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FUNCIONES DE LA CPU

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on 11 June 2014

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FUNCIONES PRINCIPALES DE LA CPU
* Envía y recibe señales de control, direcciones de memoria y datos de un lugar a otro del ordenador a través de líneas llamadas BUS.

* En estos bus están las puertas de E/S, las cuales conectan a la memoria y a los chips de apoyo al bus.

* Los datos pasan a través de estas puertas de E/S mientras viajan desde y hasta la CPU.

• Provee almacenamiento, a los diferentes datos e instrucciones para procesar.

• Permite rápido acceso a datos almacenados y ejercer control sobre la información; puede además, desarrollar operaciones aritméticas, lógicas y de control.

• Toma de decisiones simples basadas en los resultados de pruebas hechas previamente; puede también manejar la entrada de datos y salida de información desde los dispositivos periféricos conectados a la computadora.

FUNCIONES PRINCIPALES DE LA CPU
Cada autómata contiene y realiza las siguientes funciones:
* Vigilar que el tiempo de ejecución del programa de usuario no exceda de un determinado tiempo máximo.
A esta función se le denomina Watchdog.

* Ejecutar el programa usuario.

* Crear una imagen de las entradas, ya que el programa de usuario no debe acceder directamente a dichas entradas.

* Renovar el estado de las salidas en función de la imagen de las mismas, obtenida al final del ciclo de ejecución del programa usuario.

* Chequeo del sistema.

FUNCIONES BÁSICAS DE LA CPU
En la memoria ROM del sistema, el fabricante ha grabado una serie de programas ejecutivos, software del sistema y es a estos programas a los que accederá el µp para realizar las funciones.

El software del sistema de cualquier autómata consta de una serie de funciones básicas que realiza en determinados tiempos de cada ciclo.

MEMORIA
RAM

(Memoria de Acceso Aleatorio) En este tipo de memoria, cada byte individual de información puede ser introducido o extraído de manera independiente del resto de la información contenida en la memoria.

RAM es una memoria interna en la cual las instrucciones de los programas y los resultados son almacenados, el contenido de dicha memoria puede ser modificados por medios de Software. Y es de acceso aleatorio porque la computadora va directamente al dato que necesita.

PARTES DE LA MEMORIA RAM
Flip chip es una tecnología de ensamble para circuitos integrados como la memoria ram , además de una forma de empaque y montaje para chips de silicio.
Pequeña placa de circuito impreso con varios chips de memoria integrados. Vinieron a sustituir a los SIP.
Terminal o patilla a cada uno de los contactos metálicos de un conector o de un componente fabricado de un material conductor de la electricidad.
Estos se utilizan para conectar componentes sin necesidad de soldar nada, de esta manera se logra transferir electricidad e información.

MEMORIA ROM
DEFINICIÓN
(Memoria de Solo Lectura). Es un clip de memoria permanente en el cual son grabadas instrucciones (generalmente al momento de su fabricación), y no puede modificarse, este tipo de memoria la utilizan generalmente los módulos para juegos y algunas calculadoras programables.

Es un tipo de memoria que tienen integrado un programa, el cual esta almacenado de forma tal, que solo podrá ser leído pro al computadora, pero de ninguna manera nos pérmitira modificarlo.
Las memorias Rom son utilizadas generalmente para almacenar la información básica de la computadora para que pueda ser arrancada.

Es la memoria solo para lectura. Es la parte del almacenamiento principal del computador que no pierde su contenido cuando se interrumpe la energía. Contiene programas esenciales del sistema que ni la computadora ni el usuario pueden borrar, como los que le permiten iniciar el funcionamiento cada vez que se enciende el computador.

PARTES DE UNA MEMRIA ROM
PRINCIPALES PARTES
TIPOS DE MEMORIA RAM
• DRAM (Dynamic RAM)
• VRAM (Vídeo RAM)
• SRAM (Static RAM)
• FPM (Fast Page Mode)

• EDO (Extended Data Output)
• BEDO (Burst EDO)
• SDRAM (Synchronous DRAM)
• DDR SDRAM ó SDRAM II (Double Data Rate SDRAM)
• PB SRAM (Pipeline Burst SRAM)
• RAMBUS
• ENCAPSULADOS
• SIMM (Single In line Memory Module)

• DIMM (Dual In line Memory Module)
• DIP (Dual In line Package)
• Memoria Caché ó RAM Caché
• RAM Disk
- Decodificador de renglones

- Decodificador de direcciones

- Arreglo de registros

- Buffer de salida

UBICACIÓN EN A TARJETA MADRE
NIC
NIC (network interface card; en español "tarjeta de interfaz de red") también denominada tarjeta de red o adaptador de red es un periférico que permite la comunicación con aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc).

Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring, etc.), pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando una interfaz o conector RJ-45.
Tarjetas inalámbricas
TIPOS DE NIC
Tarjetas Ethernet
Tarjetas de fibra óptica
Las redes inalámbricas tienen su base en las tarjetas de red sin cables es decir tarjetas inalámbricas, estas tarjetas se conectan mediante señales de frecuencia especificas a otro dispositivo que sirva como concentrador de estas conexiones, en general puede ser un Access Point, estas tarjetas tienen la ventaja de poder reconocer sin necesidad de previa configuración a muchas redes siempre y cuando estén en el rango especificado, la tecnología y las redes inalámbricas están en auge pero aun no llegan a superar la velocidad de las redes cableadas y la seguridad, en particular es una buena tecnología si es que no le importa sacrificar un poco de velocidad por mas comodidad en el trabajo.
TARJETAS INALÁMBRICAS
Es el tipo de tarjeta mas conocido y usado actualmente, la mayoría de las redes en el mundo son del tipo ethernet que usan tarjetas por consiguiente ethernet, la mayoría de tarjetas incluyen un zócalo para un PROM (Memoria programada de solo lectura, FIGURA 7.0) , esta memoria realiza una inicialización remota del computador en donde se encuentra instalada, es decir, que una tarjeta con la memoria PROM puede ser instalada en computadores que no tienen instalado unidades de disco o de almacenamiento masivo, esta alternativa tiene la ventaja de rebajar costos y aumentar la seguridad de acceso a la red, ya que los usuarios no pueden efectuar copias de los archivos importantes, tampoco infectar con virus o utilizar software no autorizado. La memoria es programada para recoger la información de arranque del servidor de archivos en vez de hacerlo desde un disco local, la estación de trabajo efectúa la conexión desde la tarjeta a través de la PROM al servidor de archivos.
TARJETA ETHERNET
TARJETA DE FIBRA ÓPTICA
Estas tarjetas están teniendo una gran aceptación en la actualidad, por la velocidad en la transmisión de los datos así como en la confiabilidad y seguridad, las tarjetas de fibra óptica difieren en las demás en que las señales se dan mediante impulsos de luz que hacen posible la transmisión de los datos a una mayor distancia, las tarjetas de fibra son mas fáciles de configurar que las normales ya que solo se colocan y ya están en funcionamiento su uso esta destinado a grandes estaciones así como a concentradores de redes backbone, los conectores de las tarjetas son especiales en donde se ingresa el cable de fibra óptica monomodo o multimodo de una o dos vías según el diseño de la red, la de una vía usa solo una conexión para la transmisión y recepción de los datos, por ende solo hay un conector en la tarjeta, la de dos vías tiene dos conectores en la tarjeta uno para la transmito y otro para recepción de datos.
TIPOS DE CONECTORES Y ADAPTADORES
CONECTORES RJ-45
CONECTORES DE FIBRA ÓPTICA
ADAPTADOR DE USB-RED
CONECTOR RJ-45
Los conectores mas usados en las instalaciones de tarjetas de red son las de RJ-45 usadas mundialmente en las redes ethernet
CONECTORES DE FIBRA OPTICA
Los conectores de fibra óptica son de tipo especial ya que permiten e interpretan los haces de luz provenientes de las redes de fibra óptica, tiene la ventaje de funcionar a muy altas velocidad, estos conectores deben de permanecer sellados si es que no son usados ya que ocasionaría deterioros en la señal de la transmisión de los datos.
ADAPTADOR DE USB-RED
Puede darse el caso que no se cuenta con una tarjeta de red para esto existen adaptadores de tipo USB o tarjetas de ampliación de tipo PCMCIA que pueden hacer que usted entre a la red de la empresa.
ADAPTADORES
Un adaptador es un dispositivo de hardware o un componente software, que convierte datos transmitidos en un formato a otro.
ADAPTADOR DE VIDEO
Hay diferentes adaptadores de video disponibles que son usados para diferentes resoluciones y razones. Desde cables de componentes a cables de HDMI, hay muchas maneras de transportar señales de video a tu televisión, monitor y proyector. Algunos adaptadores proveen una mejor imagen que otros, según las necesidades.
COMPUESTO
Los adaptadores de video compuestos consisten de tres tomas, una amarilla, una roja y una blanca. El adaptador amarillo lleva la señal de la imagen, y el blanco y el rojo llevan la señal de video.
Los adaptadores de componentes de video (también conocidos como Y/Pb/Pr) consisten de tres cables para la transmisión de video y dos de transmisión de audio. El canal Y lleva los datos de luminosidad, el B lleva los datos del color azul y el R lleva los datos de color rojo. El canal Y es usualmente de color verde; el B, azul y el R, rojo. Este adaptador permite una transmisión de más alta definición y es popular en los modernos televisores HDTV.
COMPONENTE
(Y/Pb/Pr)
Los cables de S-Video (Súper Video) suelen ser redondos, con conectores de cuatro pines que no incluyen el audio (este sería otro cable distinto). Este formato divide el color y la luminosidad en cables separados (ambos integrados en un solo cable). El S-Video se encuentra en los monitores de las computadoras y en los equipos de televisores.
S-VIDEO
El HDMI (High Definition Multimedia Interfase, Interfaz multimedia de alta definición) es un conector chato y largo que contiene 19 pines. Transmite video sin comprimir por el cable e integra las señales de video y audio en un conector. Este es considerado un cable avanzado y está presente en la mayoría de los nuevos HDTV y muchos monitores de computadora.
HDMI
Los conectores VGA (Video GraphicsArray, Matriz de gráficos de video) son típicamente cables de 15 pines que transmiten solo señal de video. Contiene información separada para los rojos, verdes y azules, así como posicionamiento horizontal y vertical. El VGA se encuentra principalmente en los monitores de computadoras y se ha utilizado desde finales de 1980.
VGA
El DVI (Digital Video Interface, Interfaz de video digital) es un conector que es largo y rectangular y diseñado para transmitir grandes cantidades de datos a pantallas LCD y HDTV. Tiene 24 pines pero, no incluye un canal para el sonido como el HDMI. El DVI es más comúnmente encontrado en los monitores de computadoras pero, es ocasionalmente utilizado en televisores.
DVI
ADAPTADORES DE SONIDO
Es una tarjeta de expansión para computadoras que permite la entrada y salida deaudio bajo el control de un programa informático llamado controlador (Driver ). El típicouso de las tarjetas de sonido consiste en proveer mediante un programa que actúa demezclador, que las aplicaciones multimedia del componente de audio suenen ypuedan ser gestionadas.Algunos equipos tienen la tarjeta ya integrada, mientras que otros requieren tarjetas deexpansión.
RCA-ESTEREO
Conecta componentes de audio y AV estéreo con salidas de audio de tipo RCA estéreo a un receptor o televisor con entradas de tipo RCA de audio estéreo.

Blindado para ayudar a minimizar la interferencia y el ruido y mantener la integridad de la transferencia de señal.
SPDIF también conocida como S/PDIF, es un acrónimo de "Sony Philips Digital Interconnect Format" (Formato de interconexión digital de Sony Philips), pero es más comúnmente conocida como "Sony Philips Digital Interface" (Interfaz difital de Sony Philips). Como salida SPDIF está implementada para la transferencia de señales de audio digital de algunos dispositivos electrónicos. Lleva el nombre de las empresas electrónicas del consumidor que establecieron: Sony Corp. con sede en Japón y la holandesa Koninklijke Philips Electronics NV, más conocida como Philips.
SPDIF: RCA Y OPTICO
ADAPTADOR DE SCSI
SCSI, acrónimo inglés de Small Computers System Interface (Interfaz de Sistema para Pequeñas Computadoras), es una interfaz estándar para la transferencia de datos entre distintos dispositivos del bus de la computadora.
TIPOS DE BUS SCSI
ASIMÉTRICO
DIFERENCIAL
Conocido como SE (por Single-Ended o Terminación única), basado en una arquitectura paralela en la que cada canal circula en un alambre, sensible a las interferencias. Los cables SCSI en modo SE poseen 8 alambres para una transmisión de 8 bits (que se denominan limitados) o 16 alambres para cables de 16 bits (conocidos como extendidos). Este es el tipo de bus SCSI máscomún.
BUS ASIMÉTRICO
Transporta señales a un par de alambres. La información se codifica por diferencia entre los dos alambres (cada uno transmite el voltaje opuesto) para desplazar las interrupciones electromagnéticas, lo que permite obtener una distancia de cableado considerable (alrededor de 25 metros). En general, existen dos modos: el modo LVD (Voltaje bajo diferencial), basado en señales de 3,3 V y el modo HVD (Voltaje Alto Diferencial), que utiliza señales de 5 V. Los periféricos que utilizan este tipo de transmisión son cada vez más raros y por lo general llevan la palabra "DIFF".
BUS DIFERENCIAL
Los estándares SCSI definen los parámetros eléctricos de las interfaces de entrada/salida.
ESTÁNDARES SCSI
Basado en un bus de 16 bits (en lugar de 8), ofrece una velocidad de 10 MB/s
SCSI-2 EXTENDIDO
Es un modo sincrónico rápido que permite un aumento de 5 a 10 MB/s para el estándar SCSI y de 10 a 20 MB/s para el SCSI-2 extendido (denominado SCSI-2 extendido rápido).
SCSI-2 RAPIDO
Incluye nuevos comandos y permite la unión de 32 periféricos, así como una velocidad máxima de 320 MB/s (en modo Ultra-320).
SCSI-3
ADAPTADORES RAID
El término RAID es un acrónimo del inglés "RedundantArray of Independent Disks". Significa matriz redundante de discos independientes. RAID es un método de combinación de varios discos duros para formar una única unidad lógica en la que se almacenan los datos de forma redundante. Ofrece mayor tolerancia a fallos y más altos niveles de rendimiento que un sólo disco duro o un grupo de discos duros independientes.
NIVELES DE RAID
La elección de los diferentes niveles de RAID va a depender de las necesidades del usuario en lo que respecta a factores como seguridad, velocidad, capacidad, coste, etc. Cada nivel de RAID ofrece una combinación específica de tolerancia a fallos (redundancia), rendimiento y coste, diseñadas para satisfacer las diferentes necesidades de almacenamiento. La mayoría de los niveles RAID pueden satisfacer de manera efectiva sólo uno o dos de estos criterios.
También conocido como "separación ó fraccionamiento/ Striping". Los datos se desglosan en pequeños segmentos y se distribuyen entre varias unidades. Este nivel de "array" o matriz no ofrece tolerancia al fallo. Al no existir redundancia, RAID 0 no ofrece ninguna protección de los datos.
RAID 0: Disk Striping "La más alta transferencia, pero sin tolerancia a fallos".
También llamado "Mirroring" o "Duplicación" (Creación de discos en espejo). Se basa en la utilización de discos adicionales sobre los que se realiza una copia en todo momento de los datos que se están modificando. RAID 1 ofrece una excelente disponibilidad de los datos mediante la redundancia total de los mismos. Para ello, se duplican todos los datos de una unidad o matriz en otra. De esta manera se asegura la integridad de los datos y la tolerancia al fallo.
RAID 1: Mirroring "Redundancia. Más rápido que un disco y más seguro"
Combinación de los arrays anteriores que proporciona velocidad y tolerancia al fallo simultáneamente. El nivel de RAID 0+1 fracciona los datos para mejorar el rendimiento, pero también utiliza un conjunto de discos duplicados para conseguir redundancia de datos.
RAID 0+1/ RAID 0/1 ó RAID 10: "Ambos mundos"
Adapta la técnica comúnmente usada para detectar y corregir errores en memorias de estado sólido. En un RAID de nivel 2, el código ECC (Error CorrectionCode) se intercala a través de varios discos a nivel de bit. El método empleado es el Hamming. Puesto que el código Hamming se usa tanto para detección como para corrección de errores (Error Detection and Correction)
RAID 2: "Acceso paralelo con discos especializados. Redundancia a través del código Hamming"
Dedica un único disco al almacenamiento de información de paridad. La información de ECC (Error Checking and Correction) se usa para detectar errores. La recuperación de datos se consigue calculando el O exclusivo (XOR) de la información registrada en los otros discos. La operación I/O accede a todos los discos al mismo tiempo
RAID 3: "Acceso síncrono con un disco dedicado a paridad"
Basa su tolerancia al fallo en la utilización de un disco dedicado a guardar la información de paridad calculada a partir de los datos guardados en los otros discos. En caso de avería de cualquiera de las unidades de disco, la información se puede reconstruir en tiempo real mediante la realización de una operación lógica de O exclusivo.
RAID 4: "Acceso Independiente con un disco dedicado a paridad."
Este array ofrece tolerancia al fallo, pero además, optimiza la capacidad del sistema permitiendo una utilización de hasta el 80% de la capacidad del conjunto de discos. Esto lo consigue mediante el cálculo de información de paridad y su almacenamiento alternativo por bloques en todos los discos del conjunto. La información del usuario se graba por bloques y de forma alternativa en todos ellos. De esta manera, si cualquiera de las unidades de disco falla, se puede recuperar la información en tiempo real
RAID 5: "Acceso independiente con paridad distribuida."
Similar al RAID 5, pero incluye un segundo esquema de paridad distribuido por los distintos discos y por tanto ofrece tolerancia extremadamente alta a los fallos y a las caídas de disco, ofreciendo dos niveles de redundancia.
RAID 6: "Acceso independiente con doble paridad"
CARACTERÍSTICAS
Cada puerto, permite conectar hasta 127 dispositivos externos, pero solo se recomiendan como máximo 8, porque se satura la línea del puerto y se ralentiza el sistema al tener que administrarse todos simultáneamente.
PUERTO USB
("Universal Serial Bus") ó su traducción al español es línea serial universal de transporte de datos. Es básicamente un conector rectangular de 4 terminales que permite la transmisión de datos entre una gran gama de dispositivos externos (periféricos)con la computadora; por ello es considerado puerto; mientras que la definición de la Real Academia Española de la lengua es "toma de conexión universal de uso frecuente en las computadoras".
Cuenta con tecnología "Plug&Play" la cuál permite conectar, desconectar y reconocer dispositivos sin necesidad de reiniciar ó apagar la computadora.
Las versiones USB 1.X y USB 2.0 transmiten en un medio unidireccional los datos, esto es solamente se envía ó recibe datos en un sentido a la vez, mientras que la versión USB 3 cuenta con un medio Duplex que permite enviar y recibir datos de manera simultánea.
Los puertos USB 1.0, 1.1 y USB 2.0 tienen 4 contactos, mientras que el puerto USB 3.0 cuenta con 9 (2 por los cuáles es capaz de enviar, 2 por los cuáles recibir de manera simultánea).
TERMINALES DEL PUERTO USB
LINEAS DE CONECTOR USB
Líneas eléctricas del conector USB 1.0 y USB 2.0, las líneas centrales conducen datos, las laterales la alimentación.
• 1.- Vbus (+ 5 Volts, alimentación)
• 2.- D- (- datos)
• 3.- D+ (+ datos)
• 4.- GND (tierra)

Líneas eléctricas del puerto USB.

LINEAS DE CONECTOR USB 3.0
Líneas eléctricas del conector USB 3.0
• 1.- Vbus (+ 5 volts, alimentación)
• 2.- D- (- datos)
• 3.- D+ (+ datos)
• 4.- GND (tierra)
• 5.- StdA_SSRX- (Recibe datos)
• 6.- StdA_SSRX+ (Recibe datos)
• 7.- GND_DRAIN (tierra-drenado)
• 8.- StdA_SSTX- (Envía datos)
• 9.- StdA_SSTX+ (Envía datos)

Líneas eléctricas del puerto USB 3.0.

El puerto USB en general cuenta con 3 tipos, denominados A, B y mini, incluida la versión USB 3.0 (esta última cuenta con sus respectivos conectores agregados)
TIPOS DE PUERTOS USB
USB TIPO A
USB TIPO B
MINI USB
Puerto USB integrado en la tarjeta principal ("Motherboard").
Variante del puerto USB integrado en dispositivos grandes.
Variante del puerto USB integrado en dispositivos pequeños.
CARACTERÍSTICAS
• Se utilizaba principalmente para la conexión del ratón (Mouse), algunos tipos antiguos de escáneres y actualmente para dispositivos como PDA´s ("Personal Digital Assistant") ó asistentes personales digitales.
PUERTO SERIAL
Los puertos seriales (también llamados RS-232, por el nombre del estándar al que hacen referencia) fueron las primeras interfaces que permitieron que los equipos intercambien información con el "mundo exterior".

El término serial se refiere a los datos enviados mediante un solo hilo: los bits se envían uno detrás del otro (consulte la sección sobre transmisión de datos para conocer los modos de transmisión).
Los conectores seriales tienen 9 ó 25 clavijas y tienen la siguiente forma (conectores DB9 y DB25 respectivamente)
Este puerto está siendo reemplazado por el puerto USB para el uso en PDA´s y ratones, pero aún viene integrado en la tarjeta principal (Motherboard) actuales.
Puerto serial COM integrado en la tarjetaprincipal ("motherboard").
Símbolo del puerto COM.
Conector hembra serial del cable del dispositivo.
• Cada puerto, permite conectar solamente 1 dispositivo.
• Para conectar y desconectar los dispositivos, así como para que la computadora los reconozca de manera correcta, es necesario apagar y reiniciar la computadora.
TERMINALES ELÉCTRICAS
El puerto serial cuenta con 9 contactos tipo pin; se muestran las líneas eléctricas y su descripción básica.
• 1.- DCD (Detecta la portadora)
• 2.- RxD (Recibe datos)
• 3.- TxD (Transmite datos)
• 4.- DTR (Terminal de datos listo)
• 5.- SG (Tierra)
• 6.- DSR (Equipo de datos listo)
• 7.- RTS (Solicita enviar)
• 8.- CTS (Disponible para enviar)
• 9.- RI (Indica llamada)

CARACTERÍSTICAS
• Se utilizaba principalmente para la conexión de impresoras, unidades de lectura para discos ZIP y escáneres.
PUERTO PARALELO
Permite el envío de datos, en conjuntos simultáneos de 8 bits.
Los puertos paralelos, al igual que los seriales, se encuentran integrados a la placa madre.
Este puerto está siendo reemplazado por el puerto USB para impresoras y escáneres, pero aún viene integrado en la tarjeta principal (Motherboard).
• Para conectar y desconectar los dispositivos, así como para que la computadora los reconozca de manera correcta, es necesario apagar y reiniciar la computadora.
Puerto LPT integrado en la tarjeta principal ("motherboard").
Símbolo del puerto paralelo LPT.
Conector macho LPT integrado en el cable del dispositivo.
El puerto tiene 25 huecos para albergar pines destinados a la alimentación eléctrica y transmisión de datos, en la siguiente figura se muestran las líneas eléctricas y su descripción básica.
TERMINALES DEL PUERTO PARALELO
• 1.- Stroben (Valida datos)
• 2 a 9.- D0-D7 (Datos)
• 10.- Ack# (Recibir dato o no)
• 11.- Busy (Impresora ocupada / error)
• 12.- PE (Sin papel)
• 13.- Slct in (Impresora en línea)
• 14.- AutoFD# (Retorno de carro)
• 15.- Error# (Error)
• 16.- Init# (Reset)
• 17.- Select# (Impresora seleccionada)
• 18 a 25.- Ground (Tierra)

GRACIAS
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