Semana 3 - Arquitectura y características de un microprocesador

Esta semana ha sido una semana en la que en su totalidad hemos estado hablando de microprocesadores, sus partes como, por ejemplo, la caché; las partes físicas que lo componen y por último las etapas que tuvieron los procesadores de Intel.
 
Características de un microprocesador

Empezando por la Memoria Caché, se nos explicó que se dividen por niveles, en el caso de procesadores mononúcleo y AMD, solo hay dos; mientras que en procesadores multinúcleo existen  hasta 3 niveles. (L1, L2 y L3):

- Nivel L1: Poco tamaño. contiene instrucciones y datos, se divide a la mitad el tamaño total del nivel para distribuir entre instrucción y datos.
- Nivel L2: Más grande que la L1 pero de menor velocidad y con capacidad aproximada de 1MB.
- Nivel L3: Sirve de intermediario entre la L1 y la L2, y puede mandar y recibir información de la otras UA.

El tamaño de un microprocesador se mide en nanómetros y actualmente mide unos 18 nanómetros, el último i7 que ha salido al mercado mide 14 nm.

El número de núcleos es el número de procesadores integrados en un solo chip, gracias a la tecnología Hyper-Threading cada CPU emula 2 CPU's.

Pasamos a hablar de las Partes Físicas del Microprocesadores, son las siguientes:

- El Encapsulado: Oblea de Silicio que rodea al propio microprocesador para darle consistencia.
- La Memoria Caché: Ya se profundizó en esto en una clase distinta y en esta misma entrada hemos hablado de sus partes.
- El Coprocesador Matemático: También se le llamaba FPU, y fue incorporado por primera vez en el i80486, al tiempo de salir este procesador salió la versión sin coprocesador llamada i80486SX en la que se ahorraba mucho dinero. En la actualidad todos los procesadores llevan 1 FPU por núcleo.

Evolución de los procesadores

Hubieron 3 etapas:

- La primera etapa fue de los procesadores Intel: i8088 (primer microprocesador utilizado en un ordenador personal de IBM, (el IBM PC); 8086, 80286 y 80386.
- La segunda etapa fue protagonizada por los procesadores Pentium, que surgieron a la vez que el cambio de estructura de los ordenadores, es decir, junto al chipset.
- La tercera etapa y la que es utilizada ahora mismo comenzó con los Intel Core, que modificaban la estructura de los chipsets hasta los Core 2 Duo, y junto a los i3 se suprime el NorthBridge para solo dejar el SouthBridge.


Para cerrar la semana, el viernes nos vimos un cortometraje de casi 10 minutos sobre la realidad virtual en la que se la presenta como la única realidad, y el propio vídeo contiene un mensaje muy duro que solo se puede saber si se ve hasta el final.
Aquí os dejo el link del vídeo por si queréis verlo: https://www.youtube.com/watch?v=UXX0TRtg5Vk

Semana 2 - Conectores, Baterías y BIOS, y Microprocesador

Nos encontramos en la segunda semana de esta interesante asignatura, en la que esta vez hemos terminado con el tema 4 y hemos dado los primeros pasos del tema 5.

Ha sido una semana bastante vacía comparada a otras ya que el tutor ha tenido que faltar por razones de estudios.

Vamos a empezar con los conectores, los cuáles se dividen en conectores de almacenamiento, de vídeo, de sonido y USB.

CONECTORES

De almacenamiento:

• Existen los SATA que son para discos duros que funcionan actualmente a 7200 rpm.
  
• Y los SCSI que van actualmente a 10.000 y 15.000 rpm.
  

De vídeo:
  -Hay dos principales grupos que son los analógicos y los digitales:

En los analógicos existe actualmente:

• El VGA que es un conector DB15 de tres filas y con 256 colores.
  

En los digitales encontramos

• El DVI con sus variantes.
  
• El HDMI con 19 pines. 
  
• El DisplayPort que resulta ser una adaptación de Intel del Thunderbolt, y sirve actualmente para imagen y sonido en monitores en cadena.
  

De sonido:

  -Volvemos a tener al igual que en los de vídeo, analógico y digital:

• En analógico disponemos del Jack 3'5 tanto para salida de audio como la entrada.
  
• En digital tenemos el SPDIF también llamado TOS-LINK que sirve como salida y como entrada.
  

USB:

  - Hay varios tipos de conectores USB como el tipo A, el tipo B y el tipo C , que después de dividen en velocidades:

• El 2.0 tiene velocidad de 480 Mbps.
• El 3.0 tiene velocidad de 5 Gbps.
• El 3.1 tiene velocidad de 10 Gbps.

Baterías y BIOS

Las baterías (pilas) con sus diferentes tipos y el entorno que rodea a la BIOS, y que es esta misma; han sido las cosas que hemos dado en este apartado.

Si hablamos de las Baterías nos encontramos dos tipos que son las De Botón y los Condensadores:

• De Botón: Fabricadas a partir de litio, son fáciles de extraer de la placa base, y hay dos estándares que se utilizan actualmente que son el CR2032 o CR2025.
  
• Condensadores: Fabricadas con metal de hidruro que raramente eran de litio, se soldaban a la placa base con unas patillas y para extraerlas habia que desoldarlas.
  

La BIOS es el programa básico que viene integrado en un chip de la placa, que contiene las características, funciones y configuraciones básicas del ordenador. Actualmente se puede modificar actualizándola a versiones superiores distribuidas por el fabricante, mientras que antiguamente era inmodificable.

La configuración de la placa base se basa en la asignación de velocidades, voltaje y multiplicador de buses. Manualmente se puede hacer mediante Jumpers o DIP, y en la forma automática que es la usada en la actualidad, en el primer arranque la BIOS lo configura todo y a partir de ahí le deja al usuario la posibilidad de modificar opciones y acciones que va a hacer el ordenador al arrancar entre muchas otras.

Aquí se acaba el tema 4, y después de 2 días sin dar temario, volveremos con el tema 5.

TEMA 5: Microprocesadores

Aquí empezamos nuevo tema y esta vez tocan los microprocesadores.

Como primera definición y la más importante del tema, es el saber que es un microprocesador.

Un microprocesador es el cerebro del ordenador y el que hace que todo funcione en un ordenador.

Como partes principales encontramos: 

1. La Unidad de Control (UC): Se ocupa de controlar todo lo que ocurre en el ordenador, y todo lo que pasa por ella se envía al Bus de Control.
2. La Unidad Aritmético-Lógica (UAL): Es la que se ocupa de hacer todas las operaciones del ordenador aunque en realidad solo procese sumas.
3. Registros: Son Zonas de Memoria de la CPU donde se almacenan los resultados que haya completado previamente la UAL.

LA ARQUITECTURA INTERNA

Características básicas: 

-Hoy viernes hemos dado la Velocidad real en Ghz, un Hz es la cantidad de pulsos que emite cada segundo el microprocesador.

Para saber la velocidad de la CPU se utliza esta fórmula

Vcpu = FSB x multiplicador externo

  

En una CPU con opción a overclock la velocidad de la CPU la decide el fabricante, la frecuencia del FSB la decide la placa base y la velocidad del multiplicador externo la puede modificar el usuario a partir de la BIOS.

Semana 1 - Buses de Expansión y Plug and Play

Esta primera semana de blog hemos aprendido lo que son buses de expansión (tipos y cómo funcionan) y Plug and Play.

Buses de Expansión

Los buses de expansión son un elemento de la placa base que permite conectarla a una tarjeta de expansión la cual puede realizar funcionaes de control de dispositivos externos adicionales.

Las características principales son:

1. Que van conectados al southbridge o al chipset. 
2. Sólo se usan en la actualidad los PCI-Express y escasamente los PCI 
3. Todos los buses son internos excepto el eSATA.

Y junto a esto, hemos visto como calcular la Tasa de Transferencia, que se consigue multiplicando el ancho del bus por la frecuencia, y asi sabemos la cantidad de Mb que transfiere el bus por segundo.


Los Tipos de buses de expansión dados esta semana han sido el XT (8 y 16 bits), ISA (evolución del bus XT que iba a 8 y 16 bits), el EISA fue la versión extendida del ISA que iba a mayor velocidad pero con bajo éxito por su alto coste de fabricación, MCA fue fabricado por IBM como competencia del bus EISA y fue el primero en alcanzar los 32 bits, VLB fue un bus que soportaba 32 bits pero lo conseguía gracias a que estaba formado por un ISA de 16 bits y una extensión, PCI fue el primer bus con Plug and Play, la velocidad ya no dependía de la CPU y utiliza el reloj de la CPU para evitar cuellos de botella, y hay tres tipos que son los x1, x4, x8 y x16.

Hasta aquí los Buses de Expansión. Vamos a pasar con el sistema Plug and Play.

Plug and Play

Entre las clases que dimos los buses de expansión, dimos lo que era un proceso de instalación automática de controladores al que se le llama al Plug and Play que tienen los dispositivos que contienen este sistema en sus características, y consiste en configurar un dispositivo hardware para que se comunique con un SO concreto y saber que hacer con él.

Este sistema de instalación de controladores se divide en tres procesos:

1. IRQ: Es la señal que el dispositivo manda a la CPU para indicarle que va a hacer alguna acción. Los ordenadores empezaron con 16 IRQ nativas hasta la ampliación actual en la que tenemos 24 IRQ, además de que antes no se podía compartir una misma IRQ para 2 dispositivos. Y se clasifican desde el 0 al 23 por prioridades y la más cercana al 0 tiene la máxima prioridad.
2. Memoria base: Proceso en el que se utliza una Zona de Memoria RAM para acceder a un dispositivo y no se puede compartir por 2 dispositivos ya que si ocurre esto, habrá una congelación del sistema y del que necesitará reinicio para descongelarlo.
3. DMA: Se le llama a la conexión directa entre un Dip y la Memoria RAM, y se utiliza para que la CPU y los chipsets no tenga que trabajar lo que el dispositivo le pide a la RAM. Su aparición es simultánea con los Pentium.

Antes de existir este sistema, todo esto se hacia manualmente con Dips (interruptores con dos posiciones) y Jumpers.

A mitad de semana también vimos la Rúbrica con la que se va a evaluar este trabajo.

Hasta aquí llega mi entrada de esta semana, me ha parecido una semana muy interesante porque hemos visto desde buses que no se utilizan actualmente pero sirven para saber como hemos llegado hasta aquí, hasta buses actuales los cuales hemos visto con mas profundidad y su correspondiente sistema para la instalación de controladores, el Plug and Play.

Bienvenidos

Este es mi blog personal en el que trataremos todos los temas del módulo de Montaje y Mantenimiento de Equipos del ciclo formativo de Sistemas Microinformáticos y Redes, con una publicación por semana repasando todo lo aprendido durante esta.

Espero que aprendáis con este blog y nos vemos en las próximas publicaciones.