Las unidades central de proceso y sus elementos

Arquitectura de un sistema microinformático
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En 1944, John von Neumann describio en su famoso
modelo un computador con programa almacenado en
memoria eléctrica. Este modelo se utilizó en la
construcción de l EDVAC (Electronic Discrete Variable
Automatic Computer) en 1952 y es la que se utiliza en la
mayoría de los ordenadores actuales.
El programa almacenado es un concepto teórico muy
importante que fue establecido por von Neumann en un
borrador sobre el diseño de la EDVAC. A diferencia de los
primeros computadores, von Neumann
proponía que
tanto el programa como sus datos fueran almacenados en
la memoria del computador. Esto no solo significaba la
labor de programación al no tener que llevar a cabo el
reescribir, reestructurar y/o rediseñar el dispositivo sino
que además, libraba y generalizaba el diseño del hardware
para hacerlo independiente de cualquier problema y
enfocado al control y ejecución del programa.
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El concepto de von Neumann fue tan importante y
decisivo que dio lugar a la arquitectura de von
Neumann. Según esta arquitectura está formada por:
◦ Una Unidad Aritmético-Lógica (ALU): realiza cálculos,
comparaciones y toma decisiones lógicas (determina si una
afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del Álgebra
de Boole).
◦ Una Unidad de Control (UC): interpreta cada una de las
instrucciones del programa en lenguaje máquina y, de
acuerdo con su microprogramación, genera las señales
lógicas para que se realicen las modificaciones sobre los
registros y/o las posiciones de la memoria principal
correspondiente a dicha instrucción de la máquina.
◦ La memoria: está formada por los elementos que permiten
almacenar y recuperar la información y una serie de
Registros donde se almacena información temporalmente.
◦ Los sistemas de Entradas / Salidas: permiten la
comunicación con los periféricos.
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MEMORIA SECUNDARIA
Datos e
instrucciones
ENTRADA
MEMORIA PRINCIPAL
(Datos e instrucciones)
Instrucciones
UNIDAD DE
CONTROL (UC)
Datos
UNIDAD
ARITMÉTICA
LÓGICA (ALU)
SALIDA
Resultados o
datos de
salida
PROCESADOR CENTRAL (CPU)
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No es más que un circuito secuencial que interpreta y
ejecuta instrucciones. La CPU se compone de los dos
primeros elementos del computador (la UC y la ALU) y de
los
registros.
Habitualmente,
la
CPU
es
un
microprocesador fabricado en un chip (un chip es un trozo
de silicio que contienen millones de componentes
electrónicos).
Un chip es un único trozo de silicio que contiene millones de componentes
electrónicos
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La memoria interna
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memoria principal o RAM (Random Access
Memory, memoria de acceso aleatorio) es donde el
ordenador guarda los datos que está utilizando en el
momento actual, con el equipo encendido y
operativo. Su capacidad de almacenamiento se mide
en megabytes (MB) y múltiplos, siendo valores
habituales hoy día: 512 MB, 1.024 MB, 2 GB o 4GB.
La
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En la actualidad, los ordenadores tienen memoria
RAM en muchos componentes internos. Por ejemplo,
en el procesador (memoria caché, registros), en los
lectores ópticos (buffer o caché), en el disco duro o
en las tarjetas gráficas (memoria de vídeo o gráfica)
aunque, cuando se habla de memoria RAM, se está
hablando principalmente de los módulos de memoria
que se inserta en la placa base.
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Modulo DIMM
Chips de memoria
Muesca de posición
Etiqueta descriptiva
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Tiempo o velocidad de acceso. Cuanto menor tiempo de acceso
tenga la memoria más rápida será. Por ejemplo, una memoria
DDR3-1600 puede tener una velocidad de acceso de 5
nanosegundos.
Velocidad de reloj. Las memorias DDR, DDR2 y DDR3 se suelen
clasificar atendiendo a dos criterios: según la velocidad del reloj
del bus (DDR3-1600, DDR3-1333, DDR3-106, etc.) o por su
ancho de banda teórico (PC3-12800, PC3-10600, PC3-8500,
etc.). Normalmente , se suelen comercializar atendiendo a la
velocidad de reloj. El ancho de banda teórico es la máxima
capacidad de transferencia del bus.
Voltaje. El voltaje viene determinado por el tipo de memoria y
tecnología. Un voltaje más alto supone mayor consumo y
temperatura, aunque a veces mejora el rendimiento por lo que
suele elevarse mediante overclocking.
Tecnología soportadas. Con el uso de técnicas como Single
Memory Channel (un solo canal de intercambio de información
entre módulos de memoria y bus) o Dual Memory Channel (dos
canales simultáneos diferenciados de intercambio), la CPU
funciona con dos canales independientes y simultáneos, con lo
que las cifras de ancho de banda efectivo se disparan.
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A diferencia de la memoria secundaria, la memoria RAM es
volátil, ya que se borra la información que contiene al
apagar el ordenador y es mucho más rápida.
Procurar colocar en los equipos el mismo tipo de memoria
RAM. En el caso de que se coloquen diferentes tipos de
memoria con distintas velocidades funcionarán todas a la
velocidad de la más lenta.
Las memorias DDR3 reducen el consumo eléctrico en un
30% debido a que el voltaje que necesitan es mucho menor
(1,5V) frente a las memorias DDR2 (1,8V) o DDR (2,5V).
Su conexión se realiza por medio de una serie de pines en
uno de los lados del circuito impreso que permite,
además, su instalación en el zócalo apropiado de la placa
base para que esté bien alimentado y comunicado con los
circuitos eléctricos de los controladores de memoria de la
placa.
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Zócalos DIMM
Zócalos y módulos de
memoria.
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Módulos SIMM. Actualmente, está obsoleto. Dispone de 30
ó 72 contactos en ambas caras interconectados. Fueron
muy populares desde principios de los años 80 hasta
finales de los 90.
Módulos DIMM-DDR. Los hay de cuatro tipos que
contienen el tipo de memoria correspondiente:
◦ DIMM-SDR. Actualmente, está obsoleto. Dispone de 168 pines y
utiliza memoria SDRAM (este tipo de memorias están
sincronizadas con el bus del sistema de tal manera que las hace
más precisas y más simples).
◦ DIMM-DDR. Este tipo de memoria comienza a quedarse obsoleto.
Dispone de 184 pines.
◦ DIMM-DDR2. Dispone de 240 pines. Los módulos DIMM-DDR2 no
son compatibles con los DIMM-DDR dada la diferencia de pines.
◦ DIMM-DDR3. Aunque dispone también de 240 pines como el
anterior, no son compatibles entre sí al tener la muesca de
posicionamiento en un lugar diferente. Las memorias DDR3 en
prestaciones son superiores a la DDR2 porque mejoran la
velocidad de transferencia, aunque también aumenta el tiempo de
latencia.
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Módulos GDDR. Son módulos específicos para tarjetas de
vídeo que contienen memoria GDDR.
Módulos SO-DIMM. Son módulos específicamente
diseñados para portátiles lo cual hace que sea una versión
reducida de los módulos DIMM.
Disponen de 100, 144 y 200 contactos y las características
en voltaje y prestaciones de la memoria son las mismas
que las de un equipo convencional.
También existen un formato más pequeño, pero menos
utilizado, que es el Micro-DIMM.
Los módulos de memoria DDR, DDR2 y DDR3 no son
compatibles entre sí. Físicamente, es imposible colocar un
módulo en un banco que no sea de su tipo porque la
muesca de posicionamiento evita su inserción.
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Memoria SDR
Módulo DIMM de
memoria SDRAM
Memoria DDR3
Memoria DDR2
Memoria DDR
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3.
Es aconsejable seguir estos pasos para instalar
correctamente
el
módulo
de
memoria
en
su
correspondiente zócalo DIMM y no dañar ningunos de los
pines de conexión. Tanto el módulo como el zócalo, según
el tipo de memoria y patillaje SDR-168 pines, DDR-184
pines, DDR2 y DDR3-240 pines, tienen que coincidir
perfectamente con cada hembra-macho/zócalo-módulo y
no se puede desviar en absoluto, para ello, seguir los
siguientes pasos de instalación:
Coger el módulo por el extremo, nunca por los pines.
Guiarse por la muesca de posición que lleva el modulo y
tantear suavemente sin aún forzarla a insertarla.
Cuando sepamos que es la posición correcta hay que
insertarla con las dos manos colocadas en cada extremo
del modulo y oprimir hasta escuchar el click de los
enganches del módulo.
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Dentro de las memorias internas merece también ser
nombrada la memoria de vídeo o gráfica.
La memoria de vídeo es aquella memoria empleada
por el controlador de la tarjeta gráfica para poder
manejar toda la información visual que le manda la
CPU del sistema.
Hace unos años las tarjetas de vídeo se basaban en el
empleo DDR. Actualmente, los fabricantes se han
decantado por otros tipos de memoria más eficiente,
como DDR2 y DDR3, que son memorias RAM
convencionales y, otras memorias específicas de
vídeo, como son GDDR3, GDDR4 y GDDR5 (GDDR,
Graphics Double Data Rate). Este último tipo de
memoria, aunque es muy parecido a las memorias
DDR2 y DDR3, tienen algunas características que las
hacen más apropiadas para las tarjetas de vídeo.
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