DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 IDENTIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD PEDAGÓGICA PROGRAMA DE FORMACIÓN UNIDAD DE APRENDIZAJE ACTIVIDAD OBJETIVOS MANTENIMIENTO DE EQUIPO DE COMPUTO, ELECTRONICO Y REDES I-A ARQUITECTURA Y MANTENIMIENTO DE COMPUTADORES PROCESADORES - GENERALIDADES E INSTALACION ANALIZAR EL FUNCIONAMIENTO DE UN PROCESADOR DIFERENCIAR LOS TIPOS DE MICROPROCESADORES EXISTENTES INSTALAR DE FORMA CORRECTA UN PROCESADOR DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD MICROPROCESADOR El microprocesador o CPU (Central Process Unit) se podrían comparar sus funciones con las de un director y su orquesta. Como director, obtendría las partituras (las instrucciones de un programa). Como orquesta, interpretaría y ejecutaría dichas partituras (en nuestro caso, la interpretación y ejecución de las instrucciones del programa). ESTRUCTURA VON NEUMANN La estructura de Von Neumann es la estructura básica de los ordenadores y consta de las siguientes partes: CPU (Central Process Unit), memoria principal y unidades de entrada y salida. Página La CPU está formada su vez por la ALU (Unidad Aritmético Lógica), la UC (Unidad de Control), los buses internos y los registros. 1 La CPU ejecuta las instrucciones del programa de manera secuencial. Las instrucciones son las órdenes que se dan para realizar una operación, y son presentadas con números binarios. Todas las instrucciones que pueden ser interpretadas por el ordenador se conocen como código de máquina o lenguaje de máquina. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 UC (Unidad de Control): La unidad de control tiene dos funciones: Se encarga de decodificar los códigos de operación. Se encarga de temporizar las operaciones necesarias para ejecutar las instrucciones y controla el secuenciamiento de las instrucciones en función de la evolución del registro contador de programa. Hay dos tipos de unidades de control: Unidad de control cableada: Esta formada por flip-flops, puertas lógicas, codificadores, decodificadores, contadores, etc. Utiliza una arquitectura de tipo RISC (que veremos más adelante). 2 Unidad de control microprogramada: Es más lenta que la unidad de control cableada pero permite utilizar instrucciones más potentes y flexibles. Su principal ventaja es la simplicidad de su estructura. Página DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS ALU (Unidad Aritmético lógica): Se encarga de realizar un conjunto de operaciones aritméticas básicas (sumas, restas, multiplicaciones, divisiones) y operaciones lógicas (OR, NOT, AND, etc) Registros: Los registros son memorias de poca capacidad y alta velocidad que permite guardar transitoriamente y acceder a valores muy usados (sobretodo operaciones matemáticas). Cuantos más registros contenga el microprocesador, menos tiene que acudir este a la memoria principal. Buses internos: Es el conjunto de pistas que comunican todos los elementos de la CPU. Página 3 Código: FOR-GA-83/Versión 2 DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 ARQUITECTURA Las instrucciones que más se utilizan son las instrucciones de registros por lo que los fabricantes diseñan las arquitecturas del microprocesador según se administren los registros. Según lo anterior se pueden diferenciar dos arquitecturas la CISC (Complex Instruction Set Code) y la RISC (Reduced Instruction Set Code). CISC (Complex Instruction Set Code): En este tipo de arquitectura se utilizan instrucciones muy complejas por lo que el microprocesador tiene que relizar varios accesos a la memoria. Para la ejecución de las instrucciones se necesitan varios ciclos de reloj, lo que hace que sea más lento el ordenador RISC (Reduced Instruction Set Code): Este tipo de aruitectura es el que actualmente se utiliza en los microprocesdore. En este tipo de arquitectura se utilizan instrucciones más sencillas que se pueden realizar en un solo ciclo de reloj. MEMORIA CACHE La memoria caché es un memoria volátil de gran velocidad en la que se almacenan una serie de datos para su rápido acceso. Su función es la de almacenar instrucciones y datos a los que el microprocesador esta continuamente accediendo. Par que el microprocesador tenga un buen rendimiento tiene que haber un acceso rápido y fluido. Memoria cache interna (también denominada primaria, de primer nivel o L1): Esta memoria está situada dentro del microprocesador y contiene los datos que más utiliza el microprocesador. Estas memorias están diseñadas para eliminar el tiempo que se perdía en los Página 4 Existen dos tipos de memoria cache, la memoria cache interna y la memoria cache externa. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 accesos al exterior. Memoria cache externa (también denominada de segundo nivel o L2): Esta memoria esta diseñada para evitar el acceso a las memorias RAM que son más lentas. Memoria cache de tercer nivel (también denominada L3): Esta memoria es muy poco utilizada en la actualidad. Es una memoria más lenta que la memoria cache interna y la memoria cache externa pero sigue siendo más rápida que la memoria RAM. NÚCLEO El núcleo es la parte más importante del microprocesador. El microprocesador esta formado por la ALU, la UC, los registros y los buses internos. Intel desarrollo la tecnología HyperThredind que se trata básicamente de simular dos microprocesadores lógicos dentro de un solo microprocesador físico, ejecutando varios subprocesos en paralelo. En la actualidad existe el microprocesador core i7 que incluye 4 núcleos más 4 threads o núcleos virtuales. RELOJ Cada vez que al microprocesador le llega un impulso de reloj, este ejecuta las órdenes de cada momento. Esto sirve para que las órdenes se ejecuten de manera ordenada. L frecuencia del reloj se mide en Hertzios (Hz). Por ejemplo el Intel core i7 tiene una velocidad de reloj de 3,33 GHz. UNIDAD DE COMA FLOTANTE Página 5 La unidad de coma flotante se encarga de realizar operaciones aritméticas en coma flotante (desplaza la coma a cualquier posición de un número). Mientras la unidad de coma flotante esta trabajando, la ALU queda libre para realizar otras operaciones DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 ZOCALOS DEL MICROPROCESDOR La principal función de los zócalos es el de conectar los microprocesadores. Socket: Este tipo de zócalo es cuadrado con pequeños orificios donde se conecta el microprocesador. El zócalo de tipo socket es el más utilizado actualmente Slot: Este tipo de zócalo tiene forma de ranura alargada. Algunos ejemplos de microprocesadores que se conectan son el Pentium II y el Pentium III. Página 6 Existen dos tipos de zócalos para el microprocesador: DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 INTERRUPCIONES Las interrupciones paran la tarea que esté realizando el microprocesador para poder ocuparse de otra tarea más importante y después volver a la que se estaba realizando anteriormente. Interrupciones de hardware: Este tipo de interrupciones es producido por causas externas al microprocesador, están producidas por dispositivos hardware. Interrupciones de software: Estas interrupciones están producidas por la ejecución de operaciones no permitidas, el desbordamiento, el acceso a una posición de memoria no permitida, etc. Trampas: Son iguales que las interrupciones de software pero estas son provocadas por fallos del programador y las interrupciones de Página 7 Existen tres tipos de interrupciones: DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 software son producidas por un fallo al programar AVERIAS DEL MICROPROCESADOR Las principales causas para que un microprocesador se averíe son que la frecuencia de trabajo no es adecuada o la falta de ventilación, pero puede haber más causas: El ordenador no arranca y el microprocesador se calienta: Esto puede suceder por varias razones que el microprocesador necesite 3,3V pero este alimentado a 5V, porque falle la placa base o el zócalo o porque no este bien insertado el microprocesador en el zócalo. El ordenador no arranca y el micro no se calienta: Esto sucede por lo contrario que la anterior avería, osea, que el microprocesador necesite 5V pero este alimentado a 3,3V. El ordenador se bloquea: Esto sucede porque el microprocesador este trabajando a una frecuencia inadecuada. MONTAJE Y DESMONTAJE DEL MICROPROCESADOR Los pasos para desinstalar el microprocesador serian los siguientes: Página 8 1. Lo primero será desconectar el ventilador de la placa base y retirar este. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 2. Después se quita el disipador. Si el microprocesador está en un zócalo slot se aprietan las pestañas de los lados del slot y se extrae este. 9 Aquí hay dos opciones: Página 3. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Página 10 Si el microprocesador está en un zócalo socket se tira de la patilla que tiene el zócalo a un arriba y se extrae el microprocesador. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 Los pasos para instalar el microprocesador son los siguientes: Página 11 1. Primero insertaríamos el microprocesador en su zócalo haciendo coincidir los recortes del zócalo con los del microprocesdor. DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 2. Después le echaríamos por encima silicona térmica. Página 12 3. Luego le colocamos por encima el disipador DESARROLLO DE ACTIVIDADES PEDAGÓGICAS Código: FOR-GA-83/Versión 2 4. Para terminar colocaríamos el ventilador y lo conectamos la placa base. Página 13 RECURSOS Y EQUIPOS REQUERIDOS