CHIP SET

¿QUE ES EL CHIPSET?

El chip set es el conjunto de circuitos que se encuentran sobre la placa base de tu PC. Su función más importante es la de conectar los distintos elementos que se encuentran en el interior de la caja del equipo aunque no es la única.
Cual es su función? 

El Chip set se encarga de entablar la conexión correcta entre la placa madre y diversos componentes esenciales de la PC, como lo son el procesador, las placas de vídeo, las memorias RAM y ROM, entre otros. 

El chip set mantiene una comunicación directa y permanente con el procesador, y se encarga de administrar la información que ingresa y egresa a través del bus principal del procesador. Incluso su función se extiende a las memorias RAM y ROM y a las placas de vídeo. 
Con el fin de permitir que la motherboard se interconecte con los componentes principales de la PC a través del chip set, este elemento suele estar fabricado en base a interfaces estándar que puedan brindar soporte a diversos dispositivos de distintas marcas. 
Es el encargado de darnos el conexionado hacia el exterior. De nada nos sirve tener una tarjeta gráfica integrada en la CPU, como tenemos en las APUs si al final el chip set que se monta sobre tu placa no tiene una salida para conectarlo a un monitor.

Los chip set por tanto suelen incluir gran cantidad de componentes:

Tarjeta gráfica. Cada vez es menos común, encontrarnos con equipos que tienen la tarjeta integrada en el propio chipset ya que suelen estar incluidas en el propio microprocesador o ser discretas. El uso de una de estas tiene algunas desventajas entre ellas, es que en ambos casos esta tendrá que usar la memoria RAM para llevar a cabo sus funciones dejando menos cantidad de esta para tus programas.

Tarjeta de sonido. Casi todas las placas base incorporan ya de serie soporte para audio y sus conexiones. Esta cubrirá las necesidades básicas del usuario normal.

Tarjeta de red. Al igual que ha ocurrido con las tarjetas de sonido, estas han acabado emplazadas en la propia placa base.

Conexión inalámbrica. Desde la aparición de los primeros Centrino, Intel tenía claro que quería incluir la máxima funcionalidad en la placa base para crear laptops más pequeños y con menos consumo. Es muy común encontrar chip set que añaden conexión Wifi y bluetooth sin necesidad de añadir una tarjeta externa.

Conexionado hacia el exterior. Aparte de las conexiones para los elementos anteriores, es común ver USB integrados en el chipset o puertos SATA o PCI Express para dispositivos externos.

ORGANIZACIÓN DEL PROCESADOR

ORGANIZACIÓN DEL PROCESADOR

Un procesador, incluye tanto registros visibles por el usuario como registros de control/estado. Los registros visibles por el usuario pueden ser de uso general o tener una utilidad especial, mientras que los registros de control y estado se usan para controlar el funcionamiento del procesador, un claro ejemplo es el contador de programa.

Los procesadores utilizan la segmentación de instrucciones para acelerar la ejecución. La segmentación de cauce se puede dividir en ciclo de instrucción en varias etapas separadas que operan secuencialmente, tales como la captación de instrucción, decodificación de instrucción, cálculo de direcciones de operando, ejecución de instrucción y estructura del operando resultado.

se muestra cómo se organiza un procesador, para esto se tiene que considerar los siguientes requisitos:

Captar instrucciones: el procesador lee una instrucción de memoria (registro, cache o memoria principal).

Interpretar instrucción: la instrucción se codifica para determinar qué acción es necesario.

Captar datos: la ejecución de una instrucción puede exigir leer datos de memoria o de un módulo de  E/S.

Procesar datos: la ejecución e una instrucción puede exigir llevar a cabo alguna operación aritmética o lógica con los datos.

Escribir datos: los resultados de una ejecución pueden exigir escribir datos en la memoria o en el módulo de E/S.

Para hacer estas cosas, el procesador necesita almacenar instrucciones y datos temporalmente mientras una instrucción esta ejecutándose, en otras palabras el procesador necesita una pequeña memoria interna

La CPU controla las operaciones básicas del ordenador enviando y recibiendo señales de control, direcciones de memoria y datos de un lugar a otro de la computadora a través de un grupo de canales llamados BUS.

La Unidad Central de Proceso está constituida internamente por:

•     La Unidad de Control

•     Unidad Aritmético-Lógica

Unidad Aritmético-Lógica (ALU)

Recibe los datos sobre los que efectúa operaciones de cálculo y comparaciones. Toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es correcta o falsa mediante reglas del algebra de Boole) y devuelve luego el resultado. Todo ello bajo supervisión de la unidad de control.

La Unidad de Control

La unidad de control le indica al resto del sistema como llevar a cabo las instrucciones de un programa. Comanda las señales electrónicas entre la memoria y la unidad aritmético-lógica, y entre el CPU y los dispositivos de entrada y salida. Para ejecutar cualquier programa, cada comando del mismo se desglosa en instrucciones.

BUSES

TIPOS  DE BUSES
Los buses son el mecanismo más común para la comunicación entre los dispositivos del computador. Físicamente son conductores por donde viajan señales eléctricas

Bus de Direcciones : Este es un bus unidireccional debido a que la información fluye es una sola dirección, de la CPU a la memoria ó a los elementos de entrada y salida. La CPU sola puede colocar niveles lógicos en las  líneas de dirección, con la cual se genera 2 posibles direcciones diferentes. Cada una de estas direcciones corresponde a una localidad de la memoria ó dispositivo de E / S.
Los microprocesadores 8086 y 8088 usados en los primeros computadores personales (PC) podían direccionar hasta 1 megabyte de memoria (1.048.576 bytes). Es necesario contar con 20 líneas de dirección. Para poder manejar más de 1 megabyte de memoria , en los computadores AT (con procesadores 80286) se utilizó un bus de direcciones de 24 bits, permitiendo así direccionar hasta 16 MB de memoria RAM (16.777.216 bytes). En la actualidad los procesadores 80386DX pueden direccionar directamente 4 gigabytes de memoria principal y el procesador 80486DX hasta 64 GB.

Un bus de datos es un dispositivo mediante el cual al interior de una computadora se transportan datos e información relevante.

Para la informática, el bus es una serie de cables que funcionan cargando datos en la memoria para transportarlos a la Unidad Central de Procesamiento o CPU. En otras palabras, un bus de datos es una autopista o canal de transmisión de información dentro de la computadora que comunica a los componentes de dicho sistema con el microprocesador. El bus funciona ordenando la información que es transmitida desde distintas unidades y periféricos a la unidad central, haciendo las veces de semáforo o regulador de prioridades y operaciones a ejecutar.



Su funcionamiento es sencillo: en un bus, todos los distintos nodos que lo componen reciben datos indistintamente, aquellos a los que estos datos no son dirigidos los ignoran y, en cambio, aquellos para los cuales los datos tienen relevancia, los comunican.
Desde el punto de vista técnico, un bus de datos es un conjunto de cables o conductores eléctricos en pistas metálicas sobre la tarjeta madre o "mother" del ordenador. Sobre este conjunto de conductores circulan las señales que conduce los datos.

El bus de control gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y de direcciones. Como éstas líneas están compartidas por todos los componentes, tiene que proveerse de determinados mecanismos que controlen su utilización. Las señales de control transmiten tanto órdenes como información de temporización entre los módulos. Mejor dicho, es el que permite que no haya colisión de información en el sistema.

ESTRUCTURA DE LOS BUSES 

Los buses se componen de líneas eléctricas que transmiten un “0” (cero voltios) o un “1” (más de cero voltios). 

 Líneas/bus de datos: camino para transferir datos entre el resto de componentes de un computador. Su anchura (número de líneas eléctricas) suele ser una potencia de dos (8=23, 16=24, 32=25,,64=26, ...).

• Líneas/bus de direcciones: designan la posición/dirección de los datos. Son salidas de la CPU/procesador y determinan capacidad de direccionamiento.
 • Líneas/bus de control: controlan el acceso y uso de las líneas/buses anteriores.

                       JERARQUÍA DE BUSES
Antiguamente sólo existía un bus principal que lo conectaba todo: bus del sistema.
 • Actualmente existe un conjunto de buses conectados entre sí y formando una jerarquía. 
• Facilita la mejora del rendimiento de todo el computador al agrupar dentro de los diferentes tipos de buses aquellos componentes del ordenador que tienen aproximadamente la misma velocidad de transmisión de la información.
 • Mientras más lejos del CPU, buses más lentos y normalmente de menos líneas de datos.
Varios tipos de buses en función de su posición dentro de la jerarquía: 
• Bus de CPU ó “bus local” del procesador: elementos más rápidos tales como la memoria caché.
 • Bus local ó bus del sistema (Front Side Bus): conecta elementos tales como la memoria principal o dispositivos rápidos (por ejemplo AGP).
 • Bus de expansión y/o E/S: PCI, USB, ATA, SCSI,

MEMORIA

MEMORIA CACHE

 la MEMORIA caché es la memoria de acceso rápido de una computadora, que guarda temporalmente los datos recientemente procesados.

La memoria caché es un búfer especial de memoria que poseen las computadoras, que funciona de manera similar a la memoria principal, pero es de menor tamaño y de acceso más rápido. Es usada por el microprocesador para reducir el tiempo de acceso a datos ubicados en la memoria principal que se utilizan con más frecuencia.

La caché es una memoria que se sitúa entre la unidad central de procesamiento (CPU) y la memoria de acceso aleatorio (RAM) para acelerar el intercambio de datos.

Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en la caché; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que sea menor el tiempo de acceso medio al dato. Cuando el microprocesador necesita leer o escribir en una ubicación en memoria principal, primero verifica si una copia de los datos está en la caché; si es así, el microprocesador de inmediato lee o escribe en la memoria caché, que es mucho más rápido que de la lectura o la escritura a la memoria principal.

                                                                                                                               MEMORIA RAM 

RAM son las siglas de random access memory, un tipo de memoria de ordenador a la que se puede acceder aleatoriamente; es decir, se puede acceder a cualquier byte de memoria sin acceder a los bytes precedentes. La memoria RAM es el tipo de memoria más común en ordenadores y otros dispositivos como impresoras.

Hay dos tipos básicos de memoria RAM

• RAM dinámica (DRAM)
• RAM estática (SRAM)

Los dos tipos de memoria RAM se diferencian en la tecnología que utilizan para guardar los datos, la meoria RAM dinámica es la más común.

La meoria RAM dinámica necesita actualizarse miles de veces por segundo, mientras que la memoria RAM estática no necesita actualizarse, por lo que es más rápida, aunque también más cara. Ambos tipos de memoria RAM son volátiles, es decir, que pierden su contenido cuando se apaga el equipo

MEMORIA ROM

ROM es la sigla de ("Read Only Memory") ó memoria de solo lectura. Se trata de un circuito integrado que se encuentra instalado en la tarjeta principal - Motherboard, dónde se almacena información básica referente al equipo, lo que se denomina BIOS que integra un programa llamado POST encargado de reconocer inicialmente los dispositivos instalados como el teclado, el monitor CRT, la pantalla LCD, disqueteras, la memoria RAM, etc., y otro programa llamado Setup para que el usuario modifique ciertas configuraciones de la máquina.

• BIOS: proviene de las siglas ("Basic In Out System") ó sistema básico de entrada y salida. Se le llama así al conjunto de rutinas que se realizan desde la memoria ROM al encender la computadora,  permite reconocer los periféricos de entrada y salida básicos con que cuenta la computadora así como inicializar un sistema operativo desde alguna unidad de disco o desde la red.
• CMOS: proviene de las siglas de ("Complementary Metal Oxide Semiconductor") ó semiconductor complementario óxido-metálico. Es el  tipo de material con el que está basada la fabricación de un circuito especial llamado del mismo nombre "CMOS", el cuál tiene la característica de consumir un nivel muy bajo de energía eléctrica cuando está en reposo. En este material esta basada la construcción de la memoria ROM.
• SETUP: es un software integrado en la memoria ROM, desde el cuál el usuario puede acceder y modificar ciertas características del equipo antes de que cargue la interfaz de usuario, es decir, el sistema operativo.

Características generales

• Hace algunos años, la ROM era una memoria para una sola escritura de datos, en la fábrica se grababa la información y ya no era posible modificarla.
• Almacena configuraciones básicas de la tarjeta principal ("motherboard"), tales  como la información del fabricante, la fecha de manufactura, el número de serie, el modelo, etc.
• Integra un programa denominado POST que se encarga de realizar una revisión básica a los componentes instalados en el equipo antes de que se visualice algo en pantalla.
• Integra otro programa llamado SETUP, que contiene una serie de menús sobre las configuraciones avanzadas del equipo, las cuáles pueden ser modificados por el usuario (forma de arranque, dar de alta discos duros, disqueteras, unidades de CD/DVD, velocidad del microprocesador, etc.).
• Para almacenar los datos que el usuario modifica, cuenta con una memoria llamada CMOS alimentada constantemente desde una batería integrada en la tarjeta principal.
• Actualmente es posible borrarlas e incluso actualizarlas vía Internet ya que integran nueva tecnología de modificación de datos.    

Se trata de una memoria de semiconductor que facilita la conservación de información que puede ser leída pero sobre la cual no se puede destruir. A diferencia de una memoria RAM, aquellos datos contenidos en una ROM no son destruidos ni perdidos en caso de que se interrumpa la corriente de información y por eso se la llama "memoria no volátil".