, tanto para el teléfono inalámbrico como para los celulares. Estos aparatos facilitan el movimiento, son más seguros y ofrecen una muy buena resolución de sonido. Al dejar mensajes telefónicos, mencione claramente su nombre y su número de teléfono, tanto al comienzo como al final del mensaje. Respete las normas de protocolo al usar un teléfono celular. La cortesía comercial incluye evitar que lo interrumpan llamadas telefónicas durante una reunión o un almuerzo de negocios. 

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Localizadores Existen muchos tipos de localizadores: aquellos que sólo reciben mensajes numéricos; los que ofrecen características de voz y texto; los que incluyen mensajes de entrada y salida; y aquellos que pueden recibir y en ocasiones enviar correos electrónicos. Los modelos actuales tienen distintos colores y tamaños, de manera de satisfacer todas sus necesidades. Algunos de estos aparatos operan sobre la base de redes de localización, presentan características de APD, le permiten recibir y responder mensajes de correo electrónico y los modelos más recientes incluyen un teléfono celular. Uno de los factores clave para su decisión sobre el tipo de aparato que usará es la cobertura geográfica que necesita. Esta cobertura puede ser sólo nacional o internacional, en su más amplio espectro. Las tarifas por este servicio aumentan conforme aumenta la cobertura. Consejos relativos a localizadores Utilice el localizador sobre la base de las mismas normas de cortesía que utiliza el teléfono celular. Mantenga su localizador en modo “vibración” cuando se encuentre en reuniones de negocios. No hay nada más molesto que un localizador que comienza a sonar en medio de una importante conversación. Si utiliza un localizador con teléfono celular, puede controlar estas interrupciones. Lo más importante es que dé un uso realista a este localizador, es decir, que quienes lo llaman estén conscientes que usted devolverá la llamada a la brevedad y no necesariamente al momento de haber recibido el mensaje. Máquinas de fax Esta decisión implica optar por adquirir una máquina de f ax sencilla o un modelo “todo incluido” que no sólo envía y recibe faxes, sino que también funciona como impresora y escáner. Su decisión se deberá basar en su presupuesto y restricciones en términos de espacio disponible. Por lo general, mientras más sencillo sea el modelo, menos problemas tendrá con él. Es importante contar con el máximo de memoria posible en su máquina de fax. Esta característica le permite enviar documentos a una velocidad mayor que al momento de imprimir. Sólo cuando se ha llenado la memoria, la velocidad disminuirá al nivel de impresión. Algunos proveedores le ofrecerán un número de fax que funciona con su sistema de correo electrónico. El sistema de recepción de fax operará igual que si se utilizara una máquina de fax tradicional, pero usted recibirá la comunicación como un adjunto de correo electrónico. Esta característica puede resultar muy útil para aquellas personas que viajan con frecuencia y que no siempre están cerca de una máquina de fax. Consejos relativos a máquinas de fax Utilice una carátula adecuada para su empresa. Recuerde que se trata de comunicación externa que refleja su imagen y la operación de su negocio. Utilice una línea telefónica dedicada independiente para su máquina de fax.


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Computadoras Una computadora constituye una herramienta de precio tan accesible que ya no debe ser considerada opcional en su empresa. El siguiente análisis se centra en tres modelos básicos: PC de escritorio, PC portátil y asistentes digitales personales, y en el software que utilizan para operar. PC de escritorio: éste escritorio: éste es el tipo más común de computadora, es decir, el que se instala para funcionar en su oficina. Esta computadora incluye una unidad central de procesamiento, un monitor, un módem, una unidad de CD-ROM, una unidad de disquete y una impresora. También se debe considerar algún tipo de almacenamiento de copias de seguridad, como es el caso de una unidad Zip o un lector/quemador l ector/quemador de CD. La oferta de precios de sistemas computacionales es muy amplia. Por lo tanto, el único consejo que puede resultar conveniente es adquirir el modelo mejor y más rápido que pueda costear. Dada la gran velocidad a la que avanza la tecnología, cualquiera sea el modelo que usted adquiera, dentro de poco quedará obsoleto. Afortunadamente, esto no quiere decir que la computadora que usted compre no podrá satisfacer sus requerimientos comerciales por un período mucho mayor. PC portátil: tal portátil: tal como lo dice su nombre, ésta es una computadora portátil. Se trata de una sola unidad que contiene una combinación de las características que ofrece una computadora de escritorio. Por lo general no incluye impresora, de manera que deberá adquirirla como un accesorio adicional. Otra opción es adquirir una estación de atraque que le permitirá conectar su PC portátil a una unidad en su oficina, con lo que podrá utilizarla como la unidad central de procesamiento, al mismo tiempo que utiliza un monitor más grande y un teclado de tamaño convencional. Las PC portátiles tienden a ser un poco más costosas que las computadoras computadoras de escritorio, e scritorio, sin embargo, si usted viaja con frecuencia y requiere de una computadora, vale la pena hacer esta inversión. Una vez más, es recomendable adquirir el mejor modelo que pueda pagar. Asistentes personales digitales: las digitales: las computadoras de bolsillo o asistentes personales digitales (APD) se están haciendo cada vez más populares. En rigor, existen dos versiones de estas unidades: 1) las que usan el sistema operativo Palm Pilot y 2) las que usan el sistema operativo Microsoft Pocket PC. Estas unidades le permiten sincronizar sus elementos organizacionales clave con su computadora. En un paquete muy pequeño puede ingresar toda su lista de contactos, su calendario y una lista de cosas por hacer. Muchas de estas unidades también le permiten recibir y responder correos electrónicos en forma inalámbrica o transmisión con módem. ¡Siempre lo podrán ubicar! Software: Software: el software que usted adquiera será clave para hacer de su computadora un asistente de productividad. El sistema operativo, ya sea PC o Macintosh, deberá cargarse en el sistema. Muchos paquetes de software se instalan en el sistema al momento de la compra del equipo. Como mínimo, usted debe disponer de lo necesario para procesar textos, hojas de cálculo c álculo y presentaciones. Por otra parte, debe considerar un software de finanzas y contabilidad que se ajuste a su negocio específico. Recuerde que muchos paquetes de software de contabilidad/mantenimiento de libros no corresponden a sistemas de partida doble, por lo tanto se deben registrar las partidas con c uidado. Productos auxiliares: son auxiliares: son muchos los productos que pueden usarse en forma conjunta con su computadora para potenciar la funcionalidad e imagen de su negocio. Estos productos también requieren de un software especialmente diseñado para facilitar su uso. Cámara digital: una fotografía tomada con este tipo de cámara puede cargarse directamente a su computadora y ser útil para una cantidad de fines. Entre los usos de la cámara digital están fotografías 


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de bienes raíces, catálogos de productos, fotografías que acompañen un currículum vitae y muchas más. Escáner: si tiene una copia impresa i mpresa de algún documento y desea incluirlo como parte de un documento digital, puede crear una imagen digital al escanear la copia impresa con este equipo. En términos generales, mientras más alto el precio del escáner, mejor será la resolución de la imagen. Transmisión inalámbrica: le permite comunicarse con otros aparatos equipados con la misma característica. El hecho de sólo apuntar el aparato hacia otro, sin necesidad de perder tiempo buscando el cable y los conectores, resulta muy atractivo y tiene muchos resultados productivos. No ignore la importancia de hacer copias de seguridad externas de los programas individuales que se utilizan en su empresa. Las copias de seguridad comúnmente se almacenan en CD o en discos Zip, sin embargo, también existen servicios proporcionados en Internet que facilitan este proceso.

Internet Internet se ha convertido en una importante herramienta de negocios. Puede utilizarse a nivel básico, para enviar y recibir correos electrónicos y para investigar, y a un nivel más amplio, puede utilizarse como canal de venta de productos y servicios. Para tener acceso a Internet, necesita un explorador. El explorador es un software. Los dos principales exploradores del mercado son Microsoft Internet Explorer y Netscape N etscape Navigator. Una vez que disponga de su explorador, debe tener acceso a Internet. Esto debe hacerlo a través de un Proveedor de servicios de Internet (ISP). Estos proveedores se diferencian por los tipos de servicio que ofrecen, sin embargo todos incluyen correo electrónico. Si desea contar con un conjunto amplio de características, debe optar por América Online o MSN. Si ya tiene más experiencia en el acceso a Internet y el trabajo en un entorno que supone un mayor conocimiento de su parte, un ISP como AT&T o Earthlink puede resultar útil para sus necesidades. Al igual que con otras formas de comunicación, la oferta de planes y precios es muy amplia. Usted es quien decide cómo utilizar Internet en su empresa. Tal vez aún no esté listo para comercializar sus productos en Internet, pero sí puede estar interesado en desarrollar un sitio Web o una página principal que informe al público lo que usted hace. Por otra parte, puede utilizar Internet como su principal canal de ventas. Simplemente recuerde, la estructura base ya existe, necesita productos y servicios que la gente requiera; debe atraer al público a su sitio Web para darle la posibilidad de adquirir estos productos y servicios en su empresa; debe convencer a los consumidores de comprar sus productos; necesita un lugar donde almacenar sus productos; y debe tener una forma para hacerlos llegar al cliente. La Sesión 9 de este curso le dará información detallada acerca de Internet y el Comercio Electrónico. Planificación tecnológica Antes de comenzar, planifique la tecnología que requerirá. Instale líneas telefónicas adicionales; adquiera y aprenda a usar la computadora; decida cómo usará o no usará Internet. Recuerde que supervisar el uso que sus empleados hagan de Internet mientras cumplen sus funciones no constituye una violación de sus derechos de privacidad. La política de su empresa debe constar por escrito y todos los empleados deben firmarla. Recuerde, el uso apropiado de la tecnología puede dar a su negocio una imagen de empresa consolidada y próspera, ¡incluso antes de comenzar las operaciones


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3.3.2 INDUSTRIA Definitivamente, la tecnología en general ha sido la causa principal y la acción más directa para la transformación del trabajo de las organizaciones en la posguerra del siglo XX. Tanto los bienes de capital «duros» (computadores, teléfonos, videos, facsímiles, grabadoras, etc.), como los programas y sistemas de información y comunicación en general, han incrementado enormemente la productividad y eficiencia de las organizaciones. Tenemos como ejemplos los siguientes: bases de datos en redes de todo orden y topología, sistemas de reservaciones en aerolíneas, sistemas de contabilidad y nóminas, archivos clínicos en centros de salud, sistemas de conmutación electrónica y un sinnúmero de otras aplicaciones a procesos administrativos. Esta inversión en recursos humanos y materiales que han efectuado las organizaciones en la segunda mitad del siglo XX, ofrece muchas soluciones y a la vez problemas de toda índole. Por ejemplo, en el área de investigación espacial, existen programas de simulación para misiones espaciales, en los cuales se valoran miles de variables antes de realizar físicamente el viaje. Asimismo, en áreas más convencionales como mercadotecnia, es posible analizar una multiplicidad de variables por programación lineal u otras herramientas analíticas en la etapa de diseño, con anterioridad al lanzamiento de un producto o servicio. Toda esta tecnificación de la toma de decisiones ha revolucionado muchos aspectos de estrategias de mercado y competitividad. A principios del siglo XX, la estructura de las organizaciones privadas era fácil de percibir. Existía una clara división tanto estructural como funcional en las empresas, e incluso muchas veces de tipo legal, o bien, dictada por la costumbre. Los bancos se encargaban de la custodia y uso del dinero, las casas de bolsa se entendían con acciones y bonos, las de bienes raíces manipulaban terrenos y transacciones en escrituras, y las compañías de seguros, pólizas sobre propiedades o vidas. Pero en determinado momento, las barreras que naturalmente se habían erigido, asimismo fueron cayendo, debido a que la información fue tomando un carácter más concreto y dinámico: los bancos procesan información o, lo que es equivalente, dinero, involucrado en moneda, acciones, seguros y propiedades. Hoy, las funciones de la Ford Motors no solo abarcan venta de autos, sino que están sumamente diversificadas en otras áreas de la economía nacional e internacional: otras empresas de la Corporación Ford, denominadas «unidades estratégicas de negocios» (UEN), abarcan bienes raíces, recursos naturales, turismo, ecología, etc. Los teóricos llaman a esta estrategia «diversificación multicéntrica», que se diferencia de la concéntrico por cuanto en esta última las unidades de negocios tienen misiones muy similares. Esto demuestra que nuestras sociedades han sufrido, recientemente, una verdadera evolución hacia la complejidad, con ruptura de barreras tradicionales de comportamiento organizacional, a lo que se ha llamado «globalización» del sector económico o socioeconómico1. Esto es, de hecho, el producto más importante que ha brindado la tecnología en general, y la tecnología informática en particular. En un inicio, los productos tecnológicos recién aportados son usados por unos pocos, los llamados «Iíderes innovadores». Recordemos el caso de una compañía privada transnacional que introdujo unos «grandes aparatos» de telefonía portátil. Estas empresas toman la novedad: no hay experiencia, no hay infraestructura institucional ni social coadyuvante, de forma que existe un porcentaje alto de incertidumbre sobre el retorno real de las inversiones. De este modo, el precio de esos productos es elevado. Por ello, los primeros usuarios de computadoras, que en su momento pudieron llamarse «capitalistas de riesgo», tuvieron que desarrollar lenguajes y sistemas operativos individualizados para resolver sus problemas «caseros». Solo unos cuantos individuos y unas cuantas firmas se beneficiaban a un gran costo con su novedoso «manejo de la información». Sin embargo, después de los 60, la irrupción de las computadoras personales (PC) popularizó el uso de estas herramientas tecnológicas, de modo que hoy existe toda una infraestructura e incluso cultura del campo, que permite con mucha mayor facilidad la implantación. En el terreno de los procesos administrativos, ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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sin embargo, algunos autores como Sutton2, piensan que ha habido cierta discordancia entre la escala de desarrollo de los sistemas y su aceptación y aplicación por los administradores. Tres modalidades son reconocibles en el trabajo de los sistemas de información, las que son: uso de procesos aritméticos, ejecución de funciones lógicas y, por último, implementación de operaciones de entrada/salida. Las operaciones aritméticas comprenden el procesamiento de datos por medio de cómputos elementales: adición y sustracción, multiplicación y división, tal como en el caso de un control de inventarios. Por otro lado, las funciones lógicas fijan pasos a seguir ante diferentes situaciones preestablecidas, tal es el caso del control de pago por horas suplementarias laboradas. Por último, las operaciones de entrada/salida constituyen un proceso en el cual la información es generada a través de una unidad central de procesamiento (CPU) para almacenamiento y uso posterior, como el caso de los sistemas de nómina de pagos, en los que se introduce un estándar de datos y sale un cheque. La tipología de cada organización prefigura su sistema de manejo de la información, de tal forma que cada aplicación, por rudimentaria que esta sea, debe estar acoplada a las necesidades de la organización. Según Sutton3, las necesidades administrativas evolucionaron a través de tres facetas: la primera viene a ser la manipulación de la información a nivel de las transacciones, en forma espontánea, individual. En segundo término, el denominado «control de operaciones», que asegura que las distintas divisiones del proceso administrativo sean realizadas; y por último, una previsión del futuro, que es la planeación estratégica, basada en el enfoque de sistemas, que va más allá de lo operativo, para abordar lo estratégico, lo «holográfico» en tiempo y espacio, lo «global». Podemos dividir la evolución del uso de las computadoras en los negocios en cuatro períodos: a) Período introductorio, o Primera Generación, que va de 1940 a 1955. b) Período de multiplicación, o Segunda Generación, que va de 1955 a 1965. c) Período de sofisticación, o Tercera Generación, de 1965 a 1980. d) Período de madurez, de 1980 hasta nuestros días. Esta Cuarta Generación, también puede denominarse «Era de la Información». Durante el primer período, se llevaban a cabo c abo acciones de teneduría de libros, en forma manual, rut inaria, con archivos departamentales separados; por ello ocurrían frecuentemente errores de coordinación o comunicación, duplicaciones, incongruencias e inexactitudes y también retrasos. En el equipo, se distinguían los tubos al vacío, y se usaban dígitos binarios de orden 0,1 en aplicaciones digitalizadas, de tal fonna que las máquinas eran de tipo electromecánico, y usaban tarjetas perforadas. Ya para finales de 1950, la computadora electrónica digital había ocasionado cambios importantes en el procesamiento de datos, como por ejemplo, la reducción en los volúmenes de papeleo. Con posterioridad a 1950, los transistores reemplazaron a los tubos al vacío, con lo cual se popularizó el uso, por cuanto los aparatos resultaron ser más rápidos, compactos y baratos. Además, para 1960 las industrias de procesamiento y soportes empezaron a florecer a medida que el mundo empresarial fue depositando más confianza en la nueva tecnología. Es interesante que las aplicaciones han ido aumentando el nivel de complejidad y capacidad a medida que las empresas líderes las han utilizado en su gestión. En la segunda etapa, o período de multiplicación, hubo un crecimiento del número de usuarios, pero aún no había una verdadera centralización o integración de cada sistema, ya fuera por desconocimiento, falta de estándares, o bien, inestabilidades propias de la transición. La familia de IBM sistema - 860 marca el inicio de la tercera era, o período de sofisticación. Para entonces, ya se podía realizar todo tipo de procesamiento básico de datos, con un equipo en que se incorporaron los ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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circuitos integrados y las llamadas «pastillas» (chips). Como ya se podían efectuar operaciones de entradasalida, este detalle facilitó las operaciones de control. Con posterioridad a 1970 ocurrieron dos cambios importantes: el primero significó el poder interactuar con la máquina en el puesto de ventas o atención al cliente, y el otro fue el acople de los sistemas telemáticos. Pero los problemas de disfunción o incompatibilidad no se hicieron esperar, además de problemas otra vez ligados li gados a la transición. Por último, la Cuarta Generación o Era de la Información y del planeamiento estratégico, comprende una utilización plena del recurso tecnológico, la cual se basa en la computación a todo nivel, a lo que podemos denominar estandarización y globalización de la «inteligencia informática». Esta capacidad para procesar datos, que aumenta día con día, ha encontrado problemas de administración tan importantes como otros en el pasado, solo que ahora son de otra índole: falta de compatibilidad, delito electrónico, mal funcionamiento, exceso de codificaciones, rápida obsolescencia de equipos y sistemas, así como otros factores. Pero, en todo caso, el impacto neto ha sido positivo, y no es aventurado pensar que pronto vendrá una quinta era en la evolución del procesamiento electrónico de datos, una vez que se implanten soluciones reales a los problemas relevantes de la era actual.

3.3.3 COMERCIO ELECTRÓNICO El desarrollo de estas tecnologías y de las telecomunicaciones ha hecho que los intercambios de datos crezcan a niveles extraordinarios, simplificándose cada vez mas y creando nuevas formas de comercio, y en este marco se desarrolla el Comercio Electrónico. Comercio Electrónico Se considera “Comercio Electrónico” al conjunto de aquellas transacciones comerciales y financieras realizadas

a través del procesamiento y la transmisión de información, incluyendo texto, sonido e imagen. TIPOS DE TRANSACCIONES DE COMERCIO ELECTRONICO “Business to business” (entre empresas): Las empresas pueden intervenir como compradoras o vendedoras, o

como proveedoras de herramientas o servicios de soporte para el comercio electrónico, instituciones financieras, proveedores de servicios de Internet, etc. “Business to consumers” (Entre empresa y consumidor): Las empresas venden sus productos y prestan sus

servicios a través de un sitio Web a clientes que los utilizarán para uso particular. “Consumers to consumers” (Entre consumidor y consumidor): Es factible que los consu midores realicen

operaciones entre sí, tal es el caso de los remates en línea. “Consumers to administrations” (Entre consumidor y administración): administración): Los ciudadanos pueden interactuar con

las Administraciones Tributarias a efectos de realizar la presentación de las declaraciones juradas y/o el pago de los tributos, obtener asistencia informativa y otros servicios. “Business to administrations” (Entre empresa y administración): Las administraciones públicas actúan como

agentes reguladores y promotores del comercio electrónico y como usuarias del mismo.


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VENTAJAS DEL COMERCIO ELECTRÓNICO PARA LAS EMPRESAS: Desaparecen los límites geográficos y de tiempo. Disponibilidad las 24 horas del día, 7 días a la semana, todo el año. Reducción considerable de inventarios. Agilizar las operaciones del negocio. Menos inversión en los presupuestos publicitarios. Reducción de precios por el bajo coste del uso de Internet en comparación con otros medios de promoción, lo cual implica mayor competitividad. Globalización y acceso a mercados potenciales de millones de clientes. Para los clientes: Un medio que da poder al consumidor de elegir en un mercado global acorde a sus necesidades. Rapidez al realizar los pedidos. Servicio pre y post-venta on-line. Reducción de la cadena de distribución, lo que le permite adquirir un producto a un mejor precio. Mayor interactividad y personalización de la demanda. Información inmediata sobre cualquier producto, y disponibilidad de acceder a la información en el momento que así lo requiera. Permite el acceso a más información. DESVENTAJAS DEL COMERCIO ELECTRÓNICO Desconocimiento de la empresa: No conocer la empresa que vende es un riesgo del comercio electrónico, ya que ésta puede estar en otro país o en el mismo, pero en muchos casos las “empresas” o “personas-empresa” que ofrecen sus productos o servicios por Internet ni siquiera están constituidas legalmente en su país y no se trata más que de gente que está “probando suerte en Internet”.

Forma de Pago: Aunque ha avanzado mucho el comercio electrónico, todavía no hay una transmisión de datos segura el 100%. Y esto es un problema pues nadie quiere dar sus datos de la Tarjeta de Crédito por Internet. Poder volver (post y pre-venta):Con todo ello podemos reclamar en caso de ser necesario o pedir un servicio “post-venta”. Al conocerlo sabemos donde poder ir. El cliente espera recibir una atención “pre-venta” o “postventa”.

FACTORES A CONSIDERAR EN COMERCIO ELECTRÓNICO Existen muchos aspectos abiertos en torno al comercio electrónico; entre ellos podemos destacar, la validez de la firma electrónica, la legalidad de un contrato electrónico, las violaciones de marcas y derechos de autor, pérdida de derechos sobre las marcas, pérdida de derechos sobre secretos comerciales y responsabilidades”. Por esto existen leyes aplicables para el comercio electrónico y lo anterior mencionado.


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UNIDAD III


CUESTIONARIO 1 1. QUE ES EL CHIP SET ? 2. DESCRIBE LA HISTORIA DEL CHIP SET 3. REALIZA UN DIAGRAMA A BLOQUES DEL CHIP SET 4. QUE ES NORTHBRIDGE ? 5. QUE ES SOUTHBRIDGE ? 6. DESCRIBE EL FUNCIONAMIENTO DEL CHIPSET 7. QUE ES EL CPU 8. DESCRIBE LA HISTORIA DEL CPU 9. DESCRIBE LA OPERACIÓN DE UN CPU 10. DIBUJA EL DIGRAMA DE UN CPU SIMPLE 11. CUAL ES LA IMPORTANCIA DE LA FRECUENCIA DE RELOJ 12. A QUE SE LE DENOMINA SUBESCALAR EN SUBESCALAR EN UN CPU ? 13. A QUE SE LE DENOMINA ENTUBADO DE INSTRUCCIÓN EN EN UNA CPU ?

CUESTIONARIO 2 14.- CUAL ES LA FUNCION DEL CONTROLADOR DEL BUS 15.- DIBUJA UN DIAGRAMA BÁSICO DE UN CONTROLADOR DEL BUS –INVESTIGAR –INVESTIGAR17.- DEFINE DISPOSITIVOS DE ENTRADA-SALIDA 18.- DIBUJA UN EJEMPLO DE ENTRADA-SALIDA 19.- CUAL ES LA FUNCION DE LAS DIRECCIONES DE PUERTOS 20.- COMO ES LA COMUNICACIÓN EN LOS PUERTOS DE ENTRADA-SALIDA? ENTRADA-SALIDA? 21.- DEFINE LAS INSTRUCCIONES PARA LOS ASPECTOS LOGICOS Y FISICOS EN PUERTOS DE ENTRADASALIDA 22.- QUE ES EL CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES 23.- POR QUÉ ES NECESARIO EL CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES? INTERRUPCIONES? 24.- ESCRIBE UNA LISTA DE LA ACCIONES QUE PUEDE REALIZAR EL CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES. 25.- DIBUJA EL DIAGRAMA A BLOQUES DEL CONTROLADOR DEL CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES 8259 26.- DESCRIBE EL FUNCIONAMIENTO DEL CONTROLADOR DE INTERRUPCIONES 8259

CUESTIONARIO 3 27.-DEFINE LA FUNCION DEL CONTROLADOR ACCESO CONTROLADOR ACCESO DIRECTO A MEMORIA DMA DMA 28.- REALIZA EL DIAGRAMA A BLOQUES DEL DMA 29.- EXPLICA LOS PROBLEMAS DE COHERENCIA EN LA MEMORIA CACHÉ 30.- EXPLICA PASO A PASO LA OPERACIÓN DEL DMA 31.- DEFINE AL DMA EN LA ARQUITECTURA ISA 32.- DEFINE AL DMA EN LA ARQUITECTURA PIC 33.- DEFINE AL DMA EN LA ARQUITECTURA AHB ARQUITECTURA AHB 34.- QUE SON LOS CIRCUITOS DE TEMPORIZACION Y CONTROL 35.- REALIZA UN DIAGRAMA A BLOQUES DE DE LOS CIRCUITOS DE TEMPORIZACION Y CONTROL CONTROL 36.- DEFINE EL FUNCIONAMIENTO FUNCIONAMIENTO DEL PIT TEMPORIZADOR PROGRAMABLE PROGRAMABLE 37.- DEFINE QUE ES UN CONTROLADOR DE VIDEO ING. JOSE ANTONIO MOLINA CARRILLO

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UNIDAD III


38.- DESCRIBE LA HISTORIA DE LOS CONTROLADORES DE VIDEO 39.- DESCRIBE EN UNA TABLA, LA TECNOLOGIA, FRECUENCIA Y ANCHO DE BANDA DE LOS CONTROLADORES DE VIDEO 40.- QUE SON LOS DISPOSITIVOS REFRIGERANTES 41.- DESCRIBE 2 TIPOS DE TARJETAS TARJETAS DE VIDEO 42.- ESCRIBE 3 ERRORES COMUNES EN LAS TARJETAS DE VIDEO

CUESTIONARIO 4 43.- DESCRIBE LAS CARATERISTICAS DEL LOS CHIPSETS VIA VN896 MOBILE PCI EXPRESS 44.- DESCRIBE DISPOSITIVOS DE ENTRADA – ENTRADA – SALIDA SALIDA 45.- ESCRIBE MINIMO 10 EJEMPLOS DE DIRECCIONES DE LOS DISPOSITIVOS DE ENTRADA-SALIDA 46.- DESCRIBE LA FUNCION DEL CMOS 47.- DESCRIBE LA FUNCION DEL BIOS 44.- DESCRIBE LA FUNCION DEL SOCKET DEL PROCESADOR 45.- EN EL ENCENDIDO DE LA L A PC, DESCRIBE LOS DIFERENTES DISPOSITIVOS INTERVIENEN 46.- DESCRIBE LOS TIPOS DE FUENTE DE ALIMENTACION QUE EXISTEN 47.- DESCRIBE LOS TIPOS DE CONECTORES PARA FUENTE DE ALIMENTACION 48.- REALIZA UN COMENTARIO EN AMBIENTE EN AMBIENTE DE SERVICIOS 49.- REALIZA UN COMENTARIO COMENTARIO EN NEGOCIOS 50.- REALIZA UN COMENTARIO EN INDUSTRIA 51.- REALIZA UN COMENTARIO EN COMERCIO INTERNACIONAL

REFERENCIAS:

http://www.colexiocalasancias.com/Docencia/Tecnoloxia/1BAC/Tema%202%C2%BA/Chipset.html http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_auxiliar http://www.conozcasuhardware.com/quees/chipset.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamiento http://www.mundodescargas.com/apuntes-trabajos/informatica/decargar_buses-y-memoria-de-un-ordenador.pdf http://www.caveo.com.ar/LPT01.htm http://zator.com/Hardware/H2_5.htm http://www.angelfire.com/co/Lbit/Pcs/Pic.html http://atc.ugr.es/docencia/udigital/1204.html http://cpuinfo.galeon.com/ http://www.zator.com/Hardware/H2.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Controlador_de_vídeo http://es.kioskea.net/contents/pc/carte-mere.php3 http://www.trucoswindows.net/conteni7id-25-Partes-que-conforman-una-PC.html http://www.mitecnologico.com/Main/ComercioElectronico http://redelectronica.blogspot.com/2008/12/gestin-de-entradasalida.html


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Chipset y Aplicaciones y Ambientes de Servicio

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