UNIDAD 1Instalación y Manejo básico de Sistemas Operativos de interfaz GUI en

entorno mono-usuario y configuración de sus unidades de almacenamiento.

rquitectura Básicae un Sistema Informático

Versión 2013Preparado por: Christian Lazcano C.

Objetivos

Aprendizajes Esperados:

Reconocer que es un Sistema Informático.

Identificar los componentes principales internos de un PC, CPU, Chipset, Buses de

Comunicación de datos.

Reconocer la función de los componentes y dispositivos de un Sistema Informático.

Describir cómo funciona el procesamiento de información basada en la arquitectura de

Von Neumann.

Cómo funciona un PC

· Las cuatro etapas en una computadora:

– Input/Entrada: Es el proceso de ingreso de datos en la computadora

– Procesamiento: En esta etapa se manipulan los datos

– Output/Salida: Es resultado del procesamiento

– Almacenamiento: Consiste en el mecanismo de almacenamiento para uso posterior de los datos

Arquitectura de un computador

· Como hemos visto, la arquitectura general de uncomputador consta básicamente de 3 partes:

– CPU

– Memoria

– Dispositivos de entrada/salida

· Esta arquitectura fue propuesta por John Von Neumannen 1945, y hoy en día la mayoría de los computadoresestán basados en

Arquitectura de Von Neumann

En un microprocesador podemos diferenciar diversas partes:

Puerto de E/SMemoria cacheCoprocesador matemáticoRegistros Memoria Puertos

MEMORIA

PRINCIPAL

ESQUEMA BÁSICO

UNIDAD DECONTROL

UNIDAD ARITMÉTICA Y LÓGICA

UNIDAD CENTRAL DE

IlLErsi

I IUNIDAD

DEPROCESAMIENTO F

CENTRAL/ CPU 1

UNIDAD DF

ENTRADA

UNIDAD DE

SALIDA

Arquitectura de Van Neu man

Bus 4its

CPU Memoria4

1 EiS..........41•••.................................I/.

La tvu ae von

Neumann

Esquema básico del Ordenador

ESQUEMA BÁSICO

NeumannArquitectura de

VonEstructura y

funcionamiento:

El microprocesador

ejecuta

instrucciones

almacenadas como

números binarios

organizados

s

ecuencialmente en la memoria principal. La ejecución de las instrucciones se puede

realizar en varias fases. Cada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos

de CPU, dependiendo de la estructura del procesador, y concretamente de su grado

de segmentación. La duración de estos ciclos viene determinada por la frecuencia

de

CMOS: Las computadoras personales también contienen una pequeña cantidad de batería tipo CMOS para memorizar la fecha, hora y algunas configuraciones del sistema (la configuración de la BIOS).

(Basic Input/Output System - Sistema básico de entrada/salida de datos). Programa que reside en la memoria EPROM (Ver Memoria BIOS no-volátil). Es un programa tipo firmware. La BIOS es una parte esencial del hardware que es totalmente configurable y es donde se controlan los procesos del flujo de información en el bus del ordenador, entre el sistema operativo y los demás periféricos. También incluye la configuración de aspectos importantísimos

Se accede a la BIOS ingresando la tecla Suprimir (DEL), ESC u otra tecla, indicada en la primer pantalla que aparece cuando se enciende una PC.

Placas madre y BIOS· Es la principal placa

de circuito en el PC eincluye;– Procesador – Memoria

– Ranuras de expansión

– Buses– BIOS (Basic

Input/Output System)– Realiza el power-on self test

(POST)

– CMOS RAM– Almacena parámetros de

configuración: tipo y cantidad de discos, cantidad de memoria, DRAM, Etc.

– Es actualizable

– Susceptible de ser modificada por los virus

Mitchell Ferrand

ArquitecturaUnidad Central de Proceso (CPU)

1. Procesador

1.1.- Unidad de Control

1.Contador de Programa (CP) 2.Registro de Instrucción (RI) 3.Decodificador4.Reloj (R)5.Secuenciador (S)

1.2.- Unidad Aritmético Lógica

2. Memoria Central (RAM - ROM)

Recuerde la CPU como:

La CPU hará el papel de cerebro: atender las solicitudes, mandar y hacer controlar la ejecución.

Mitchell Ferrand

Arquitectura>>Diferencia entre Memoria y

Almacenamiento >>Bancos de Memoria

· Varían de un PC a otro

· La CPU determina el Nº de memoria de un banco

Memorias

>>SIMM

>>DIMM

>>DDR ( Double Data Rate)

Utilizados en BUS de memorias de 64 Bit

Verificación de la integridad de los datos en la

memoria 1.-Paridad

2.-Error Corrección Code (ECC)

Mitchell Ferrand

Arquitectura

>>RAM (Random Acc

ess Memory) C

a

r

a

c

t

e

r

í

s

t

i

c

a

s

· Acceso aleatorio

· No depende de ubicación física de la celda

· Llamada Memoria temporal o de lectura y escritura

· Se ejecutan los programas de los usuarios y datos necesarios

Recuerde la RAM como:

La memoria de Escritura/Lectura donde se cargan datos y programas

Mitchell Ferrand

Arquitectura>>ROM (Read Only Memory)

Características

· De solo Lectura

· No volátil (los datos no desaparecen)

· Mantiene información vital para funcionamiento del sistema

Tareas que realiza

Gestión del proceso de arranque

Chequeo inicial del sistema

Carga del S.O

Recuerde la ROM como:

La memoria “metida” físicamente en Hardware FIRMWARE

Mitchell Ferrand

Arquitectura>>Memoria Caché

Caracter íst icas

· Utilizada antes en equipos grandes

· Actúa de Intermedio entre la Unidad de Control de la CPU, y la Memoria Central

· Almacena datos e instrucciones pudiendo utilizarse muchas veces

Arquitectura

Unidad de ejecución (o unidad de procesamiento), que

cumple las tareas que le asigna la unidad de instrucción. La

unidad de ejecución se compone de los siguientes

elementos: La unidad aritmética lógica (se escribe

ALU); sirve para la ejecución de cálculos aritméticos básicos

y funciones lógicas (Y, O, O EXCLUSIVO, etc.); La unidad

de punto flotante (se escribe FPU), que ejecuta cálculos

complejos parciales que la unidad aritmética lógica

C P U - 2

CPU iCache Mainboard J Memory SPD I About

Processor_______

Intel Pentium III

Ll Data

Ll Code

Level 2

Level 3

16 KBytes

16 RBytes

256

Specificatio

n Family

Ext. Family

Instructions

L-Clocks______

Core

Speed

FSE

Intel Pentium III EB

M o d e l 1 S t e p p i n g

Ext. Model a Revision I cD0

MMX, SSE

Cach

•

Bus Speed 1 66.8 MHz

Processor Selection ICPU #1 I APIC ID

Version

Name

Code

Name

Package 0.18 um Vottage I 1.744 v

Socket 370 FC-

400.9

x

Coppermine-T Brand ID

CPU' OK

Arquitectura CPUs o m

. ., .CPU-Z .. X.

CPU !Caches I Mainboard i Memory I SPD I Graphics I AboutProcessor-

Name Intel Core 7 864.1ii VII'------0 111'

Code Name Lynnfield Brand ID Q.12114

Package Socket 1156 LGA 1CORE•Tectinology 45 nm Core Vottage 1 1.216 V insiVe•

Specification 1 Intel(R) Core(TM) 7 CPU 864 @2.81:IGHz

Family 1 6 Model I E Stepping I 5

Ext. Family 1 6 'Ext. Model iE Revision 1-131

Instructians 1 MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE4.1, SSE4.2, EM64T

Clocks #13)(Core

Core Speed 2931.3 MHz Ll Data 2 x 32 KErytes 8-w ay

NI u Itiplier x22.0 Ll In st. 2 x 32 KErytes 1-w ay

Bus Speed 133.2 MH.z Level 2 1 2 x 256 KBytes 8-w ay

GPI Link I 2398.4 M Hz Level 3 1 8 MBytes 16-way

Selectim 'Processor #1 2:11Cores Threads .,.

*PU- Z Version 1.52.2 Validate OK I

512 KB 512 KI

128 128

1Memory Mernoni

128 KB

128 KB

2MB+

Integrated Memory Controller

512

-

Inter Core i7-980X Processor Die Map 32nm Westmere High-k + Metal Gate

4 CP1-dnisistrt count 1.179 Die size: 249rrirri

12.1115 of Is !harta acres!' all d aves

1 1 1 1 . - - S h a r e d C a C t l e . .

Arquitectura CPU

Chrome OS parece estar definitivamente cerca de llegar al mercado, a pesar de tener ya varios

años de vida en forma de proyecto. Así lo atestiguan un par de modelos de Acer y

Samsung con apariencia de ultraportátil.

Para los que no busquen portabilidad también existirán ordenadores de sobremesa

con Chrome OS. Si bien es cierto que por ahora no hay grandes fabricantes que hayan

anunciado sus respectivos productos, el proyecto Chromium PC de Xi3 es interesante:

permitirá tener un pequeño ordenador construido a base de módulos y donde la

escalabilidad es la gran protagonista pues permitirá mejorar las prestaciones con tan sólo

añ

Relación entre BIOS y CMOS

El BIOS contiene un pequeño Programa usado para:

Chequear el estado vital del HW y encontrar al sistema operativo

Luego pasa el control del HW al Sistema Operativo

El CMOS almacena los datos cambiantes que usa el BIOS

La hora del sistema

Configuración de Discos

Características generales de configuración

Placas madre y BIOS

,

CMOS SetupAmerican Megatrends (AMI), Award software, y PhoenixTechnologies son los 3 más populares fabricantes.

Es un servicio que tercerizan a estas empresas

Este programa puede accederse cuando el sistema booteapero hay varias formas

Supr

F2

F11

F12

Mantenimiento del CMOS

Causas comunes de perdida de CMOS:

Batería

Polvo

Fuente de poder mal

Cortos

Problemas de chip

Bateria

Para que datos del CMOS pueden ser almacenados, se requiere

de energía mientras la pc está apagada.

La energía es provista por una batería en el motherboard CR-

2032

Se pueden montar de 3 formas:

Batería Externa (Obsoleto actualmente)

Batería Onboard

Batería Built-In (integrada deltro del chip)

Pistas de batería baja

Reloj de Windows se atrasa

Se pierde la configuración CMOS

almacenada cada vez que se

apaga el PC

Opciones %ténd

Autodetección

Discos IDE

L.a.ponitraseñaSupeni sor

Confiras

Salir y

Salir sin

111411 IPZ1.1111:41 iba (M345411 CPW MI? naire molo surrubliti

avanzadasOpciones avanzadas d

105 chimiAdcriniistrzici45n de Energia

Cordigureición ejLeaLvIlDC I

Cargar las opciones de 181310S

Cargar las/ opciones anteriores

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Conjunto de

Chips

Chipset

El juego de chips

de una placa, o

chipset, es

posiblemente su

componente

integrado más

importante, ya

que controla el

modo de

operación de la

placa e integra

todas sus

funciones, por lo

que podemos

decir que

determina el

rendimiento y

características de

la misma.

Determina lo que

puede hacer el

ordenador, desde

el soporte para

varias CPU, hasta

la velocidad del

bus o el tipo de

memoria que se

puede utilizar.

El Chipset

Es el encargado de comunicar

entre sí a todos los componentes

de la placa, y los periféricos. Una

placa puede disponer de zócalos

DIMM, pero si el chipset incluido

no los soporta, no podrán

utilizarse.

Intel fabrica los modelos oficiales

para sus procesadores, aunque otras

marcas como VIA, ASUS o ALI

fabrican clónicos a un precio más

reducido.

ChipsetEs una colección de chips

Northbridge

Maneja los componentes de alta velocidad

Controlador de memoria

Microprocesador

Slot AGP

Video Integrado

Buses alta velocidad (Alto

flujo de datos) PCI-E, USB 3.0

SouthBridge

Maneja los componentes de menor velocidad

IDE

Puerto Paralelo / Serial

USB

PCI

LAN

ChipSet: Velocidad delprocesador

· Los procesadores de la misma generación se fabrican bajo diferentes modelos que varían en velocidad. Los chipsets se adaptan al rango de velocidades del momento.

· Cuando ese rango de velocidades y mejoras tecnológicas se ve superado aparece una nueva generación de chipset.

· Conceptos:

– FSB: se denomina así al bus local del procesador: Front Side Bus

– BSB: se denomina, cuando lo hay, a un bus particular entre el procesador y la cache L2

– CPU multiplier: Establece por cuanto se multiplicará la velocidad del FSB para determinar la velocidad interna del procesador

ChipSet: Velocidad delprocesador:FSB

·Las velocidades “físicas” van desde 66MHz (6º gen)hasta 400MHz o más, pero por medio de técnicas, el traspasode datos puede doblar o cuadruplicar esa velocidad.

– Double Pumped 2 transferencias por ciclo

– Quad Pumped 4 transferencias por ciclo

·La placa puede proporcionar la opción de configurar lavelocidad de FSB. Esto puede condicionar en algunos chipset lavelocidad del PCI, del BSB, y del propio procesador a partir del CPUmultiplier.

– Synchronous motherboard La velocidad del bus PCI estarelacionada con la del FSB por un factor de división.

– Asynchronous motherboard Mantiene ambas velocidadesdiferenciadas. La velocidad del bus PCI se mantiene a 33Mhz o66MHz

ChipSet: Velocidad delprocesador:CPU multiplier

· Establecida la FSB speed, se puede definir unvalor por el cual multplicarla para obtener lavelocidad interna del procesador.

· Los valores van desde 3.0x hasta 10.0x y semultiplica por la velocidad real del bus.

· La placa puede permitir configurar este valor, locual permitiría adaptarse a varios modelos deprocesador o bien la propia cpu instaladadetermina, por auto identificación, el valor demultplicación sin posibilidad de intervención delusuario.

Conector de

tarjeta

CHIPSET Y BUSES DE COMUNICACION

F CONTRASEÑP R U O E

Procesador

MemoriBus de

BATERÍ FRONT_PAEIE

SATAD u 5 l e

PWR

CHAN NÉ L 01MPul 1

CHANN EL_B Ci 1 Pul NI 1:1

Hu's

91MIZro

64.GP o

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Controlador de

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VentiladCHANNEL

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Conectores Super

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Serie.

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BU

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{BIO

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Tarjeta gráficaPuente memoria/

controlador

Caché

Memoria

disc

disc

disc

disc

Controladora SCSI

Bus

Controladora de disco Interfaz del bus de Teclad

Bus de disco disco disco disco

Puerto Puerto

Procesador

Hardware de E/S