Después de analizar las opciones de configuración necesarias por jumpers (las placas modernas solo necesitan revisión del Jumper que limpia el CMOS/SETUP, pues puede aparecer en posición de vaciado del Setup), el siguiente paso es PROBAR la placa antes de ajustarla en el gabinete o chasis:
1. Descarga la corriente electrostática del cuerpo. Esto se detalla en el apartado 'Protección del PC'.
2. Abre el gabinete asiéntalo sobre una mesa y coloca sobre el costado que tiene el espacio abierto, una tabla o superficie dura, aislante, sobre la cual puedas manipular la placa.
3. Coloca la motherboard sobre la tabla e inserta el Procesador. Debe ser un micro compatible con la placa. Los pasos para insertarlo están en: ensamble del microprocesador.
4. Inserta la memoria Ram.Coloca los módulos empezando preferiblemente en la ranura que identifica al banco de memoria No.1, el cual puedes observar en el plano del manual de configuración (a veces se ve en la placa base como DIMM1; DIMM2, etc). Los módulos tienen muescas que ayudan a orientar su posición.
5. Conecta el teclado.
6. Conecta el speaker (ubica el conector o pines, con el plano de la placa). Este servirá para informarnos si hay un cortocircuito (emite sonidos de alarma provenientes del BIOS).
7. Conecta los cables de energía eléctrica. Pueden presentarse en dos formas: con conectores AT o con conector ATX. Los primeros deben enchufarse en la motherboard de forma que los CABLES NEGROS queden JUNTOS. En el caso del conector ATX, hay que insertarlo siguiendo la forma del conector en la motherboard. El cable adicional con el conector cuadrado, se conecta en algunas placas (de lo contrario no funcionan, como las INTEL) por lo que hay que leer las instrucciones del fabricante de la placa.
8. Conecta el cable de señales del monitor y enciende el monitor.
9. Enciende la fuente de energía. En este momento observa con atención las señales: 1. Debe aparecer en la pantalla del monitor las letras que revelan la inspección de arranque que hace el BIOS. 2. El BIOS debe emitir UN SOLO pitido corto. Si hay mas de uno o es muy largo, hay que revisar todo lo realizado pues es señal de una falla.
Si todo resulta bien, el siguiente paso sera desenchufar los elementos (cables de energía electrica, cable del teclado, cable del speaker, cable del monitor ) para atornillarla en el gabinete e iniciar el Armado del PC.
Plano de bloques de una Motherboard INTEL D845WN. Solo utiliza un jumper que vacia el BIOS. Requiere la conexión del segundo cable ATX (4 hilos: 2 negros y 2 amarillos).
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La motherboard.
Configuración y prueba.
CONTINUACION.. ...Plano de una Motherboard AsRock utilizada en el armado de PCs con Microprocesador Athlon XP 2.4 GHz.
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El
Microprocesador
central o CPU
...CPU es el acrónimo de Central processing unit = unidad central de procesamiento, el chip maestro, el cerebro de una computadora.
Se trata de una pastilla de silicio en donde se agrupan millones de transistores y cuya tecnología actualmente esta liderada por tres grandes fabricantes: Intel, AMD e IBM-Apple (procesadores PowerPC). Cuando se habla de él se habla del poder de un sistema. Dada su importancia, merece especial atención en el estudio del hardware.
La CPU clasificada en base al manejo de instrucciones.
Los Microprocesadores o CPU administran juegos de instrucciones basadas en pilas, acumuladores y registros. Las instrucciones basadas en registros han recibido la mayor atención por parte de los programadores, hecho que a su vez ha propiciado que los fabricantes de semiconductores, diseñen arquitecturas de microprocesadores SEGUN la forma en que se administran los registros.
Partiendo de esa base, han surgido dos grandes arquitecturas de microprocesadores para PCs: los diseñados con
instrucciones avanzadas o complejas llamados CISC (Complex Instruction Set Computer) y los diseñados con instrucciones simples o reducidas llamados RISC (Reduced Instruction Set Computer).
La arquitectura CISC ( Complex Instruction Set Computer ).
fue la primera tecnología de CPUs con la que la maquina PC se dio a conocer mundialmente. Adoptada por Intel, se coloco en las primitivas PCs (procesador 8088) que fueron lanzadas bajo la marca IBM el 12 de Agosto de 1981. Su sistema de trabajo se basa en la Microprogramación. Dicha técnica consiste en hacer que cada instrucción sea interpretada por un
microprograma localizado en una sección de memoria en el circuito integrado del Microprocesador. A su vez, las
instrucciones compuestas se decodifican para ser ejecutadas por microinstrucciones almacenadas en una Rom interna. Las operaciones se realizan al ritmo de los ciclos de un reloj.
Considerando la extraordinaria cantidad de instrucciones que la CPU puede manejar, la construcción de una CPU con arquitectura CISC es realmente compleja. A este grupo pertenecen los microprocesadores de INTEL (celeron, Pentium II, Pentium III, Pentium IV) y AMD (Duron, Athlon).
El origen de la arquitectura CISC se remonta a los inicios de la programación ubicada en los años 60 y 70. Para contrarrestar la crisis del software de ese entonces, empresas electrónicas fabricantes de hardware pensaron que una buena solución era crear una CPU con un amplio y detallado manejo de instrucciones, a fin de que los programas fueran mas sencillos. Los programadores en consecuencia crearon multitud de programas para esa arquitectura. La posterior masificación de los PCs, permitió que el mercado fuera luego copado de software creado para procesadores CISC.
Entre las bondades de CISC destacan las siguientes: 1. Reduce la dificultad de crear compiladores. 2. Permite reducir el costo total del sistema. 3. Reduce los costos de creacion de Software. 4. Mejora la compactación de código. 5. Facilita la depuración de errores (debugging).
La arquitectura RISC (RISC = Reduced Instruction Set Computer).
Ha sido la consecuencia evolutiva de las CPU. Como su nombre lo indica, se trata de microprocesadores con un conjunto de instrucciones muy reducidas en contraposición a CISC. ¿Que ventaja se deriva de esta tecnología?. Veamos: 1. La CPU trabaja mas rápido al utilizar menos ciclos de reloj para cumplir sus funciones (ejecutar instrucciones). 2. Utiliza un sistema de direcciones no destructivas en Ram. Eso significa que a diferencia de CISC, RISC conserva después de realizar sus
operaciones en memoria los dos operandos y su resultado (total tres direcciones), lo que facilita a los compiladores conservar llenos los 'pipelines' (conductos) de la CPU para utilizarlos concurrentemente y reducir la ejecución de nuevas operaciones. 3.
Cada instrucción puede ser ejecutada en un solo ciclo de la CPU (máxima velocidad y eficiencia).
Considerada como una innovación tecnológica creada a partir del análisis de la primitiva arquitectura Cisc, RISC ha dado origen a la aparición de Microprocesadores poderosos cuya principal aplicación a la fecha (Octubre 2003), ha sido el trabajo en las grandes máquinas (servidores ), aunque también han llegado a posicionarse en ciertas maquinas desktop (Apple), computadoras de mano, maquinas de juegos, y otros artefactos electrónicos domésticos.
Ejemplos de tecnología RISC son los sistemas MIPS (Millions Instruction Per Second), 1992, SPARC = Scalable Processor ARChitecture de la empresa Sun (utiliza Solaris, sistema operativo de ambiente Unix), POWER PC, 1993, diseñado por Apple, Motorola e IBM, son utilizados en PCs de Apple, Macinstosh y mainframes de IBM (RS/6000 y AS/400) con sistemas
operativos AIX y Windows NT. El PowerPC se conoce también como G3, G4, G5 (alcanza un billon de operaciones de punto flotante por segundo).
Arquitectura RISC vs CISC.
Partiendo de lo expuesto, habría que evaluar las ventajas de ambas arquitecturas para tomar decisiones sobre la escogencia de una u otra a la hora de diseñar un sistema. Risc es más rápida, pero mas costosa. Hablando en términos de costo hay que pensar que Risc utiliza mas la circuiteria (comandos hardware o circuitos electrónicos) para ejecutar operaciones directas (el microprocesador esta mas libre de carga), en tanto que CISC utiliza micro código ejecutado por el microprocesador lo que la hace mas económica y mas lenta también (debido a la carga que soporta el microprocesador).
Hay mas software de uso general para la plataforma CISC. Pero la exigencia de la informática demanda periódicamente mayor velocidad y administración de espacio en Ram y discos duros, area en la que ambas arquitecturas deben seguir innovando. Dado que CISC es mas popular a nivel de PCs, las innovaciones en esta categoría son mas numerosas (nuevas interfaces, puertos, nuevos buses y velocidades de transmisión). Técnicamente hablando, el rendimiento en RISC basado en la menor cantidad de carga de instrucciones en el microprocesador compensa a la mayor cantidad de código en software que es necesario utilizar, por lo que su arquitectura se considera mas potente que CISC.
Fabricación de la CPU.
Dado que la mayor plataforma a nivel mundial de PC, se basa en la tecnología CISC, entraremos en el análisis arquitectónico y funcional de estos Microprocesadores a fin de comprender como esta construido internamente el CEREBRO del PC (unidades internas ALU, AU, microcódigos, caché, direcciones, etc.).
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Ensamble (armado) del PC, Página 6.
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El Microprocesador Central o
CPU.Estructura interna.
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La descripción completa, tanto física como funcional de un Microprocesador moderno ameritaría la edición de un manual
especifico, no obstante a fin de comprender su estructura y forma de trabajo,
analizamos a nivel de bloques el Microprocesador Pentium IV de Intel.
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1. Una sección conocida como Interfaz con el bus, recibe los datos e instrucciones
codificadas, desde la memoria Ram. La memoria está conectada a la CPU a través de los circuitos de la placa base (motherboard) conocidos como BUS. Los datos llegan a la memoria a través de solicitudes del operador del sistema (vía software, via teclado, via red, via puertos, etc.)..
2. Una unidad de control o área lógica (ALU= Arithmetic-logic Unit) coordina las operaciones que se deben realizar para atender el pedido del operador (visualización de texto, grafico, calculo, etc.).
3. Una subdivisión de la ALU, la AU (Arithmetic Unit) se encarga de atender las operaciones matemáticas y calculo avanzado con
operaciones de punto flotante (función crítica en la presentación de gráficos e imágenes 3D). La LU (Logic Unit) se encarga de administrar.
4. Una sección de instrucciones (micro código) almacena en la Ram los códigos correspondientes (soluciones) para atender las solicitudes de trabajo existentes.
5. Cada vez que el procesador recibe una petición adicional de un dispositivo (atiende una interrupción), se forma una 'pila' de tareas pendientes.
6. Las direcciones en la memoria se mueven a la velocidad que ella permite (4, 8 nanosegundos), cambiando permanentemente el deposito de datos y reemplazándolos por los nuevos resultados asi: sean A, B la representación de 3 direcciones en la memoria. En A se almacena el operando 4 y en B el operando 8. A la orden de multiplicar ambos, el resultado 32, queda almacenado en A.
7. Un reloj interno marca el 'ritmo' de trabajo, estableciendo ciclos de reloj para que cada operación se ejecute.
8. Secciones especiales de memoria en el microprocesador conocidas como Cache (nivel 1, nivel 2, etc.) guardan porciones de información recurrente para evitar los accesos a la memoria general (RAM) y disminuir la perdida de tiempo.
9. Las velocidades internas en que ocurren las operaciones, dependen de la capacidad del microprocesador (cantidad de transistores), de su bus interno (ancho de banda y velocidad de transmisión de los datos), de la rapidez de ejecución del micro código que se asigna como solución para cada situación que se presenta y del Software que el operador utiliza en el PC.
10. Otras variables dependen del fabricante y modelo del Chip en cuestión. Por ejemplo, INTEL ha introducido en la arquitectura del P4 su conjunto 'Netburst' que procesa comandos de enteros al doble de la velocidad del reloj, a traves de hypercanalizacion de instrucciones (pipeline) para manejar las rafagas de datos en paralelo. Con ello el ancho de banda del bus triplica a su antecesor, llegando a los 400, 500 y 800 MHz. Otra característica de este modelo la representa la adición de 144 instrucciones que Intel ha llamado SSEC2 y que se utilizan en el trabajo con software multimedia.
AMD por su parte incluye en sus CPUs Athlon características especiales como: Arquitectura QuantiSpeed que incluye Micro arquitectura de procesador x86 de nueve capas, totalmente "pipelined" y superescalar, Translation Look-aside Buffers
exclusivos y especulativos. Otra caracteristia propia de Athlon es la llamada Tecnología 3DNow!™ Professional para la ejecución avanzada de 3D que incluye 52 instrucciones SSE con adiciones SIMD de enteros y punto flotante que ofrecen excelente
compatibilidad con la tecnología SSE de Intel.
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El Microprocesador
....CONTINUACION. Características del Microprocesador Pentium 4 de Intel. Fuente: exposición Web de la empresa INTEL.
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Octubre, 2003. Fuente: http://www.intel.com/es/home/desktop/pentium4/tech_info.htm