PDF de programación - Clase 4 - Curso de Armado y Reparación de PC – Nivel 1

Curso de Armado y Reparación de PC – Nivel 1 – Gustavo Boselli – [email protected]

CLASE Nº 4



Microprocesadores
El microprocesador es el cerebro que marca el ritmo de trabajo. Es tan importante como la placa base. A veces
es mejor sacrificar MHz de velocidad en el procesador a cambio de tener unos MB más de memoria RAM. Por
ejemplo, un Micro de 900 MHz con 64MB de Ram tiene menor rendimiento que uno de 800MHz con 256 MB
de RAM en procesadores de igual marca. La marca del micro depende del presupuesto personal y de la
información que se pueden obtener para hacer la elección. La página de Sysopt, permite hacer comparaciones
simuladas de procesadores con otros componentes.

El Microprocesador se encuentra encapsulado (es decir, tiene un recubrimiento para darle consistencia, impedir
su deterioro y permitir su enlace con los componentes externos). Es un Circuito Integrado (CI) o sea un circuito
electrónico miniaturizado y contenido en una pequeña cápsula de Plástico o Cerámica de la cual emergen pines
para su conexión.

El micro tiene varias partes constitutivas: el chip principal, un coprocesador matemático (que realiza operaciones
con números fraccionarios), la memoria caché (memoria ultrarrápida que ayuda al micro en operaciones con
datos que maneja constantemente). Para identificar un micro dentro de la PC, veremos los distintos encapsulados
que existen.

DIPP (Dual Inline Package): es un encapsulado rectangular y chato que posee Dos Líneas de Pines en sus
laterales. Hoy está en desuso. Su ancho, largo y espesor son muy variados. Una marca o punto sobre el chip nos
indica la pata Nº 1 y las restantes se cuentan a partir de ella en sentido antihorario. La siguiente figura nos
muestra una vista superior:

SIP (Single Inline Package): es un encapsulado alargado con Una Sola Línea de Pines en uno de sus bordes. Un
punto pintado en uno de sus extremos nos indica el pin Nº 1.


(



)

PLC (Pin Line Cuadrature): puede ser cuadrado o rectangular, pero siempre sus pines se encuentran alrededor de
sus cuatro lados. Está soldado a la placa, y también en este caso el pin 1 se indica con un pequeño punto pintado
o un bajorrelieve o un borde biselado.



PGA (Pin Grid Array): es un encapsulado de aparición más reciente. Es siempre cuadrado y chato. Los pines
emergen de la cara inferior, no de los bordes como en los casos anteriores, y se encuentran organizados en forma
de Grilla.



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Sabemos que en la motherboard van conectados todos los componentes internos de la PC. Como actualmente el
micro se puede cambiar, hay distintos tipos de zócalos: Cuna (bastante antiguo), PGA (Pin Grid Array) y ZIF
(Zero Insertion Force).



El zócalo ZIF (Fuerza de Inserción Cero) es igual al PGA, pero agrega una palanca que permite sacar el micro
sin necesidad de pinzas especiales. Como éste tiene más de 100 "pines", si se saca sin esta pinza, se corre el
riesgo de doblar o romper alguno. Las mother anteriores al 386 llevaban el micro soldado a la placa, lo que
impedía su sustitución. Hoy se adoptó el sistema de zócalos para insertar el micro. Los actuales constan de esta
palanca que al levantarla permite introducir el micro sin ninguna presión, luego se baja y el micro queda sujeto a
la mother y todas sus patillas quedan en contacto con la placa.

Existen varios tipos de Socket para ZIF. Por ejemplo, Socket 3 para 486 y Socket 7 para Pentium ó 586.

Todos los encapsulados de chips poseen su zócalo correspondiente, que es un conector en el cual calzan sus
pines con sólo hacer presión. Esto permite soldar el zócalo a las placas y no el chip, para poder reemplazarlo
fácilmente en caso de fallas y no tener que desoldarlo. Un chip se reconoce por un Código pintado sobre él, que
comienza con una sigla propia del fabricante seguida de un Código Estándar que refiere el tipo y modelo exacto,
y luego un número de serie.

Microprocesador - Reconocimiento Físico: es un microchip capaz de realizar operaciones aritmético-lógicas
de tipo digital y de transferencia de datos a gran velocidad. Es como una súper calculadora con capacidades de
procesamiento adicional. Comenzaremos por un reconocimiento físico del micro mediante los datos que lo
caracterizan y que están pintados en el chip. Ellos son:


Logo del Fabricante

Marca
Modelo


Un procesador Intel 486DX4 de 100 Mhz instalado en la mother, viene encapsulado en formato ZIF:


Velocidad Máxima en Mhz

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Los primeros micros de PC se presentaban en encapsulado DIP (8086 y 8088 de XT). Para cambiar de
procesador era necesario cambiar directamente la placa madre. Luego fueron adoptando encapsulado PLC
(80286), hasta aparecer el encapsulado PGA (486 y posteriores).

Microprocesador - Estructura Interna y Funcionamiento
El micro procesa lo que le sea ordenado mediante un programa en la memoria RAM. Este programa le da
órdenes para que realice tareas en un "lenguaje" propio del micro denominado "Set de Instrucciones". El micro
posee tres partes internas:
UNIDAD de CONTROL: interpreta las instrucciones de programa y controla al resto de los componentes
(Unidad Aritmético-Lógica y Registros).
UNIDAD ARITMETICO-LÓGICA (ALU): realiza las operaciones matemáticas que le ordena la Unidad de
Control.
REGISTROS DE ALMACENAMIENTO: son lugares de almacenamiento temporario de información. Ellos son:
−Contador de Programa: guarda la posición de Memoria donde está la siguiente Instrucción a ejecutar.
−Registros de Datos: almacenan temporalmente información.
−Datos necesarios para realizar una operación aritmética o Lógica.
−Acumulador: Guarda los resultados de las operaciones realizadas por la ALU.



Clock: el micro ejecuta una Instrucción tras otra según se lo dicten las aplicaciones. Es necesario para ello que el
micro reciba una especie de "Pulso digital" que le marque el ritmo de proceso. Este es proporcionado por un
dispositivo externo denominado Clock. Una instrucción puede tomar uno o más pulsos de reloj. La velocidad del
reloj en las PC actuales va de 800 MHz a 2 GHz, o sea de 800 a 2000 millones de pulsos por segundo. A mayor
velocidad de clock, mayor velocidad de procesamiento.

Para poder realizar procesos de transferencia de información con el Microprocesador, todo periférico o
controlador de periférico debe estar conectado a los tres buses que conocemos.

El BUS de DATOS: Lleva información (datos -bytes) desde y hacia el micro, es "BIDIRECCIONAL". Siempre
tiene 8, 16, 32 o 64 hilos, pudiendo así transportar 1, 2, 4 u 8 bytes al mismo tiempo. Cuanto más ancho sea este
bus, mayor ser la velocidad de la máquina.
El BUS de DIRECCIONES: permite al micro seleccionar posiciones de Memoria para lectura o escritura. La
selección se efectúa mediante una combinación de pulsos de 0 v y 5 v presentes en dichas patas. Es un bus
"UNIDIRECCIONAL"; las direcciones sólo salen del micro y son leídas por los periféricos. A más ancho del
bus, mayor será la cantidad de Memoria que se puede Direccionar.
El BUS de CONTROL: señales individuales son utilizadas por el micro para controlar los Dispositivos externos
para efectuar transferencias de información. De estas señales algunas son entrantes y otras salientes del micro.

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Un MICRO se describe en términos de procesamiento de palabra, velocidad y capacidad de memoria a
direccionar (Ej.: 32 bits, 333MHz, 64 MB).
Procesamiento de palabra: es el número de bits que puede procesar como una unidad. Normalmente, el tamaño
de palabra actual es de 32 bits; es decir, el bus del sistema puede transmitir 32 bits (4 Bytes de 8 bits) a la vez
entre el procesador, la RAM y los periféricos.


Expresión minima (binary digit)

1 bit
1 Byte
1 KByte
1 MByte
1GByte

8 bits
1024 B
1024 KB
1024 MB


Velocidad del procesador: se mide en diferentes unidades según el tipo de computadora:
MHZ (MegaHertz): un oscilador de cristal controla la ejecución de instrucciones dentro del procesador. La
velocidad del procesador se mide por la frecuencia de oscilación o por los ciclos de su reloj por segundo. Por
ejemplo un procesador de 50 MHz realiza 50 millones de ciclos en un segundo.
Capacidad de la RAM a direccionar: Se mide en términos de los Bytes que puede direccionar. Habitualmente
se mide en KB y MB, aunque ya se debe empezar a hablar de GB.

Hay otras formas de medir la capacidad de un microprocesador:

MIPS (millones de instrucciones por segundo): para WS, minis y macro-computadoras. Por ejemplo, una
computadora de 100 MIPS ejecuta 100 millones de instrucciones por segundo.
FLOPS (operaciones de punto flotante por segundo): para las supercomputadoras. Las operaciones de punto
flotante incluyen cifras muy pequeñas o muy grandes. Hay supercomputadoras para las cuales se puede hablar de
GFLOPS o TFLOPS (Gigaflops es 1000 millones de FLOPS; Teraflops, 1 Billón de Flops).

Programación del Display del gabinete
El display frontal de los gabinetes AT mostraba la velocidad del microprocesador. Se puede programar, por eso
que no conviene confiar en la velocidad que marca. El display está dividido en unidades, decenas y centenas y
cada número está dividido en 8 segmentos.



Detrás del display hay conectores y jumpers: cada sector (A, B, C, etc.), enciende su segmento asignado:



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