hardware del pc (v2)

Hardware del PC

Carcasas

Slimsize

Sobremesa

Minitorre

Torre

Barebone

Rack

Factor de Forma

El factor de form (form factor) define características físicas y eléctricas básicas de una placa base para que pueda integrarse en el resto de la computadora. Las características definidas en un form factorson:

– La forma de la placa base: cuadrada o rectangular.

– Sus dimensiones físicas exactas: ancho y largo.

– La posición de los anclajes. Es decir, las coordenadas donde se sitúan los tornillos.

– Las áreas donde se sitúan ciertos componentes. En concreto, las ranuras de expansión y los conectores de la parte trasera (teclado, ratón, USB,…)

– La forma física del conector de la fuente de alimentación.

– Las conexiones eléctricas de la fuente de alimentación, es decir, cuantos cables requiere la placa base de la fuente de alimentación, sus voltajes y su función.

Tipos: ATX, BTX, ITX, LTX…

Factor de Forma: ATX

ATX

Factor de Forma: ATX

Baby-AT

Factor de Forma: ITX

Componentes de la Placa base (MotherBoard o MainBoard)

BIOS

Pila

Zócalo del microprocesador

Buses internos (slots de expansión)

Chipset

Alimentación de la placa

Procesador

Ranuras de memoria

Esquema de una Placa base

[Aquí debería figurar la fotocopia usada en

clase durante la inspección visual de nuestro

PC]

Componentes de la placa base

Componentes de la Placa base

BIOS

Pila



Chipset


Procesador

Ranuras de memoria

BIOSBasic Input-Output System.

Programa (gen. escrito en ensamblador)

almacenado sobre Memoria No Volátil. (Evolución:

PROM, EPROM, EEPROM, y actualmente Flash.)

Primer software (firmware) en ejecutarse al

arrancar el PC: implementa la E/S básica (modo real

(16 bits) para controladora de video, el teclado, el disquete, los puertos de

comunicaciones serie y paralelo. Etc), inventario de recursos,

configuración y verificación máquina (POST) y

llama a cargador de S.O.

CMOS memoria auxiliar, contiene valores

configurables.CMOS es RAM estática mantenida

por pila.

http://www.zator.com/Hardware/H4_2.htm

http://www.zator.com/Hardware/H4_2.htm

BIOS: Empresas programadoras

AMI: American Megatrends

Phoenix

Awards

CoreBoot (BIOS en Software Libre)

http://www.coreboot.org/Welcome_to_coreboot



BIOS: Funciones

Almacenamiento en CMOS de parámetros: tipo disco duro,

fecha y hora del sistema,...

Detección automática de dispositivos (antes PnP ahora

APCI), permite asignar automaticamente recursos (IRQ,

memoria E/S, canal DMA).

Gestión de la energía mediante estándares (antes APM

(Advanced Power Management, ahora ACPI Advanced

Configuration and Power Interface). [ACPI overview]

Configuración del procesador a través de la propia BIOS.

Permite controlar características del procesador

(temperatura, velocidad de ventiladores,…).

http://support.microsoft.com/?scid=kb%3Ben-us%3B321779&x=10&y=14

http://support.microsoft.com/?scid=kb%3Ben-us%3B321779&x=10&y=14

http://www.acpi.info/presentations/ACPI_Overview.pdf

http://www.acpi.info/presentations/ACPI_Overview.pdf

BIOS: Funciones

Configuración de otros parámetros de elementos hardware

del sistema (Latencias memoria, audio,…)

Permite establecer claves de acceso.

Suelen incorporar un jumper para recuperar la

configuración de fábrica.

Permiten determinar la secuencia de arranque del sistema a

partir de CD-ROM, red, etc..

Permiten el encendido de la máquina a partir de

combinación de teclas, de modem (wake on ring), de

tarjeta de red (wake on lan),…

BIOS: Extensiones BIOS

Pueden conectarse al PC dispositivos que necesiten rutinas

E/S no incluidas en BIOS principal de placa base =>

Durante el reconocimiento inicial del sistema, la BIOS

principal (instalada en la placa-base) identifica la

existencia de otras BIOS específicas en los dispositivos.

En caso de encontrarlas, puede cederles el control para que

realicen sus propia tarea de diagnóstico, y a continuación

carguen sus propios módulos de servicio junto con los de

la BIOS principal.

Ejemplo: Instalación de tarjeta RAID PCI

BIOS: Proceso de arranqueAl encender el PC, la BIOS se carga en la memoria principal y

el procesador la ejecuta (modo real).

La BIOS inicia y establece una comprobación autómatica del

hardware, llamada POST (Power On Self Test)

Si se detecta algún error la BIOS responde con pitidos. El

número de pitidos determina el error.

Si no existe error, busca el código de inicio del sistema

operativo (bootstrap) en algunos de los dispositivos de memoria

secundaria presentes, lo carga en memoria y transfiere el control

de la computadora a éste. Carga el primer sector de un

dispositivo de almacenamiento, llamado Master Boot Record, en

la dirección 0000:7C00 (7C00 lineal), comprueba que contenga

código válido (comprueba que esté firmado con 55H, AAH en

los bytes 511 y 512) y salta a esa dirección.

BIOS: Proceso de arranque

El MBR es definido/modificado al crear las particiones (fdisk

para DOS). El MBR contiene:– 0x0000 Área de Código

– 0x01B8 4 bytes firma del disco (opcional)

– 0x01BE Para entradas en la tabla de particiones primarias de 16 bytes (esquema estándar de la Tabla de Particiones del MBR)

– 0x01FE 2 bytes firma del MBR (0xAA55)

El código convencional del MBR escanea la lista de entradas de particiones (primarias) en la tabla de particiones buscando la marcada con active flag. Luego carga y ejecuta el Volume Boot Record (o Partition Boot Record) para esa partición. Este programa indica el nombre del primer archivo del sistema operativo a ejecutar (ejemplo IO.SYS para DOS, NTLDR para Windows XP,…). El Volumen Boot Record es creado al formatear la partición (format para DOS)

Gestores de arranque y cargadores de S.O.: Linux (GRUB GRand Unified Bootloader y LILO LInux LOader), Windows: NTLDR

BIOS: SMBIOS/DMI

DMI: sigla de "desktop management interface" (interfaz de administración de escritorio). La interfaz DMI permite administrar el software y el hardware del sistema recopilando información sobre los componentes del sistema, como la memoria, los dispositivos periféricos, las tarjetas de expansión, la etiqueta de inventario y el sistema operativo. El componente principal de DMI es la base de datos Management Information Format (MIF). Esta base de datos contiene toda la información sobre el sistema y sus componentes. A través de DMI, los usuarios pueden obtener números de serie, fabricante del ordenador, información del puerto serie y un "host" u otra información de componentes del sistema.

SMBIOS (system management BIOS) formato estándar de los datos recogidos por la BIOS. SMBIOS define esta información en una serie de las tablas de los datos.La información de DMI sólo puede ser reunida bajo la especificación SMBIOS. Tanto las especificaciones SMBIOS como las DMI han sido

diseñadas por el Desktop Management Task Force (DMTF)

BIOS: Evolución BIOS => EFI

Pretende ser el sustituto de la BIOS.

Incorpora su propio gestor de arranque, no necesitando otros como Lilo, Grup, etc.

Otro cambios respecto a la BIOS es la incorporación de servicios, entre los que se pueden incluir:

– Interfaces gráficas para su configuración.

– Disponer de una shell, una linea de comandos desde la que se pueden realizar una serie de operaciones como diagnósticos, configuración, copia de ficheros entre discos o, incluso, cargar drivers, lo que permitiría utilizar discos a través de la red.

Los sistemas operativos que emplean EFI son: Windows Server 2003, Windows XP 64-bit y Windows 2000 Advanced Server Limited Edition, Linux y MAC OS.

BIOS: Evolución EFI -> UEFI

http://es.wikipedia.org/wiki/Extensible_Firmware_Interface

Ejemplo “CLICK BIOS”: http://www.neonomade.com/msi-presenta-su-nueva-linea-de-placas-madres-con-click-bios/

Artículo: http://electronicosonline.com/noticias/notas.php?id=4799_0_1_0_C50&page=6451

BIOS: GPT Tabla partición

GUID para UEFIhttp://technet2.microsoft.com/windowsserver/es/library/f9172c16-0114-49dc-bc92-608ff17b76e53082.mspx?mfr=true

http://es.wikipedia.org/wiki/Tabla_de_partici%C3%B3n_GUID

http://www.microsoft.com/whdc/device/storage/GPT-on-x64.mspx

BIOS: ASF

ftp://ftp.mathematik.uni-marburg.de/pub/mirror/supermicro/CDR-SIMIPMI_1.10_for_SIM_IPMI/Rev1.11_Beta/Intel/LAN/v10.4/APPS/ASF/DOCS/GUIDE/ESN/intro.htm

http://support.dell.com/support/edocs/software/smasf/sp/port_ug/intro.htm

La tarjeta de red debe cumplir estándar ASF.





BIOS

Pila



Chipset


Procesador

Ranuras de memoria

Pila

Se encuentra en todas las placas base, se encarga

de alimentar la CMOS de la BIOS y mantener la

alimentación eléctrica del reloj.


BIOS

Pila



Chipset


Procesador

Ranuras de memoria

Zócalo del procesador

PGA (Pin Grid Array), 286, 386, 486

ZIF (Zero Insertion Force), Pentium, Core,

AMD Athlon

SLOT, Pentium II

Zócalo del procesador


BIOS

Pila



Chipset


Procesador

Ranuras de memoria

Buses internos:

Recorren y conectan todos los dispositivos de la

placa base

En general, a más Mhz más velocidad de

funcionamiento

Esta frecuencia condicionará el resto de elementos

de la placa: memoria, discos etc

Las frecuencias habituales para el FSB (Front Side

Bus) PC actuales son: 333, 400, 533 y 800, 1000,

1400,... Mhz.

Buses internos: Antes … 8086

Buses internos actuales: AMD

Buses internos actuales: AMD•Es conexión punto a punto de ancho variable para conexión chip-to-chip (y también board-to-board and chassis-to-chassis), dependiendo de este ancho, se puede considerar serie o paralelo. •Existen tres versiones de HyperTransport 1.0, 2.0 y 3.0 (desde los 200MHz hasta 2.6GHz). También soporta tecnología DDR (o Double Data Rate), lo cual permite alcanzar más de 20 GB/s•En los PC lo usa AMD para la conexión de sus procesadores sustituyendo al FSB.•AMD apuesta por la Direct Connect Architecture de forma que la memoria está conectada al chip del microprocesador (controlador de memoria integrado en micro) y no al puente norte.•Normativa creada y desarrollada por el consorcio Hypertransport http://www.hypertransport.org/

Buses internos actuales: INTEL

Buses internos actuales: INTEL

•Intel Hub Architecture:

•FSB

•Memory controller Hub (MCH)

•I/O Controller Hub (ICH)

•Direct Media Interface (DMI)

•Low Pin Cout Bus (LPC), conectar dispositivos de

bajo ancho de banda al CPU, como la BIOS y

dispositivos “antiguos” de entrada/salida del chip

Super I/O. Sustituye a bus ISA.

Buses internos: Tipos

Bus PC. 62 hilos, 20 para direcciones y 8 para datos. Ordenadores XT

(OBSOLETO).

Bus AT o ISA (Industry Standard Architecture). Bus PC mejorado, está

muy extendido. Bus datos de 8, 16 hilos. Ordenadores AT.

(OBSOLETO). Slot de color negro.

Bus EISA (Extended ISA). Mejora el rendimiento ya que aumenta el

ancho de banda. Bus datos de 8, 16 y 32 hilos. Permite multiproceso

real ya que incorpora varios buses dentro del sistema. Slot de color

negro y marrón. (OBSOLETO).

Bus MCA. (Micro Channel Architecture). Bus de 32 bits datos, no es compatible con ISA, no está muy extendido. (OBSOLETO)

Bus VESA VLB. Bus de 32 bits datos creado por VESA (Video

Electronics Association). Permite conectar la tarjeta de video

directamente al procesador sin pasar por la placa (caminos

independientes). (OBSOLETO).

Buses internos: TiposBus PCI. (Peripheral Component Interconnect). A

diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite

configuración dinámica de un dispositivo periférico.

En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI

y el BIOS interactúan y negocian los recursos

solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite asignación

de IRQs y direcciones del puerto por medio de un

proceso dinámico diferente del bus ISA, donde las

IRQs tienen que ser configuradas manualmente

usando jumpers externos. Actualmente la tarea de

asignación de IRQ la realiza ACPI, (salvo que se

indique expresamente pci=noacpi). Aparte de esto, el

bus PCI proporciona una descripción detallada de

todos los dispositivos PCI conectados a través del

espacio de configuración PCI (lspci y http://pci-ids.ucw.cz/read/PC/). Bus

de datos 32 o 64 bits. Slot de color blanco.


Bus AGP (Accelerated Graphics Port). Se

utiliza exclusivamente para conectar

tarjetas gráficas. El puerto AGP es de 32

bit como PCI pero cuenta con notables

diferencias como 8 canales más adicionales

para acceso a la memoria RAM. Además

puede acceder directamente a esta a través

del puente norte pudiendo emular así

memoria de vídeo en la RAM. Slot de

color marrón.

Buses internos: TiposBus PCI-Express (PICe). Este bus está estructurado como enlaces punto a

punto,full-duplex, trabajando en serie. Cada slot de expansión lleva uno,

dos, cuatro, ocho, dieciséis o treinta y dos enlaces de datos (“ lane”) entre

la placa base y las tarjetas conectadas. El número de enlaces se escribe

con una x de prefijo (x1 para un enlace simple y x16 para una tarjeta con

dieciséis enlaces.

PCI-Express desde 2006 es un estándar de las placas base para PC,

especialmente en tarjetas gráficas, aunque es de propósito general y trata

de sustituir a PCI, PCI-X y AGP.

Compatibilidad con PCI: Evidente incompatibilidad hardware, se mantiene una compatibilidad con PCI en las capas software, lo que permite abaratar los costes en la implementación de drivers.

La Arquitectura PCI-Express está especificada en capas.

Conexión en caliente (hot-plug) y cambio en caliente (hot-swap) ????

Existen dos versiones publicadas:1.x a 250 MBps por canal y 2.0 a 500

MBps (versión 3.0 a 1 GBps por canal).

Normativa desarrollada por PCI-SIG Alliance

http://www.pcisig.com/home

Buses internos: TiposBus PCMCIA. Son dispositivos

extraibles, desarrollado por PCMCIA

(Personal Computer Memory Card

International Association).

Bus USB (versiones 1,2, y 3) (Se estuarán más adelante)

FIREWIRE, ATA, SCSI ((Se estuarán más adelante)

Buses internos: TiposBus PCMCIA. Son dispositivos extraibles, desarrollado por

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International

Association).

Bus USB (versiones 1,2, y 3) (Se estuarán más adelante mediante trabajo)

FIREWIRE, ATA, SCSI (Se estuarán más adelante)

Buses internos: VelocidadISA 8-Bit/4.77 MHz 9.6 Mbit/s 1.2 MB/s

ISA 16-Bit/8.33 MHz] 42.4 Mbit/s 5.3 MB/sEISA 8-16-32bits/8.33 MHz 320 Mbit/s 32 MB/sMCA 16-32bits/10 MHz 660 Mbit/s 66 MB/sVLB 32-bit/33 MHz 1067 Mbit/s 133.33 MB/s

PCI 32-bit/33 MHz 1067 Mbit/s 133.33 MB/sPCI Express (x1 link) 2000 Mbit/s 250 MB/sPCI 64-bit/33 MHz 2133 Mbit/s 266.7 MB/sPCI 32-bit/66 MHz 2133 Mbit/s 266.7 MB/s

AGP 1x 2133 Mbit/s 266.7 MB/sPCI Express (x2 link) 4000 Mbit/s 500 MB/sAGP 2x 4267 Mbit/s 533.3 MB/sPCI 64-bit/66 MHz 4266 Mbit/s 533.3 MB/s

PCI 64-bit/100 MHz 6399 Mbit/s 800 MB/sPCI Express (x4 link) 8000 Mbit/s 1000 MB/sAGP 4x 8533 Mbit/s 1067 MB/sPCI-X 133 8533 Mbit/s 1067 MB/s

PCI Express (x8 link) 16,000 Mbit/s 2000 MB/sAGP 8x 17,066 Mbit/s 2133 MB/sPCI-X DDR 17,066 Mbit/s 2133 MB/sHyperTransport (800 MHz, 16-pair)25,600 Mbit/s 3200 MB/s

HyperTransport (1 GHz, 16-pair) 32,000 Mbit/s 4000 MB/sPCI Express (x16 link) 32,000 Mbit/s 4000 MB/sAGP 8x 64-bit 34,133 Mbit/s 4266 MB/sPCI Express (x32 link) 64,000 Mbit/s 8000 MB/sPCI Express 2.0 (x16 link) 64,000 Mbit/s 8000 MB/s

PCI Express 2.0 (x32 link) 128,000 Mbit/s 16,000 MB/sHyperTransport (2.8 GHz, 32-pair) 179,200 Mbit/s 22,400 MB/s


BIOS

Pila



Chipset


Procesador

Ranuras de memoria

Chipset: Definición

Elemento encargado del control de transferencias

de información en la placa base

La velocidad de transferencia de la placa está

ligada a este componente

Podemos defirnirlo como un conjunto de chips que

cumplen una serie de funciones en la placa base.

Actualmente formado principalmente por dos

circuitos integrados: Puente norte y puente sur.

Chipset:

Chipset: Funciones

El Chipset cumple con las siguientes funciones en la placa:

– Soporte para microprocesadores

– Controlador de memoria RAM y Caché

– Controlador IDE/ATA para discos duros y otros disp.

– Control de perífericos y E/S

– APIC/PIC (Controlador de interrupciones)

– RTC (Real Time Clock)

– Soporte para la gestión de energía

– DMA (Direct Memory Access)

– Controlador de infrarrojos, de teclado y de puerto PS/2 etc.

Chipset


BIOS

Pila



Chipset


Procesador

Ranuras de memoria

Alimentación de la placa base

– La alimentación de la placa base se realiza a

través de la fuente de alimentación

– SMM (Sytem Management Mode) se

implementa en todos los ordenadores actuales

– APM (Advanced Power Management), se

implementa a nivel de firmware en la BIOS

– ACPI (Advanced Configuration and Power

Interface), se implementa a nivel del S.O

Alimentación de la placa base


BIOS

Pila



Chipset


Procesador

Ranuras de memoria

Procesador

Procesador: Definición

Chip (Circuito Integrado) fundamental que organiza el

flujo de datos en el interior de la placa base. Es la

implementación de la CPU (ALU, registros, UC),

actualmente se añaden otros circuitos (caché, interface de bus,…)

Principales fabricantes de Microprocesadores: Intel y

AMD.

La velocidad del procesador depende: frecuencia de reloj y

de la arquitectura.

Desde finales de los 90 la velocidad de proceso de los

Pentim IV alcanza 4000 MHz.

Procesador.

8086

Procesador.

Pentium 4

Procesador: Evolución Histórica

Procesador: Evolución Histórica (II)

Evolución histórica (III)

Todos los procesadores Intel: http://www.intel.com/pressroom/kits/quickreffam.htm

Procesador: CaracterísticasNivel de integración (Tecnología de fabricación). A mayor nivel de

integración mayor rapidez, menor consumo y menor calor generado.

Se especifica en nanómetros, 65nm, 45 nm... Esta ligada al número de

transistores usados en el circuito.

Tensión de alimentación. Actual alrededor de 1,3 volt. A menor

tensión menor consumo y menor disipación.

Bus de datos, Ancho. 64 bits desde el Pentium.

Bus de datos, Frecuencia. Numero de transferencias por unidad de

tiempo (Hz). Actualmente 2 datos por ciclo de reloj (DDR) o 4 (QDR)

=> frecuencia de reloj <> frecuencia de datos.

Buses de datos, Arquitectura. Desde Pentium II procesadores tienen

una arquitectura basada en dos buses de datos (DIB):

– BSB (Back Side Bus): conecta el núcleo con caché L2.

– FSB (Front Side Bus): conecta el nucleo con chipset.

Procesador: CaracterísticasBus de direcciones, Ancho. Determina el tamaño máximo de memoria

direccionable en el sistema. En Pentium 32bits => hasta 4 GiBs. A

partir de pentium II bus de direcciones de 36 bits. Los ordenadores de

“64 bits” tienen espacio virtual de 64 bits pero para simplificar el diseño tamaño menor (Athlon 64 40 bits)

Registros, Ancho. Determina el tamaño de los datos con que se puede

operar. A partir del 80386 son de 32 bits. Los procesadores de 64 bits

usan registros de 64 bits => Esto obligó a la modificación del juego de

instrucciones (AMD64, EM64T).

Registros, Numero y tipo. Propósito general o específicos. Registros

enteros o de punto flotante.

Procesador: CaracterísticasFrecuencia del reloj (MHz o GHz). Indica ciclos de reloj por segundo.

La velocidad de CPU depende velocidad de reloj y de cantidad de

ciclos de reloj para ejecutar una instrucción (Velocidad de ejecución de

las instrucciones). Mejores indicadores son: los MIPS (millones de

instrucciones por segundo), o los MegaFLOPS (millones de

operaciones en coma flotante por segundo).

Memoria Caché. La velocidad del procesador ha evolucionado mucho

frente a la velocidad de la memoria DRAM. Para intentar reducir

esperas se introduce memoria intermedia más rápida (SDRAM) que

funciona a velocidades similares a la CPU. Actualmente dos o tres

niveles incluidos dentro de procesador L1 (dividida memoria y datos,

KB), L2 (datos o instrucciones, 515K, 1024, 2048 KB).

Procesador: CaracterísticasConsumo. Similar a una bombilla 60-80 watt. Se emplean tecnologías

para reducir el consumo: Power Now! Cool’n’Quiet (AMD) o

SpeedStep Intel. Por su funcionamiento puede llegar a temperaturas

que fundan el procesador por lo que son necesarios elementos que

disipen el calor generado (disipadores, ventiladores, …)

Juego de instrucciones avanzadas.

– Tecnología MMX (MultiMedia eXtensión), creada por Intel que permite

operar con varias posiciones de memoria simultaneamente.

• SIMD

• 57 Instrucciones nuevas para multimedia que operan sobre datos de

distinto tamaño.

• 8 registros con 64 bits de longitud para cálculos en coma flotante.

– Tecnología 3DNow! Conjunto de 21 instrucciones para coma flotante en

los AMD. A partir del AMD K6II 3DNow!.

– SSE (Streaming SIMD Extensions). Conjunto de instrucciones de Intel

similar a 3DNow pero incompatibles. SSE2, SSE3, SSE4.

Procesador: Características

Paralelismo a nivel de ejecución de instrucciones de un proceso.

Permiten ejecutar más de una instrucción por ciclo. Técnicas:

• Segmentación (pipelined), división de la ejecución de las

instrucciones en etapas, consiguiendo así que una instrucción

empiece a ejecutarse antes de que hayan terminado las

anteriores y, por tanto, que haya varias instrucciones

procesándose simultáneamente.

• Proc. Superescalares. Procesadores en los que existe más de una línea de ejecución segmentada (pipelined)

Ej. Pemtium Pro es supersegmentado en 12 etapas y con

dos líneas de ejecución superescalar.

Procesador: CaracterísticasParalelismo a nivel de hilo de ejecución

– Tecnología HyperThreading. Tecnología basada en redundar

bloques funcionales del procesador para ejecutar paralelamente

varios hilo (thread) de un proceso. Esta tecnología se incorpora en

el Pentium 4 a 3,206Ghz

– Número de Núcleos. Incluir en un mismo encapsulado varias CPUs

(multi-core). Equivale a sistema multiprocesador pero más

económico, mejor uso de caché y menor consumo. Sólo programas

multihilo aprovechan adecuadamente las ventajas de rendimiento

(SMP + hilos). FSB puede ser cuello de botella. Ej Core 2 Duo.

Bit de no ejecución. Una de las brechas de seguridad más habituales es

sobreescribir la información de una zona de datos con código

ejecutable. Para evitarlo NX bit (AMD) o XD bit de Intel.

Virtualización. IVT y AMD-V Hardware del micro que facilita la

virtualización.

Procesador: GeneralTres modos de funcionamiento:

– Modo real. Funcionamiento como 8088 con 1Mbyte de memoria

direccionable. Acceso directo del software a las rutinas del BIOS y

el hardware periférico, y no tiene conceptos de protección de

memoria o multitarea a nivel de hardware. Se sigue manteniendo

por compatibilidad. Todo sistema PC cuando arranca lo hace en

modo real. DOS trabaja en modo real.

– Modo protegido.

– Modo virtual.

Procesador: GeneralTres modos de funcionamiento:

– Modo real.

– Modo protegido. Fue introducido con el 80286. Supera el

1Mbyte direccionable, permite multitarea, posee hardware para memoria virtual y protección de memoria. En el 80386 y procesadores de 32 bits posteriores se agregó un sistema de

paginación que es parte del modo protegido. La mayoría de los sistemas operativos x86 modernos corren en modo protegido,

incluyendo Linux y Windows XP.

• En modo protegido, hay cuatro niveles de privilegio o anillos, numerados de 0 a 3. El código del núcleo (kernel) del sistema operativo, que necesita usar instrucciones privilegiadas corre en el anillo 0, y las aplicaciones del usuario corren normalmente en el anillo 3. El sistema operativo Linux sólo utiliza los niveles 0 y 3, que se denominan modo núcleo y modo usuario

– Modo virtual. Es una emulación del modo real dentro del modo

protegido, se introdujo con el 386.

Procesador: Arquitectura

El juego de instrucciones, junto con el juego de registros

de un procesador determinan su Arquitectura.

Los tipos de arquitectura de CPU más comunes son los

siguientes:

– CISC (Complex Instruction Set Computer, computación de conjunto de instrucciones complejas)

• La UC es de tipo microprogramada

• Ordenes complejas que se dividen en órdenes simples

• Tamaño de instrucciones variable, 4,16,32,64 bits de instrucción

• Se reduce el número de registros a cambio de un variado juego de

instrucciones.

• Procesadores de la familia Intel: 486, Pentium, PII, PIII, PIV …


– RISC (Reduced Instruction Set Computer, juego de instrucciones

reducido).

• Tecnología creada en los 80 para reducir el tiempo de ejecución de

procesos. IBM y Motorola introdujeron el chip RISC en el PowerPC.

• La UC es cableada, la ejecución de cada instrucción está

implementada en la circuitería.

• Instrucciones simples. Tardan en ejecutarse 1 ciclo de reloj.

• Se puede utilizar la técnica pipelining al conocer la duración de cada

instrucción.

• Todas las órdenes tienen la misma longitud 32 bits.

• Está dotado de muchos registros internos (32 mínimo) de uso general.

• Modos de direccionamiento sencillos.


– Híbrida CISC/RISC. Recoge lo mejor de ambas arquitecturas por

ejemplo en la tecnología SIMD (Single Instruction Multiple Data).

hardware del pc (v2)

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