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Hardware Herramientas Informáticas I Prof. Ing. Norma Cañizares Hardware Placa madre Bus de conexión Memoria Microprocesador Chipset BIOS - UEFI Placa Madre • La Placa Madre (motherboard) es el elemento principal de toda PC (junto al microprocesador). • Como su nombre lo indica, la placa madre funciona como una placa "materna", que toma la forma de un gran circuito impreso con conectores para tarjetas de expansión, módulos de memoria, el procesador, etc. • Por lo tanto, la función principal del motherboard es servir de apoyo para ensamblar el resto de las partes. Funciones Básicas de una Placa Madre • Interconexión y control de periféricos. • Comunicación de datos. • Administración, control y distribución de la energía eléctrica. • Temporización y sincronización. • Control y monitoreo de la temperatura. La placa madre cumple las siguientes funciones básicas: Puertos e Interfaz de Datos Fuente de Alimentación Reloj del Sistema Bus de Datos Bus de Conexión Clasificación del bus según los dispositivos que conecta Clasificación del bus según la información que transporta Bus de Conexión El bus permite la conexión de los diferentes elementos que contiene la placa madre. El bus es el conjunto de líneas físicas (pistas conductoras) cuyo objetivo es transmitir información entre componentes de forma simultanea. Bus de Conexión Clasificación del Bus de Conexión Clasificación del bus según los dispositivos que conecta: • Bus interno: se caracteriza por estar integrado dentro del microprocesador y su función es la de transferir información entre los distintos componentes del mismo, es decir entre registros, cache L1, L2, unidades de ejecución, etc.. • Bus externo: se encarga de transportar datos/direcciones desde y hacia el CPU, permite la conexión entre la CPU y el chipset (también se lo conoce como BUS FRONTAL, o bus de sistema) Clasificación del Bus de Conexión Clasificación del bus según la información que transporta: • Bus de DATOS. • Bus de DIRECCIONES de memoria. • Bus de CONTROL BUS Características del bus de datos • Ancho del bus de datos: 8, 16, 32, 64 bits. • Velocidad o frecuencia de funcionamiento: que se mide en MHz. Ej. 100 MHz Calcular la velocidad máxima de transferencia del bus • Para efectuar este calculo debemos multiplicar: Memoria Memoria Llamaremos memoria a todo dispositivo electrónico capaz de almacenar información. Prácticamente la totalidad de las memorias emplean almacenamiento binarios, es decir, que la información más elemental es el bit. Esquema de las celdas de memoria. Clasificación según la Tecnológica de Fabricación • ROM (Read Only Memory) • RAM (Random Access Memory) Clasificación según el factor de forma del modulo • SIMMS: • DIMMS: • SO DIMMS: • RIMMs y SO RIMMs Clasificación por Tipo de Memoria • Asincrónicas • Sincrónicas • …. Clasificación de las Memorias Memoria: Clasificación s/ la Tecnológica de Fabricación •ROM (Read Only Memory): Memorias de solo lectura. •Se usan para guardar datos y código ‘fijo’ (por ej. BIOS), valores que no sufren muchos cambios y deseamos que permanezcan después de ‘apagados’ (Flash, EEPROM.). Se programan utilizando pulsos eléctricos. Memoria ROM Memoria RAM RAM (Random Access Memory): Es la memoria de trabajo, en la que se almacenan temporalmente los datos a procesar. Es volátil. Recibe su nombre de memoria de acceso aleatorio, debido a que el procesador puede acceder a cualquier celda de la misma indicando su dirección al azar. Tiene estrecha relación con la velocidad de la computadora. Esta memoria posee transistores y/o capacitores que al estar encendidos mantienen el estado de la memoria, de acuerdo a como trabajen dichos circuitos se podrán clasificar en 2 tipos: • DRAM (Dinamic RAM - RAM Dinámica): perdida de tiempo por el refresco de memoria, lentas, baratas. Es la mas comun de las memorias RAM. • SRAM (Static RAM -RAM Estática): no necesitan tiempo de refresco, veloces, caras. Se usan como memoria cache. 13 Memoria: Clasificación s/ la Tecnológica de Fabricación Memoria RAM 14 Tipos de Memoria SRAM (Static RAM) DRAM (Dinamic RAM) - No hace falta refrescarlas - Rapidísimas (Usadas para cachés) - 4-6 capacitores= 1 bit. - Refresco continuo de la información. - 1 Capacitor= 1 bit. - 1 Transistor= actúa como interruptor. CONSUMO DE ENERGIA COMPLEJIDAD (HAY QUE REFRESCARLAS) Nº DE CAPACITORES PARA ALMACENAR UN BIT (6/1) VELOCIDAD (ACCESO, TRANSFERENCIA, ETC) MAYOR PRECIO MAYOR CAPACIDAD de trabajo (volátil) memoria DRAM Memoria DRAM Las RAM Dinámicas se clasifican según el factor de forma del modulo. Estas se presentan en forma de plaquetas de 10 cm. de largo por 2 o 3 cm. de ancho, que se insertan en unos zócalos de la placa madre. La memoria es gestionada por la controladora de Memoria, Ubicada en el chipset o en la CPU. Se mide en Megabytes o Gigabytes. DRAM: Clasificación según el factor de forma del modulo Tecnologías de memoria SIMM (Single Inline memory module) Tecnologías de memoria DIMM (dual in-line memory module) Tecnologías de memoria SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module) Los módulos SIMM fueron utilizados durante años en las viejas computadoras, y poseían un bus de datos de 16 ó 32 bits (ya no son frecuentes). Estos fueron reemplazados por los módulos denominados DIMM. Módulos de memoria DIMM: se utilizan en las PC de escritorio, y poseen un bus de datos de 64 bits. El módulo SO-DIMM es el tipo de memoria utilizada en computadoras portátiles. poseen un bus de datos de 64 bits. Tecnología de memorias DIMM • DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random-Access Memory) • DDR2 SDRAM (Double Data Rate type two Synchronous Dynamic Random-Access Memory) • DDR3 SDRAM (Double Data Rate type three Synchronous Dynamic Random-Access Memory) • DDR4 SDRAM (Double Data Rate type Four Synchronous Dynamic Random-Access Memory). 2 transferencias por c/ ciclo de reloj 4 transferencias por c/ ciclo de reloj 8 transferencias por c/ ciclo de reloj 16 transferencias por c/ ciclo de reloj Resumen: Clasificación por tipo de Memoria Memorias ROM (Read Only Memory) RAM (Random Access Memoriy) SDR (Single Data Rate) DRAM (Dinámica RAM) SRAM (Static RAM) Asincrónica SDRAM (Sincrónica DRAM) RDRAM (Rambus DRAM) DDR (Double Data Rate) FPM (Modo de Paginación Rápida) EDO (Salida Extendida de Datos) DDR4 DDR2 DDR3 Memorias SIMM Memorias DIMM ChipSet Función del Chipset Puente Norte Puente Sur Chipset • El chipset es el componente de la motherboard que coordina el intercambio de toda la información que circula por los buses. Toda motherboard esta construido alrededor de un determinado tipo de chipset y todo chipset esta diseñado para funcionar con un determinado procesador. El chipset esta básicamente conformado por dos chips: Puente Norte (northbridge) Puente Sur (southbridge) Circuito que interconecta la CPU con los componentes de alta velocidad del sistema (VIDEO, RAM, ...) a través del bus de sistema. Chipset: NorthBridge: El NorthBridge controla las siguientes características del sistema: Tipo y Número de microprocesadores que soporta la placa. Velocidad del microprocesador. La velocidad del bus frontal o bus de sistema (o FSB). El multiplicador del FSB necesario para el funcionamiento del CPU. Tipo de RAM soportada. Cantidad máxima de memoria soportada. Tecnologías de memoria soportadas. Puertos de la placa de video (AGP , PCI Express,..) Cuando la grafica esta integrada en la placa, gestiona todo el video. Es el responsable de la conexión de la CPU con los componentes más lentos del sistema.Algunos de estos componentes son los dispositivos periféricos. El southbridge no está conectado a la CPU y se comunica con ella indirectamente a través del northbridge a través de un BUS DE ENLACE. Funciones • Soporte para buses de expansión, como los PCI o el antiguo ISA. • Controladores de dispositivos: IDE, SATA, de red Ethernet y de sonido. • Control de puertos para periféricos: USB o FireWire. • Funciones de administración de energía. • Controlador del teclado, de interrupciones, controlador DMA (Direct Memory Access, acceso directo a memoria). • Controladora de sonido, red y USB integrados (solo algunos southbridge). Chipset: SouthBridge Chipset El NorthBridge suele ser más grande que el SouthBridge y podemos encontrarlo en las placas base con un disipador o incluso un ventilador, ya que trabaja a velocidades muy elevadas. El Northbridge se encontrará más cercanamente al Socket del microprocesador, mientras que el Southbridge se localiza cercano a las ranuras de expansión. Microprocesador Definición de microprocesador Partes del procesador Arquitectura de un procesador. Velocidad de un procesador Evolución de los procesadores Relación entre la Evolución de los Procesadores Multinucleo y el Nombre del BUS del Sistema o de la Placa Madre. Microprocesador Definición: Es un circuito electrónico integrado por un conjunto de transistores, diodos, resistencias y otros componentes; de tamaño microscópico; conectados entre si por conductores y ordenados de manera que forman compuertas lógicas para realizar operaciones de todo tipo. • Funciona sincronizado por un reloj. • La velocidad del procesador depende del número de pulsaciones de ese reloj y de otros factores de diseño. • Esta velocidad del procesador se mide en Mhz o Ghz. • Se encarga del control y procesamiento de datos de todo el PC. • El microprocesador se aloja en un elemento llamado zócalo. • El trabajo del procesador produce un calor considerable, por lo que sobre el chip del procesador llevan montado un cooler y un disipador para su refrigeración. CPU UNIDAD DE DECODIFICACION UNIDAD DE CONTROL control Partes del Microprocesador MEMORIA CACHE Unidad PREFECH MEMORIA RAM FPU ALU REGISTROS Partes del Microprocesador • Memoria cache: Es una memoria ultrarrápida que almacena ciertos bloques de datos que posiblemente serán utilizados en las siguientes operaciones sin tener que acudir a la memoria RAM, aumentando asi la velocidad y disminuyendo el numero de veces que la PC debe acceder a la RAM. • Unidad Aritmética Lógica. Conocida como ALU por sus siglas en ingles, es la encargada de realizar operaciones aritméticas y lógicas sobre números. En concreto estamos hablando de números enteros, es decir aquellos que no tienen decimales. Los mensajes de la unidad de control le dicen a la ALU que debe hacer. • Unidad de coma flotante. Realizan las mismas funciones que la ALU pero sobre números racionales. Sus siglas en ingles es FPU. Este elemento no siempre ha estado incluido dentro del chip si no que era un elemento externo y se llamaba coprocesador matemático. Partes del Microprocesador • Unidad de control: Regula el proceso entero de cada operación que realiza. Basándose en las instrucciones de la unidad de decodificación, crea señales que controlan a la ALU y los registros. La unidad de control dice que hace con los datos y en que lugar guardarlos. Una vez que finaliza, se prepara para recibir nuevas instrucciones. • Prefetch Unit: Esta unidad decide cuando pedir los datos desde la memoria principal o de la cache de instrucciones, basándose en los comandos o las tareas que se estén ejecutando. Las instrucciones llegan a esta unidad para asegurarse de que sean correctas y pueden enviarse a la unidad de decodificación. • Unidad de decodificación: Se encarga, justamente de decodificar o traducir los complejos códigos electrónicos en algo fácil de entender para la unidad Aritmetica Logica (ALU) y los Registros. • Registros: Son pequeñas localidades de memoria donde se almacenan o realizan las operaciones realizadas por la ALU. Arquitectura de un Procesador Microprocesador Secuencia de ordenes o instrucciones que se dictan en un cierto orden Su principal función es interpretar y ejecutar las instrucciones contenidas en los programas y procesar los datos. Set de Instrucciones Son especificaciones que detallan las instrucciones que una CPU de una PC puede entender y ejecutar. Componentes Funciona en base a EL conjunto de instrucciones esta definido por : • Conjunto básico de operaciones q se realizan sobre los datos: Suma, resta, etc. • Tipo de datos y formatos que manejan las instrucciones: naturales, enteros, reales, caracteres, etc. • Modos de direccionamiento de los datos en la memoria: directo, indirecto, etc. CISC Conj. De instrucciones Compleja Pueden ser: •Registros •Buffers •Cache •Unidad de Control •ALU •Etc. Microarquitectura Se representa mediante diagramas de bloques que describe las interconexiones entre los registros, buses y bloques funcionales. El modo de organizar o estructurar los componentes se denomina: Se puede implementar en distintas • > conj. de instrucciones. •Diseño de HW complejo • Ejecución lenta • > costo •Desarrollo de SW mas sencillo. • Consumen mas energía. RISC Conj. De instrucciones Reducida • < conj. de instrucciones. •Diseño de HW simple • Ejecución mas rápida • < costo •Desarrollo de SW mas complejo. • Consumen menos energía. • Ej. X86, implementada por Intel y AMD • Ej. ARM, implementada por Samsung, Apple Algoritmos Recibe Formado por Micro Arquitectura de un Procesador • El Procesador esta formato por componentes electrónicos: Registros, Buffers, Cache, Unidad de Control, ALU, Etc. • El modo de organizar o estructurar los componentes se denomina Microarquitectura. • Esta Microarquitectura se representa mediante diagramas de bloques que describe las interconexiones entre los registros, buses y bloques funcionales. Algoritmo de un Procesador El procesador dispone de una serie de circuitos electrónicos que son utilizados por los algoritmos, creados por el hombre para afrontar problemas. • Que es un Algoritmo? Es una secuencia de ordenes o instrucciones que se dictan en un cierto orden. Estos pasos están bien definidos y siguen un orden estricto para que la CPU los pueda ejecutar sin problemas. • Ejemplos: Algoritmo de como elaborar un huevo frito. Paso 1: Poner la sartén en la hornalla. Paso 2: Echar aceite Paso 3: Calentar el aceite Paso 4: Esperar a que esté caliente Paso 5: Cascar el huevo Paso 6: Verterlo con cuidado sobre el aceite caliente Paso 7: Con la ayuda de una paleta, echar el aceite por encima del huevo Paso 8: Comprobar que el huevo ya está cocinado y, en ese caso, sacarlo a un plato. Algoritmo para Sumar 2 números y guardarlos en una posición de memoria. Paso 1: tomar el valor del registro A y llamarlo N1. Paso 2: tomar el valor del registro B y llamarlo N2. Paso 3: sumar N1 y N2 y almacenar el resultado en el registro C. Paso 4: almacenar el valor del registro C en la posición de memoria etiquetada como M. Set de Instrucciones de un Procesador • Las órdenes que recibe el procesador son simples y atómicas y se denominan instrucciones, estas son las operaciones que un procesador es capaz de entender y ejecutar. • Estas órdenes serán mayoritariamente matemáticas (suma estos dos números y guarda el resultado en esta determinada posición de memoria) pero también de almacenamiento o interrupciones del sistema. • Las instrucciones son operaciones muy simples pero con las que se construye todo, y un conjunto de estas instrucciones se denomina Set de Instruccioneso ISA (Instruction Set Architecture). • EL conjunto de instrucciones esta definido por : Conjunto básico de operaciones que se realizan sobre los datos: Suma, resta, etc. Tipo de datos y formatos que manejan las instrucciones: naturales, enteros, reales, caracteres, etc. Modos de direccionamiento de los datos en la memoria: directo, indirecto, etc. Set de Instrucciones: CISC vs RISC En función de la complejidad del set de instrucciones se encuentran 2 enfoques: • CISC, Complex Instruction Set Computing, • RISC, Reduced Instruction Set Computing. Características de CISC: Ofrece un conjunto de instrucciones bastante completas y lentas de ejecutar (se agrupan varias operaciones de bajo nivel en la misma instrucción). Esto da lugar a programas pequeños y sencillos de desarrollar que además realizaban pocos accesos a memoria. Ejemplo de este enfoque es la ISA x86 de los procesadores Intel o AMD domésticos actuales, los cuales a su vez utilizan múltiples microarquitecturas, Características de RISC: Su principal virtud es tener un conjunto de instrucciones muy simples que se ejecutarán más rápidamente en el procesador. Esto implica que para una cierta tarea compleja se necesitan un mayor número de ellas, y por esto el programa final tendrá una longitud mayor y además accederá en un mayor número de ocasiones a los datos almacenados en la memoria. Ejemplo de este enfoque es la ISA ARM de los procesadores de Samsung, Qualcomm, Apple, etc. Microprocesador Algoritmos: CISC vs RISC CISC Conj. De instrucciones Compleja ALGORITMO procesado con: Paso 1: Poner la sartén en la hornalla. Paso 2: Echar aceite Paso 3: Calentar el aceite Paso 4: Esperar a que esté caliente Paso 5: Cascar el huevo Paso 6: Verterlo con cuidado sobre el aceite caliente Paso 7: Con la ayuda de una paleta, echar el aceite por encima del huevo Paso 8: Comprobar que el huevo ya está cocinado y, en ese caso, sacarlo a un plato RISC Conj. De instrucciones Reducida Paso 1: Poner la sartén en la hornalla Paso 2: Echar aceite Paso 3: Calentar el aceite Paso 4: Esperar a que esté caliente Paso 5: Cascar el huevo Paso 6: •Paso 6.1: Acercar el huevo partido a un par de centímetros del aceite caliente. •Paso 6.2: Mover verticalmente el huevo partido. •Paso 6.3: Verter el contenido del huevo partido sobre el aceite hasta que esté vacío. •Paso 6.4: Retirar el huevo partido y ya vacío. •Paso 6.5: Tirar a la basura el huevo partido y ya vacío. Paso 7: Con la ayuda de una paleta, echar el aceite por encima del huevo Paso 8: Comprobar que el huevo ya está cocinado y, en ese caso, sacarlo a un plato. Algoritmo Ej.: Algoritmo de como elaborar un huevo frito. Ejemplos: Conjunto de Instrucciones Intel AMD x86 MMX SSE 3DNow AMD64 también conocido como x64, x86_64 EM64T Instrucciones aplicadas a multimedia 64 bits Instrucciones para el procesamiento de: Instrucciones para el procesado de imagen, tratamiento de vídeo , procesamiento de audio, modelado 3D AVX Extensiones Vectoriales Avanzadas: Juego de instrucciones que permite cifrar y descifrar datos a una gran velocidad 32 bits 16 bits AES Estándar Avanzado de Encriptación Conjunto de Instrucciones también implementadas por AMD Conjunto de Instrucciones también implementadas por AMD Visualizar el Conjunto de Instrucciones de mi PC con CPU-Z Velocidad del Microprocesador Los microprocesadores actuales tienen dos velocidades: • Velocidad interna. Velocidad a la que funciona y procesa el microprocesador internamente. (2,2; 2,3; 2,5; 2,7; 3,4... GHz). • Velocidad externa o Velocidad del bus del sistema. También llamada FSB, Es la velocidad a la que se comunica el micro y la placa base. En realidad es la velocidad de funcionamiento del bus de la placa base. La relación entre estas dos velocidades es el Factor Multiplicador y es la cifra por la que se multiplica la velocidad externa o de la placa base para dar la interna o del micro. Este se puede ajustar en la placa por puentes o mediante el setup de la bios. Calcular: ¿Que velocidad de proceso tiene un microprocesador donde la velocidad externa es de 600 Mhz y el factor de multiplicación es 6? y si la velocidad externa es de 950 Mhz y el factor de multiplicación es de 6,5? Velocidad interna del Micro = Veloc. Externa del Bus * Factor Multiplicador Ejemplos: • Imagine una placa base para procesadores Pentium II y III que soporta las siguientes velocidades para el bus principal FSB: 100 y 133 Mhz. • Si sobre esta placa colocamos un micro Pentium III a 450 Mhz y queremos que el FSB funcione a 100 Mhz. Con que valor deberemos configurar el multiplicador? • Considerando la placa anterior, si colocamos un micro Pentium III a 600 Mhz y queremos que el FSB funcione ahora a 133 Mhz, con que valor deberemos configurar el multiplicador? • Un Pentium D a 3,6 Ghz utiliza un multiplicador de 4.5x, cual será la frecuencia a la que trabajara el FSB? • A que frecuencia funciona un AMD Athlon que utiliza un multiplicador de 7.5x y un bus de 100 Mhz? Ejemplo • Identificar la Velocidad interna del microprocesador, su multiplicador y la Velocidad externa del bus (o velocidad de la placa madre). Aumentar la Velocidad del Microprocesador Overclocking. Método para subir la velocidad del micro por encima de la nominal de fabricación. Técnicas para implementar las mejoras 1. Aumentar la frecuencia del bus frontal (FSB) 2. Aumentar el valor del multiplicador. 3. Aumentar FSB y multiplicador. Sólo podremos aplicar ambas técnicas a la vez en procesadores AMD (y no en todos los modelos), ya que los Intel tienen el multiplicador bloqueado de fábrica, y por tanto, únicamente permiten la modificación del FSB. La modificación de ambos parámetros se debe realizar desde la BIOS del sistema, Por lo tanto, queda patente que la calidad de la placa base es decisiva en esta etapa. Si disponemos de una buena placa base, podremos obtener un mayor rendimiento y más posibilidades en el OverClocking. Tendencia de los Microprocesadores • https://www.xataka.com/componentes/por-que- los-nucleos-y-su-frecuencia-no-lo-son-todo-para- un-procesador Mono-Nucleo Multi-Nucleo Procesadores Mono- Nucleos Estos microprocesadores tienen un solo núcleo o cerebro para ejecutar los procesos. Estos sistemas integran a un procesador convencional con sus respectivas: unidad aritmético lógica – UAL -, unidad de control – UC -, un conjunto de registros de memoria internos en el procesador y un conjunto de buses internos de alta velocidad. Adicionalmente, como todo computador tradicional, integra una jerarquía de memoria - caché, de acceso directo, de almacenamiento semipermanente, así como un sistema de buses que interconectan a todos estos componentes entre sí. Procesadores Mono-Núcleos ¿Como se logra aumentar las prestaciones en los procesadores mono -núcleos? • Aumentando la frecuencia de funcionamiento del reloj del sistema. • Mejorando los algoritmos que se integran en la lógica encapsulada. • Aumentando la densidad de la electrónica. Problemas derivados al aumentar las prestaciones en los procesadores mono núcleos? • Incremento del calor generado. • Incremento del consumo energético. • Limites físicos de los componentes microelectronicos. Limitaciones en el rendimiento de los procesadores mono núcleos. Antecedentes de los procesadores MultiNucleo HyperThreading (o Tecnología Multitarea) • Esta tecnología fue creada por Intel, para los procesadores Pentium 4 más avanzados. El Hyperthreading hace que el procesador funcione como si fuera dos procesadores. • Esto fue hecho para que tenga la posibilidad de trabajar de forma multihilo (multithread) real, es decir pueda ejecutar muchos hilos simultáneamente. • Un procesador con la tecnología Hyperthreading tiene un 5% más de transistores que el mismoprocesador sin esa tecnología. Ejecución de tareas por el CPU con y sin tecnología HyperThreading Procesador sin Tecnología HyperThreading o MultiTarea, realiza una línea de instrucción a la vez. Procesador con Tecnología HyperThreading o MultiTarea. Alternativa de la Tecnología Multitarea por AMD • Aunque Intel fue pionera con su tecnología HyperThreading, AMD también ha implementado algo similar en sus procesadores a partir de la arquitectura Bulldozer. • AMD lo llamo por su parte CMT (Cluster Based Multithreading) que hace exactamente lo mismo pero que no funciona de forma similar a la propuesta de Intel. • La tecnología CMT lo que hace es integrar dos núcleos en un solo bloque, pero no replica la unidad de punto flotante, que es compartida por los dos núcleos. Es decir, ese nuevo superbloque tendrá dos unidades para realizar operaciones con números enteros y sólo uno para las operaciones en coma flotante. Procesadores Multi-Nucleos • Estos procesadores tienen dentro de sus empaque a varios núcleos o cerebros. • Los procesadores multi-nucleos se basan en el procesamiento en paralelo. • El procesamiento en paralelo es la división de una aplicación en varias partes para que sean ejecutadas a la vez por diferentes unidades de ejecución. • Por lo tanto el rendimiento del procesador aumenta. El microprocesador de doble núcleo • Microprocesador INTEL con tecnologia HyperThreading • Microprocesador con 2 nucleos Ejemplos: Procesadores que implementan Tecnología Hypertheading Procesadores que NO implementan Tecnología Hypertheading El Bus del Sistema (o bus de la placa madre), que comunica el microprocesador con el Puente Norte, tiene distintas denominaciones. Los cambios en la denominación del bus del sistema, obedecen a la Evolución de los Procesadores Multinucleo, marcadas por los principales fabricantes de procesadores: Intel y AMD. Relación entre la Evolución de los Procesadores Multinucleo y el Nombre del BUS del Sistema o de la Placa Madre Con la integración de la Controladora de Memoria al Microprocesador, el nombre del Bus del Sistema cambia a: Según Intel: La denominación del bus del sistema cambia de FSB a QPI (QuickPath Interconnect) Según AMD: La denominación del bus del sistema cambia de FSB a HT (Hypertransport) Con la integración de la Controladora de Memoria y la Controladora de la GPU al Microprocesador, el nombre del Bus del Sistema cambia a: Según Intel: La denominación del bus del sistema cambia de QPI (QuickPath Interconnect) a DMI (Direct Media Interface) Según AMD: La denominación del bus del sistema cambia de HT (Hypertransport) a UMI (Unified Media Interface) Ejemplo: Incorporación de la Controladora de Memoria al Micro – Cambio en la denominación del Bus de Sistema S/AMD e INTEL. AMD INTEL Cambia de FSB QPI (QuickPath Interconnect ). Cambia de FSB HT (HyperTransport) Ejemplo: Incorporación de la Controladora de Memoria y tarjeta grafica al Micro – Cambio en la denominación del Bus de Sistema S/ INTEL a AMD. AMD INTEL Cambia de QPI DMI (Direct Media Interface) Cambia de HT UMI (Unified Media Interface ) UEFI y BIOS • UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) y BIOS (Basic Input Output System) son las tecnologías que controlan el hardware de la PC cuando se inicia. Uno es el sucesor de otro. • La BIOS lleva presente en las computadoras desde los años 80, por lo que tras tanto tiempo está un poco obsoleta. Su reemplazo es la UEFI, que hace lo mismo pero añadiendo nuevas características y diseño para ofrecer un mayor control de la PC. • En ambos casos estamos ante un firmware, una porción de código que está almacenada en una memoria de solo lectura situada en la placa base de la PC. Estos dos firmwares contienen las instrucciones que controlan las operaciones de los circuitos del equipo. BIOS (Basic Input Output System) Este chip es específico de la placa madre y contiene una serie de programas en una memoria no volátil. Estos programas comúnmente se los conoce como firmware ya que están dentro del hardware y no son factibles de modificar por la vía tradicional. Su función principal es la de iniciar los componentes de hardware e iniciar el sistema operativo de la PC cuando lo encendemos. También carga las funciones de gestión de energía y temperatura del ordenador. Hay tres programas en este chip BIOS: • POST (Power On-Self Test): conjunto de instrucciones para llevar a cabo un auto testeo de hardware inicial (teclado, video, procesador, memoria, etc ) antes de comenzar a ejecutar el Sistema Operativo. • CMOS SETUP: mediante este programa es factible modificar las opciones que luego se registrarán en la memoria CMOS, como ser la fecha y hora, activar/desactivar componentes integrados, cambiar el orden de unidades de inicio del sistema, contraseña de acceso, etc. • BIOS (Basic Input Output System): se encarga de la interfaz de bajo nivel entre el microprocesador y algunos periféricos (Input/Output). Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR (Master Boot Record), registradas en un disco rígido, para lanzar las instrucciones del sistema operativo. BIOS: Arranque y activación del S.O. El arranque de una computadora actual tiene dos fases: • La fase de arranque del hardware (POST) • La fase de arranque del SO (BIOS) HDD RAM Test del Hardware POST Carga en memoria del SO Bajo el control del Iniciador ROM Recupera, y después ejecuta, las instrucciones del MBR, registradas en un disco rígido Bajo el control del Cargador del SO Arranque del Hardware Arranque del SO Ciclo Escolar 2013-2014B BIOS MBR Contiene Ta b la D e P ar ti ci o n es Programa encargado de leer la tabla de particiones y ceder el control al sector de arranque de la partición activa. A Bajo el control del BIOS Bajo el control al sector de arranque de la partición activa. UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) • La Interfaz de Firmware Extensible Unificada o UEFI es el firmware sucesor, escrito en C, del BIOS. • En esencia, todo lo que hace el BIOS lo hace también la UEFI. Pero también tiene otras funciones adicionales y mejoras sustanciales. BIOS UEFI Tiene un diseño muy MS-DOS, y sólo se puede mover por él, mediante el teclado. Tiene una interfaz moderna, permite incluir animaciones y sonidos, y permite utilizar el ratón para interactuar con ella. Puede conectarse a internet para actualizarse. Se ejecuta en 16 bits. Se ejecuta en 32 o 64 bits Sólo soportan hasta cuatro particiones y discos duros de una capacidad máxima de 2,2 TB. Eso es porque utilizan el esquema de particiones MBR. Utiliza un GPT más moderno, que pone el límite teórico de capacidades de discos duros en 9,4 ZettaBytes, El arranque de la computadora es lento. El arranque de la computadora es más rápido Mejora la seguridad con su funcionalidad Secure Boot, que evita el inicio de sistemas operativos que no estén autenticados. También se le pueden añadir extensiones de terceros, como herramientas de overclocking o software de diagnóstico.
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