• Like
  • Save
Mmix M1 Uf2 Apunts
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

Mmix M1 Uf2 Apunts

  • 591 views
Published

Apunts de la UF2 dem mòdul 1 del cicle formatiu MSMX

Apunts de la UF2 dem mòdul 1 del cicle formatiu MSMX

Published in Technology
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
591
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
0
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1.
    • Selecciona els components d'integració d'un equip microinformàtic estàndard, descrivint les seves funcions i comparant prestacions de diferents fabricants.
    • 2. Descriu els blocs que componen un equip microinformàtic i les seves funcions.
    • 3. Reconeix l'arquitectura de busos.
    • 4. Descriu les característiques dels tipus de microprocessadors
    • 5. Descriu la funció dels dissipadors i ventiladors.
    • 6. Descriu les característiques i utilitats més importants de la configuració de la placa base.
    • 7. Avalua tipus de xassís per a la placa base i la resta de components.
    • 8. Identifica i manipula els components bàsics
    • 9. Identifica i manipula diferents adaptadors (gràfics, LAN, mòdems, etc.)
    • 10. Identifica els elements que acompanyen a un component d'integració (documentació, controladors, cables i programari d’utilitats, etc.)
    Resultats de l'aprenentatge i criteris d'avaluació UF2
  • 11. UF2 Components d’un equip microinformàtic 2.1 Introducció al processament de dades a un ordinador 2.2 La placa base 2.2.1 Introducció 2.2.2 Microprocessadors 2.2.2.1 Estructura interna del microprocessador 2.2.2.2 Evolució dels microprocessadors de la família Intel 2.2.2.3 La família de processadors d’AMD 2.2.3 Memòria 2.2.3.1 Introducció 2.2.3.2 Tecnologies de memòria 2.2.3.3 Factors de forma i bancs de memòria 2.2.3.4 La memòria caxé
  • 12. 2.2.4 Busos del sistema 2.2.4.1 Introducció 2.2.4.2 Bus ISA 2.2.4.3 VESA Local Bus 2.2.4.4 PCI 2.2.4.5 AGP 2.2.4.6 PCI-Express 2.3 Targetes d’expansió 2.3.1 Introducció 2.3.2 La targeta gràfica 2.3.3 La targeta de so 2.3.4 La targeta de xarxa
  • 13. EXAMEN ACTIVITATS ACTITUD 40% 50% 10% ACTIVITATS: 40% TREBALLS: 40% PRÀCTIQUES:20% AVALUACIÓ
  • 14. 2.1 Tractament de dades a un ordinador
    • Ordinador: aparell integrat per diversos elements, capaç de processar informació, realitzar càlculs, executar programes i comunicar-se amb un usuari o altres màquines.
    • 15. L’ordinador treballa internament amb bits.
    • 16. Un bit és una dada que només pot prendre dos valors, anomenats ‘1’ i ‘0’
    • 17. L'1 i el 0 es representen Internament, amb nivells de tensió
  • 18. 5 2 0 9 7 Potència de 10 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 Operació 5x10 4 2x10 3 0x10 2 9x10 1 7x10 0 Càlcul 50000 2000 0 90 7 52097 SISTEMA DECIMAL SISTEMA DECIMAL SISTEMA DECIMAL SISTEMA DECIMAL SISTEMA BINARI 1 0 1 1 1 Potència de 2 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 Operació 1x2 4 0x2 3 1x2 2 1x2 1 1x2 0 Càlcul 16 0 4 2 1 23
  • 19. B3 B2 B1 B0 DEC 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 0 1 0 1 5 0 1 1 0 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 0 0 1 9 1 0 1 0 10 1 0 1 1 11 1 1 0 0 12 1 1 0 1 13 1 1 1 0 14 1 1 1 1 15
  • 20. PASSAR DE DECIMAL A BINARI DIVIDENT DIVISOR COCIENT RESIDU 22 2 11 0 11 2 5 1 5 2 2 1 2 2 1 (MSB) 0 22 -> 10110
  • 21. 1 1 0 1 1 0 (6) 0 1 1 1 (7) ---------------- 1 1 0 1 (13) SUMA BINÀRIA Els xips i components interns de l’ordinador (la seva electrònica), s’encarrega de fer aquests càlculs en binari. El programari o software de l’ordinador s’encarrega de presentar-nos aquestes dades en binari en format decimal per a la nostra comprensió. No cal dir que aquest càlculs i dades binàries són molt més complicats. També existeixen números sencers (que poden ser negatius), reals (poden tenir part decimal), etc., que compliquen la representació i el càlcul, però sempre es tradueixen en 1 i 0s (bits).
  • 22.
    • Quan es treballa amb dades binàries, s'costuma a fer amb agrupacions de 8 bits.
    • 23. A aquests conjunt de 8 bits se li anomena Byte.
    • 24. Per representar Bytes, s’acostuma a treballar amb un altre base, la 16, anomenada base hexadecimal.
    • 25. Cada xifra hexadecimal pot tenir 16 valors, que es representen amb les xifres de 0 a 9 i de l’A a la F.
    SISTEMA HEXADECIMAL
  • 26. B3 B2 B1 B0 HEXA DEC 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 2 2 0 0 1 1 3 3 0 1 0 0 4 4 0 1 0 1 5 5 0 1 1 0 6 6 0 1 1 1 7 7 1 0 0 0 8 8 1 0 0 1 9 9 1 0 1 0 A 10 1 0 1 1 B 11 1 1 0 0 C 12 1 1 0 1 D 13 1 1 1 0 E 14 1 1 1 1 F 15
  • 27. 10110011001010100001000011010 CONVERSIÓ HEXADECIMAL-BINARI 1011 0011 0010 1010 0001 0000 1101 1001 B 3 2 A 1 0 D 9 1011 0011 0010 1010 0001 0000 1101 1001
  • 28. REPRESENTACIÓ DE CARÀCTERS, NÚMEROS I SÍMBOLS
    • Els ordinadors han de ser capaços de treballar amb textos.
    • 29. Per representar lletres, xifres i caràcters especials (espais, tabulacions, accents, etc.) de nou en bits, s’utilitzen codis que assignen un representació binària a cada caràcter. Aquest codis estan normalitzats sent els més coneguts l’ASCII, l’UNICODE o l’EBCDIC.
    • 30. El nombre de caràcters que s’han de representar (minúscules, majúscules, xifres, etc.) fa que cada assignació requereixi un mínim de 7 bits (amb 7 bits es poden representar 2 7 = 128 caràcters diferents).
  • 31. Codi ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
  • 32.  
  • 33. Conversió de senyals analògiques a digitals La representació de senyals d’origen analògic tals com imatges, vídeo i so, també requereixen una conversió a digita (representació en ‘1s’ i ‘0s’). La manera de fer aquesta conversió, en general requereix 3 passos:
    • Mostrejar: consisteix en agafar valors del senyal a digitalitzar cada cert temps fix (anomenats mostres), a un ritme prou gran com per a que la qualitat del senyal digital sigui bo.
    • 34. Quantificar: consisteix en assignar un valor anomenat valor quantificat dins d’un número finit de valors a cada mostra.
    • 35. Codificar: assigna a cada mostra una representació digital en n bits. Quants més bits, millor serà la qualitat del senyal digital, però més potència de procés requerirà l’ordinador
    Els format de codificació dels senyal de so (mp3, wav, etc.), imatges (bmp, jpeg, gif, etc.) o vídeo (mpeg, avi, etc.) son arxius binaris que representen aquestes mostres dels senyals analògics originals. Naturalment són formats de representació complexos, per que generalment s'apliquen als senyals tècniques de compressió per a que els fitxers ocupin el menys possible.
  • 36. http://www.youtube.com/watch?v=ZIop4v4qaBA Conversió de senyals analògiques a digitals
  • 37. http://www.youtube.com/watch?v=YDXpZ8f9AdI
  • 38. Placa mare La placa base (mainboard), o placa mare (motherboard), és l’element principal de tot ordinador; allà es troben o connecten la resta d’elements i dispositiu. Físicament, es tracta d’una "oblea" de material sintètic, sobre la qual existeix un circuit electrònic que connecta diversos elements que es troben ancorats sobre ella; els principals són:
    • El microprocessador, ubicat a un element anomenat sòcol;
    • 39. La memòria, generalment en forma de mòduls;
    • 40. Los slots o ranures de expansió a on es connecten les targetes;
    • 41. Diversos xips de control, entre ells la BIOS i el xipset
  • 42. Les dues funcions principals de la placa mare són:
    • Per una banda fer de suport per a alguns dels components de l’ordinador o oferir connectors per a l’acoblament d’altres
    • 43. Per l’altre oferir línies conductores (pistes) que connecten uns components amb uns altres
  • 44.  
  • 45. Sòcol del microprocessador És el lloc a on s’insereix el microprocessador. Cada família de plaques tenen un sòcol diferent, en funció principalment del nombre de pins del microprocessador. A partir del microprocessador 80486, el tipus de de sòcol és el conegut com a ZIF (Zero Insertion Force), que permeten introduir i extreure el microprocessador de forma molt senzilla. Els microprocessadors van estar dotats primer de disipador i actualment de disipador i ventilador. Aquest ventilador és tan gran actualment, que la placa incorpora diversos orificis per tal de poder ser fixat sobre el microprocessador.
  • 46. Sòcol del microprocessador http://www.youtube.com/watch?v=SiMJzptbTMI http://www.youtube.com/watch?v=RYD9TLN4qpM&feature=related
  • 47. Xipset El xipset és el conjunt ( set ) de xips que s’encarrega de controlar determinades funcions de l’ordinador, en general relacionades amb la manera com el microprocessador es comunica amb altres elements dels sistema tals com memòria, memòria caxé, busos d’expansió, ports de comunicació, etc. Per a que una placa mare tingui unes bones característiques és imprescindible que el xipset tingui unes bones prestacions i suporti les últimes tecnologies relacionades amb les plaques base. A les plaques actuals, el xipset s’acostuma a dividir en dues parts:
    • El North Bridge o pont nord, que s’encarrega de les comunicacions entre el microprocessador i els elements més ràpids de la placa mare, tal com la memòria RAM, memòria caxé, alguns busos d’expansió, etc.
    • 48. El South Bridge o pont sud, encarregat de les comunicacions lentes com busos de comunicació paral·lel, sèrie, USB, etc.
  • 49. Aquest elements, especialment el North Bridge, acostumen a portar dissipadors per evacuar la calor que desprenen. Alguns dels fabricants de xipset més reconeguts són NVidia, SiS, Ali, Intel, Via, etc.
  • 50.  
  • 51. BIOS (Basic Input-Output System) És un programa gravat a una ROM (Read Only Memory) que s’encarrega de donar suport per manegar alguns dispositius del sistema (discs durs, busos d’expansió, busos de comunicació, etc.). Controla l’arrencada de l’ordinador, comprovant l’estat correcte de la memòria, discs durs, disketteres i altres dispositius, i en cas de que tot sigui correcte, donant finalment el control de l’ordinador al sistema operatiu instal·lat a la màquina. A més , la BIOS conserva certs paràmetres com el tipus de disc dur, la data i hora del sistema, etc., que es desen a una memòria tipus CMOS, de molt baix consum i que és mantinguda amb una pila. Aquest paràmetres es poden consultar i canviar mitjançant una utilitat accessible en arrencar l’ordinador (normalment coneguda com a setup)
  • 52.  
  • 53.  
  • 54. SOCKET PLCC BIOS
  • 55. RANURES O SLOTS D'EXPANSIÓ Es tracta d’unes ranures de plàstic amb connectors elèctrics a on s’introdueixen les targetes de expansió (targeta de vídeo, de so, de xarxa...). Tenen diferent grandària i color en funció de la tecnologia que utilitzin (ISA, VESA, PCI, AGP, PCI-Express)
  • 56.  
  • 57. Es tracta dels connectors per a perifèrics externs: teclat, ratolí, sèrie, USBs, impressora... A les plaques base actuals, el nombre de connectors externs acostuma a ser molt gran, ja que és molt comú que a part dels connectors esmentats, també la placa mare també conti amb targetes integrades tal com la de so, vídeo, xarxa, etc. CONNECTORS EXTERNS
  • 58.  
  • 59. Sota aquesta denominació s’engloben els connectors per a dispositius interns tals com diskettera, disc dur, DVD, UBB de la caixa, alimentació de la placa, etc. Depenent del tipus de dispositiu, tenim connectors diferents, tal com els de 34 pins de diskettera, 40 pins d’IDE paral·lel, els SATA, etc. Tots aquest connectors tenen mecanismes per evitar la connexió incorrecta dels cables corresponent, i serigrafiada a la placa, apareix normalment indicat el pin 1 del connector. CONNECTORS INTERNS
  • 60.  
  • 61.  
  • 62.  
  • 63. MICROPROCESSADOR El microprocessador és l’autèntic “cervell” de l'ordinador, és a dir, la seva part més important. S'encarrega d'executar els programes i dirigir tot el sistema. També se li coneix per CPU (Central Processing Unit) o UCP (Unitat Central de Procés). Entre les tasques fonamentals que ocupa, podem citar les següents:
    • Realitza les operacions aritmètiques, lògiques i de coma flotant
    • 64. Adreça la memòria.
    • 65. Gestiona les instruccions dels programes carregats en memòria, anant a cercar sempre les següents que ha d’executar
    • 66. Controla el transport de dades a través dels busos.
  • 67. Físicament, el microprocessador és un xip d’actualment prop de 1000 pins situat en la placa base de l'ordinador. Internament, un microprocessador està format per molt elements:
    • ALUs (Aritmethic Logic Unit) o Unitats Aritmètic-Lògica
    • 68. Unitat de Coma Flotant
    • 69. Unitats de Control
    • 70. Memòria caxé
  • 71.  
  • 72. El microprocessador necessita agafar o portar dades de l’exterior, ja sigui de memòria, de discs durs, de perifèrics com el teclat o la pantalla... Per fer-ho, necessita transportar bits o Bytes des de dins seu fins a l’exterior o portar-los de fora cap a l'interior. Això ho fa amb alguns dels seu pins. Cada pin pot transporta un bit, i el que es fa és agrupar una sèrie de pins que tenen una funció en concret i anomenar-los busos. El microprocessador, bàsicament, consta de tres tipus de busos:
        • Bus de dades.
        • 73. Bus d'adreces
        • 74. Bus de control.
  • 75. És un bus bidireccional que té com a funció transportar les dades entre el microprocessador i la memòria o els perifèrics. Quantes més línies (pins)formin el bus de dades del sistema i el microprocessador, més rendiment tindrà ja que podrà, d’un sol cop, transportar més bytes. Existeixen 2 tipus de bus de dades:
    • Bus de dades intern: integrat dins del microprocessador, té com a funció transferir informació entre els diferents components del mateix.
    • 76. Bus de dades extern: no sempre és la prolongació del bus de dades intern. En alguns casos, el bus de dades extern és inferior al bus de dades intern, amb l’objectiu d’estalviar costos. En altres és al revés, amb la qual cosa s’aconsegueix incrementar el rendiment.
    Bus de dades
  • 77. Bus d'adreces Bus unidireccional que comunica el microprocessador amb els xips de memòria, el xipset i altres elements, de manera que quan el microprocessador vol llegir o escriure el contingut d’una cel·la de memòria, el valor corresponent a l’adreça d’aquesta cel·la és enviat a través d’aquest bus. El contingut de la cel·la de memòria que es vol llegir o escriure reverteix al microprocessador a través del bus de dades. El nombre de línies del bus d’adreces és de vital importància per a la potència de la màquina, ja que estableix la quantitat de memòria RAM que pot ser gestionada pel microprocessador.
  • 78. Bus de control Aquest bus serveix de via de transport per a una sèrie de senyals de control generades pel microprocessador, la funció de les quals és l’activació de la circuiteria externa associada al mateix. Els senyals de control poden ser de diversos tipus:
    • Senyal de rellotge: el senyal de rellotge o clock, és un senyal que marca el ritme d’execució d’instruccions per part del microprocessador. Es mesura en MHz o GHz.
    • 79. Senyals d’interrupció: per controlar quins perifèrics o programes són prioritaris
    • 80. Senyals de control de lectura/escriptura en memòria: serveix per indicar si es vol llegir o escriure en memòria
    • 81. Senyals de selecció de xips: serveix per seleccionar algun dels xips que envolten el microprocessador a la placa mare
    • 82. Senyals de control d’entrada/sortida: serveixen per controlar la transferència de dades als perifèrics
  • 83. L’evolució del microprocessador des del primer ordinador personal. En general, aquesta evolució ha perseguit sempre un més gran rendiment en els microprocessadors (últimament, la disminució del consum està prenent igualment un gran protagonisme en el desenvolupament dels microprocessadors). Hi ha moltes maneres d’aconseguir un millor rendiment del microprocessador, però bàsicament poden esmentar tres com les més efectives:
    • L’increment de la freqüència de rellotge (clock)
    • 84. L’increment del nombre de línies del bus de dades
    • 85. L’ inclusió de més d’un microprocessador a una placa o de més d’un nucli a un microprocessador.
  • 86. ANY CPU BUS DADES BUS ADDR CLOCK ALTRES 1980 8088 8 EXTERN 16 INTERN 20 8MHZ PC; MS-DOS 1982 80286 16 24 12MHZ AT 1985 80386 DX 32 32 25MHZ Windows 3.1 1988 80386 SX 32 INTERN 16 EXTERN 32 25MHZ Windows 3.1 1989 80486DX 32 32 50MHz Incorpora coprocessador matemàtic; 8KBytes caxé L1; Windows 95 MICROPROCESSADORS INTEL
  • 87. ANY CPU BUS DADES BUS ADDR CLOCK ALTRES 1993 Pentium 32 intern 64 extern 32 166MHz Superescalar (2 vies); 16KB caxé L1 Pentium pro id id 512KB caxé L2 Pentium MMX id id 266MHz Instruccions MMX; 32KB caxé L1 1997 Pentium II id id 450MHz SEC-Slot1; 512KB caxé L2, 32KB caxé L1; MMX; models Celeron i Xeon; Windows 98 1999 Pentium III id id 1GHz id
  • 88. ANY CPU BUS DADES BUS ADDR CLOCK ALTRES 2000 Pentium IV 32 intern 64 extern 32 4GHz Caxé L2 2MB; Windows XP; 2005 Pentium 64 bits 64 intern 128 extern 40 3GHz Itanium-EMT64; 128KB caxé L1; 2MBytes caxé L2 2005 Pentium D id id id 2 nuclis 2008 Intel Core i7 id id id 3 nuclis 2009 Intel Core i7 Extreme id id id 4 nuclis
  • 89. MICROPROCESSADORS AMD-INTEL ANY PROCESSADOR Caxé L1 Caxé L2 Caxé L3 MMX Gràfics 3D Altres 1997 AMD K6 II 64KB 0 Si Si 3D Now! PentiumII 32KB 512KB No Si Si 1999 AMD K6 III 32KB 32KB Si Si 3D Now! Pentium III 32KB 51MB No Si Si 1999 AMD Athlon 128K 512MB Si Si 3D Now! 3 vies d’execució Pentium III Xeon 32KB 2MB No Si Si 2 vies d’execució
  • 90. Any Família Model Nuclis 2000 AMD Athlon XP Palomino, Thoroughbred, Thorton 1 Pentium IV Willamette, Northwood, Prescott 2005 AMD 64 Athlon 64, Athlon 64 FX 1 Pentium IV EMT64 Pentium IV Prescott, Prescott 2M, Cedar Mill 2005 AMD Athlon x2 Athlon 64x2, Athlon x2, Athlon 64 FX 2 Pentium D Pentium D Smithfield, Presler, Extreme Edition (XE) 2008 AMD Phenom Phenom x 3 3 AMD Phenom Phenom x 4 4 Intel Core i7 i7920, i7940 4 2009 AMD Phenom II Phenom II x 4 4 Intel Core i7 Extreme I7965 o i7975 4
  • 91. MEMÒRIA La memòria és una part física de l’ordinador (maquinari), connectada al microprocessador, mitjançant els bussos, que serveix per emmagatzemar informació de forma temporal (RAM) o permanent (ROM). Físicament, la memòria RAM d’un ordinador està formada per un conjunt de xips, normalment col·locats una sèrie de mòduls que s’insereixen a la placa mare a les ranures corresponents. Cada xip de memòria emmagatzema la informació en unitats elementals o cel·les, cadascuna de les quals és capaç d’emmagatzemar, almenys, 1 Byte
  • 92. MULTIPLE EQUIVALENCIA BYTES Kilo Byte (KB) 1024 Bytes 1024 Mega Byte (MB) 1024 KBytes 1.048.576 Giga Byte (GB) 1024 MBytes 1.073.741.824 Tera Byte (TB) 1024 GBytes Múltiples
  • 93. Tipus de memòria
    • Memòries ROM (Read Only Memory) : és un tipus de memòria només de lectura, és a dir, aquella el contingut de la qual només pot llegir-se, mai modificar-se. La BIOS es grava a una memòria d'aquest tipus, així com certes rutines de targetes gràfiques.
    • 94. Memòries RAM(Random Acces Memory): són les que s’utilitzen normalment per a executar programes i emmagatzemar dades. Es caracteritzen principalment per la seva volatibilitat.
  • 95. Tipus de memòria RAM
    • DRAM (Dinamic RAM): necessita actualitzar contínuament el contingut de les seves cel·les mitjançant un cicle de refresc. La memòria principal de l'ordinador és memòria DRAM.
    • 96. SRAM (Static RAM): no necessita ser refrescada periòdicament, la qual cosa permet una major velocitat de resposta, encara que els xips de memòria d’aquest tipus solen ser més cars. És la utilitzada a la memòria caxé
    • 97. CMOS-RAM. memòria RAM no volàtil, gràcies a que es troba permanentment alimentada per bateries (BIOS-CMOS)
  • 98. 34 A2 DF 45 67 99 08 23 Bus adreces Bus dades 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 Adreces de memòria i bussos
  • 99. Amb n línies del bus d'adreces podem tenir 2 n posicions de memòria LÍNIES 2 n DENOMINACIÓ 10 2 10 = 1024 Bytes KByte 20 2 20 = 2 10 * 2 10 = 1024 KBytes MByte 30 2 30 = 2 10 * 2 20 = 1024 MBytes GByte 40 2 40 = 2 10 * 2 30 = 1024 GBytes TByte
  • 100. Tecnologies de memòria NOM ANY FACTOR DE FORMA CARACTERÍSTIQUES FPM 1993 SIMM 72 Accés més ràpid a les dades localitzades a la mateixa filera EDO 1995 SIMM 72/DIMM 168 Millora del 10-15% sobre FPM SDRAM 1996 DIMM 168 Sincronització amb el clock de la CPU (66MHz, 100MHz, 133MHz) RAM BUS 1999 Transferència de dades sobre un bus de 16 bits a 800MHz DDR 2000 DIMM 184 Transferència de dades doble en cada període de rellotge: clock 133MHz--> transferència a 266MHz DDR2 2004 DIMM 240 Disminució de consum i possibilitat de clock més gran DDR3 2007 DIMM 240 id
  • 101. Mòdul DIMM XIP Clock Data Rate Vt (MBps) PC66 SDRAM 66 66 66 533 PC100 SDRAM 100 100 100 800 PC133 SDRAM 133 133 133 1066 PC1600 DDR200 100 200 1.600 PC2100 DDR266 133 266 2.133 PC2400 DDR300 150 300 2.400 PC2700 DDR333 166 333 2.667 PC3000 DDR366 183 366 2.933 PC3200 DDR400 200 400 3.200 PC3500 DDR433 216 433 3.466 PC3700 DDR466 233 466 3.733 PC4000 DDR500 250 500 4.000 PC4300 DDR533 266 533 4.266 PC2--4200 DDR2-533 266 533 4.266 PC2-5300 DDR2-667 333 667 5.333 PC2-6400 DDR2-800 400 800 6.400 PC2-7400 DDR2-933 466 933 7.460 PC2-8500 DDR2-1066 533 1066 8.530 PC2-9600 DDR2-1200 600 1200 9.600 PC2-10600 DDR2-1333 667 1333 10.660 PC2-11700 DDR2-1466 733 1466 11.730 PC2-12800 DDR2-1600 800 1600 12.800
  • 102. Doble Canal (Double Channel) Doble canal és una característica d’una placa mare que conta amb un xipset amb dos canals de memòria en lloc d’un. Els dos canals maneguen el processament de la memòria de forma més eficient reduint per tant els retards que acostumen a afectar a un mòdul de memòria (per exemple, mentre un controlador de memòria escriu o llegeix dades, l’altre controlador es prepara per al següent accés, eliminant els retards que s’esdevenen quan un mòdul de memòria intenta ser accedit). S’estima que l’arquitectura de doble canal és capaç de millorar l’accés a memòria un 10%. En general cal assegurar-se de:
    • Les DIMMs han de ser instal·lades en parells
    • 103. Preferiblement han de ser idèntiques
  • 104.  
  • 105. Factors de Forma NOM BUS DADES ORDINADOR ALTRES SIMM 30 1 Byte 386, 486 3,5” SIMM 72 4 Bytes 486, Pentium 4,25” (FPM, EDO) DIMM 168 8 Bytes Pentium PII, PIII SDRAM DIMM 184 8 Bytes Pentium IV DDR DIMM 240 8 Bytes Pentium D DDR2 i DDR3 (però incompatibles entre si)
  • 106. SIMM 30 SIMM 72 DIMM 168 DIMM 184 DIMM 240
  • 107. Bancs de memòria Banc de memòria: nombre de mòduls de memòria que cal inserir a la placa per completar el bus de dades de memòria SIMM 30 contactes SIMM 72 contactes DIMM 386 4 -- -- 486 4 1 -- Pentium -- 2 1 Pentium II i posteriors -- -- 1
  • 108. Memòria caxé La memòria caxé és una memòria RAM estàtica (SRAM) situada entre el CPU i la RAM. Aquesta ubicació fa que sigui suficientment ràpida per a emmagatzemar i transmetre les dades que el microprocessador necessita rebre gairebé instantàniament. La memòria caxé és més ràpida( 5 o 6 vegades més), però molt més cara (fins a 10 o 20 vegades més) que la RAM Dinàmica o memòria principal. Bàsicament les funcions de la memòria caxé són;
    • Accelerar el processament de les instruccions de memòria en la CPU.
    • 109. Accelerar l'accés a les dades que necessita la CPU.
  • 110. La memòria caxé es carrega des de la RAM amb les dades i/o instruccions que ha anat a cercar la CPU en les últimes operacions. La CPU sempre busca primer la informació en la caxé, de manera que normalment, si la dada que cerca la troba aquí, l’accés serà molt ràpid. Però si no troba la informació a la caxé, es perd un temps extra a acudir a la RAM i copiar aquesta informació a la caxé per a la seva disponibilitat. Com aquestes fallades ocorren amb una freqüència relativament baixa, el rendiment millora considerablement, ja que la CPU accedeix més vegades a la caxé que a la RAM.
  • 111.  
  • 112. Nivells de caxé
    • Caxé de memòria: nivells segons la ubicació física:
      • Nivell 1 (L1): Conegut com caxé interna, és troba en el mateix nucli que la CPU i per tant l'accés es produeix a la velocitat de treball del processador. Presenta una grandària molt reduïda, (de 8a 128 KB)
      • 113. Nivell 2 (L2): Conegut com caxé externa, es troba en l'encapsulat del microprocessador però fora del nucli. Més lenta que la L1, però de major capacitat.
      • 114. Nivell 3 (L3): Es troba en algunes plaques base, processadors i targetes d’interfície.
      • 115. Nivell 4 (L4): Es troba situada als perifèrics
    • Caxé de memòria RAM: La memòria principal RAM sol fer de caxé per als dispositius d’emmagatzematge i perifèrics.
    • 116. Caxé en disc dur: Utilitzades pels navegadors Web i perifèrics.
  • 117.  
  • 118. BUSOS DEL SISTEMA
  • 119. Un bus és un conjunt de línies capaces de transportar senyals digitals. Els diferents dispositius a interconnectar s’acoblen al bus, compartint les línies que ho componen. Això pot dur a conflictes si no s’estableix una correcta coordinació del seu ús. Per exemple, un conflicte important sorgiria si dos dispositius intentessin posar informació sobre el bus al mateix temps. En general, el bus és utilitzat per dos dispositius cada vegada: un envia la informació i l’altre la rep . És necessari establir una sèrie de normes que assegurin una correcta harmonia en l’ús del bus. En altres paraules, un bus és la suma d’un conjunt de línies digitals (part física) i un conjunt de normes sobre el seu ús (part lògica).
  • 120. Un bus es caracteritza per dos factors:
    • Amplada del bus: nombre de línies que componen el bus, i indica el nombre de bits que pot transportar el bus a cada impuls de rellotge.
    • 121. Velocitat del bus: quantitat de cicles de transferència que poden tenir lloc per segon en cada línia del bus, i per tant es mesura en MHz.
    De les dues característiques anteriors es deriva l’ample de banda del bus. Aquesta mesura es correspon amb la multiplicació de la velocitat i l’amplada i reflecteix la quantitat d’informació que pot transferir el bus per unitat de temps (en aquest cas, al tractar-se d’informació, la unitat és MB per segon).
  • 122. En tot PC coexisteixen diversos busos, els quals es troben estructurats de forma jeràrquic:
    • Bus del sistema: uneix memòria i CPU
    • 123. Busos Locals: busos dedicats a la transferència de dades entre els dispositius d'E/S i el bus del sistema. Els principals busos locals que han estat presents en els PC són: ISA, VLB, PCI, AGP i PCI-Express
  • 124. BUSOS LOCALS NOM ANY LÍNIES CLOCK Vt ALTRES ISA 1984 16 8MHz 16MBps De 8 línies i 4,77MHz en el PC. El control del bus el realitza la CPU VLB 1992 32 33MHz 132MBps Desenvolupat per al 80486. Fins a 66MHz PCI 1993 32 33MHz 132MBps Controlador de bus intel·ligent. PnP. Multiplataforma. Transferència en ràfegues PCI-X 64 66MHz 528MBps AGP 1997 32 66MHz 264MBps Port gràfic. Versions x2 (528MBps), x4 (1056MBps) i x8 (2112MBps)
  • 125.  
  • 126.  
  • 127. PCI-EXPRESS
    • PCI Express es basa en la transmissió de dades mitjançant connexions sèrie bidireccionals.
    • 128. La capa física bàsica de PCI Express està formada per un parell de línies de transmissió diferencial i un parell de línies de recepció diferencial.
    • 129. És possible agrupar cada línia de dades per a formar un carril, o lane com es denomina en l’argot de PCI Express, per a així obtenir un major ample de banda de forma senzilla i evitant els problemes elèctrics que solen implicar els busos paral·lels d'alta velocitat.
    • 130. Aquesta agrupació dóna lloc als ports que més comunament observarem en les implementacions comercials d'aquesta tecnologia: x1, x4 i x16.
    • 131. No obstant això la especificació actual suporta les següents configuracions: x1, x2, x4 , x8, x12, x16 i x32.
  • 132. PCI-EXPRESS X1 PCI-EXPRESS X16 Bàsicament es tracta de vuit connexions sèrie de tipus diferencial, tant d’enviament com de recepció, treballant a una velocitat de 2,5 GHz. Aquesta configuració ofereix un ample de banda teòric màxim al voltant de 200-250 MB/s. Dita amplada de banda està disponible, de forma independent, per a transmetre i per a rebre informació. PCI Express x 16 ofereix una amplada de banda de 3,2 GB/s en ambdós sentits (200MB x16 (de PCI Express x1)), superior a les prestacions ofertes per AGP X8, i per tant, aquest port està cridat a suportar les targetes gràfiques
  • 133.  
  • 134.  
  • 135. TARGETES D'EXPANSIÓ L’ordinador es pot dotar de prestacions addicionals no presents a la placa mitjançant l’acoblament de targetes d’expansió a les ranures o busos presents a la placa. Actualment les plaques mares acostumen a portar integrades diverses funcions abans proporcionades per targetes, tal com vídeo, so o xarxa. Tanmateix, aquestes funcions integrades acostumen a presentar característiques de gamma baixa, per la qual cosa, encara és comú acoblar targetes a l’ordinador.
  • 136. TARGETES DE VÍDEO O GRÀFICA XIP/XIPSET DE VÍDEO MEMÒRIA RAM DE VÍDEO RAMDAC
  • 137. GPU (Graphics Processor Unit) L’aparició dels sistemes operatius gràfics va provocar que les exigències del sistema gràfic de l’ordinador fossin molt més grans. El PC es va veure obligat a manegar un volum d’informació molt notable: imatges amb una gran resolució i milers (o milions) de colors. Per evitar que la CPU es veies col·lapsada per aquests càlculs, les targetes de vídeo es van convertir en una mica més que un intermediari entre la CPU i el monitor, i van passar a ser dotades de capacitat de càlcul, amb un processador especialitzat en qüestions de tractament gràfic. Fa anys, aquesta capacitat de processament s’implementava mitjançant un conjunt de xips, i d’aquí el nom de vídeo xipset. Actualment, les tecnologies d’integració permeten implementar tal processador en un únic xip o GPU, que no és rar que es caracteritzi per una complexitat superior a la d’algunes CPU. Entre els més coneguts fabricadors de processadors gràfics es troben Intel, ATi, Matrox o nVidia.
  • 138. MEMÒRIA GRÀFICA Després de les operacions gràfiques que realitza la GPU, el resultat és la informació de vídeo a mostrar en el monitor, sempre en format digital. Igual que la CPU necessita a la RAM per a emmagatzemar els resultats de les operacions, la GPU també necessita emmagatzemar la informació de vídeo resultant en una memòria. En els inicis del PC, el requeriment d’espai era reduït i s’emprava una zona especial de la memòria superior del sistema (UMA) per a allotjar les dades de vídeo. Avui dia, la quantitat de dades a manejar és tan gran que les targetes de vídeo integren la seva pròpia memòria RAM. La quantitat i el rendiment de la memòria emprada tenen tanta importància com l’eficiència del xipset. Per això, és important parar esment a les especificacions del fabricant: quanta memòria s’integra en la targeta i quins són les seves prestacions.
  • 139. RAMDAC Com que la informació a mostrar es troba en format digital a memòria, els moderns monitors TFT poden recollir aquesta informació directament, sense haver de realitzar la conversió digital-analògica (connector DVI). Tanmateix, als monitor de tub (TRC) encara els hi falta un element que converteixi aquesta informació en senyals analògics per a governar el monitor. Aquest component rep el nom de RAMDAC (RAM perquè pren la informació d'una memòria RAM, i DAC de Digital to Analog Converter, convertidor digital/analògic). L’operació de llegir la informació digital i produir imatges visibles es realitza multitud de vegades per segon. Com era d’esperar, les prestacions del RAMDAC tenen un gran impacte en la qualitat de la imatge que es visualitza en pantalla. En concret, el RAMDAC condiciona la freqüència de refresc de la pantalla, la màxima resolució, i el màxim nombre de colors que es poden visualitzar.
  • 140.  
  • 141.  
  • 142.  
  • 143.  
  • 144. MODES DE VÍDEO La informació de vídeo es caracteritza per diversos paràmetres, que determinen fins a on pot arribar cada targeta de vídeo. En primer lloc, cal distingir entre dos modes de vídeo fonamentals:
    • Mode text: la targeta de vídeo emmagatzema la forma (definició píxel a píxel) de tots els caràcters que és possible mostrar (generalment, aquest conjunt de caràcters s’ajusta a l’estàndard ASCII). No és possible accedir als píxels que formen cada caràcter. La CPU diu a la targeta de vídeo quin caràcters vol mostrar, i la targeta de vídeo és l’encarregada de generar la seva forma en pantalla.
    • 145. Modes gràfiques: els píxels es manegen de forma individual, i per tant és possible generar tant text com imatges. Al treballar a nivell de píxel, la quantitat d’informació a emmagatzemar per a omplir una pantalla és molt superior.
  • 146. Altra distinció a realitzar se centra en els modes monocrom i color:
    • Mode monocrom, en l’àmbit pràctic, no existeix avui dia en el món del PC
    • 147. Mode color, cada píxel s’identifica mitjançant un grup de bits, que determinen el color a aplicar. Realment, el color es crea com la suma de tres colors primaris: vermell, verd i blau (RGB). Per això, el conjunt de bits es divideix en tres grups, que identifiquen la intensitat a aplicar a cada color primari. El nombre de bits emprats per píxel determina la quantitat de colors que és possible mostrar (4 bits--> 16 colors; 8 bits--> 256 colors; mode high color o 16 bits-->65.535 colors, true color o 24 bits per píxel-->16 milions de possibles color)
  • 148. Un paràmetre fonamental és la resolució o quantitat de píxels que componen una pantalla generada per la targeta de vídeo. La resolució se sol especificar amb el format H x V, on H és el nombre de píxels horitzontals i V és el nombre de píxels verticals. Arribats a aquest punt, resta palès que la combinació de nombre de colors i resolució permet definir diverses configuracions per a la targeta de vídeo, que requeriran major o menor memòria per a l’emmagatzematge. Per exemple, treballant amb una resolució de 800 x 600 i high-color, es tindran: (800 x 600) píxels x 16 bits/píxel = 0,92 MB per pantalla.
  • 149. Resolució Pixels Pantalla 320 x 200 64.000 640 x 480 307.200 800 x 600 480.000 1.024 x 768 786.432 1.280 x 1024 1.310.720 1.600 x 1200 1.920.000
  • 150. REFRESC DE PANTALLA En el cas de les targetes gràfiques amb sortida analògica, un factor molt important és l'anomenada freqüència de refresc. Representa la quantitat de vegades que la targeta gràfica reescriu la informació de la pantalla per sego i es mesura en Hz. El RAMDAC acudeix a la memòria de vídeo per a prendre els píxels a mostrar, convertint aquesta informació en senyals analògics que s’envien al monitor. Per tant, la freqüència de refresc màxima queda limitada per la rapidesa amb la qual el RAMDAC pot realitzar el seu treball (la velocitat del RAMDAC es mesura en MHz, indicant la freqüència amb la que aquest processa els píxels i envia els senyals de vídeo al monitor). Les freqüències de refresc es troben estandarditzades, per a millorar la compatibilitat entre targetes de vídeo i monitors de distints fabricadors. Els valors més comuns són: 56, 60, 65 , 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110 i 120 Hz.
  • 151. Una freqüència de refresc apropiada millora la visibilitat de la imatge i redueix la fatiga ocular. Si la freqüència de refresc és molt baixa, l’ull percebrà que la imatge vibra. En general a partir de 72 Hz els parpellejos desapareixen. La freqüència de refresc està íntimament lligada a la resolució de la imatge. Augmentar la resolució implica major quantitat de píxels a mostrar per pantalla, el que obliga a augmentar la velocitat del RAMDAC per a mantenir la mateixa freqüència de refresc.
  • 152. Els paràmetres vistos fins a ara permeten definir infinitat de maneres de treball respecte al maquinari de vídeo, combinant resolucions, nombres de colors, freqüències de refresc, etc. Si cada fabricant apliqués qualsevol valor a aquests paràmetres, la compatibilitat entre targetes de vídeo, monitors i programari de diferents fabricants seria més que difícil. Per això van néixer els estàndards de vídeo, l’objectiu del qual consisteix a estandarditzar aquests paràmetres per a assegurar la compatibilitat. En ordre cronològic, aquests han estat: MDA (text en monocrom), Hercules (text i gràfics en monocrom), CGA (permet 16 colors amb una resolució de 160 x 200), EGA (millora la resolució de CGA), VGA, SVGA i VESA Super VGA. ESTÀNDARDS DE VÍDEO
  • 153. TARGETA DE SO Des dels seus començaments fins a l’actualitat, el PC ha pogut generar sons de baixa qualitat mitjançant el seu altaveu intern. No obstant això, no és possible escoltar so d’alta qualitat utilitzant l’altaveu intern. En aquest cas és necessari afegir maquinari addicional dedicat a la informació d’àudio. Aquest maquinari es coneix com targeta de so i avui dia és un element clau en qualsevol PC. Cal remarcar que les targetes de so no solen ser elements dedicats exclusivament a la sortida d’informació. També són capaces de capturar informació audible des de l’exterior del PC, ja sigui mitjançant un micròfon o qualsevol altra font d’àudio. En línia amb el que ocorria amb les targetes de vídeo, la targeta de so ha de considerar-se com un coprocessador dedicat a treballar amb informació d’àudio, alliberant a la CPU d’aquesta càrrega.
  • 154. La majoria de targetes de so implementen quatre funcions bàsiques:
    • Reproducció: La targeta ha de ser capaç de reproduir àudio, ja sigui des de lectors de CD o DVD, o des de fitxers del disc dur, usant formats estàndards com WAV, MP3 i MIDI. Per fer aquesta operació cal un conversor digital-analògic
    • 155. Captura: La targeta ha de ser capaç d'emmagatzemar àudio procedent d’una font externa. Això inclou capturar sons mitjançant un micròfon, o introduir so des de qualsevol altra font (instruments musicals, reproductors de cintes, etc.). La informació queda emmagatzemada, generalment, en el disc dur del PC en forma de fitxers (ens cal un conversor analògic-digital)
    • 156. Síntesi d'audio: consisteix en crear so gràcies a la capacitat de processament que inclou la targeta
    • 157. Processament de so: de nou gràcies al processador de so o DSP
  • 158. Les targetes de so es divideixen en dos tipus: half dúplex i full dúplex. Les targetes full dúplex són capaces de produir (operació de sortida) i capturar (operació d’entrada senyals d’àudio de forma simultània). En canvi, les targetes half dúplex només poden realitzar una d’aquestes operacions cada vegada. Moltes aplicacions exigeixen una targeta full duplex per al seu correcte funcionament (per exemple, aplicacions de videoconferència i alguns jocs).
  • 159. COMPONENTS DE LA TARGETA DE SO
  • 160.
    • CAD (Conversor Analògic-Digital): actua com interfície amb el món exterior del PC per a l’entrada d’àudio. En l’exterior del PC, el so es troba en forma d’ones de pressió (variacions de pressió en l’espai i en el temps). Gràcies als micròfons, aquestes ones de pressió es converteixen en senyals elèctrics. El CAD és capaç de prendre mostres de tensió sobre aquests senyals, i assignar valors digitals a cada mostra. Amb això, s’aconsegueix una representació del so en format digital que, ara sí, pot ser tractat per un processador. L’ús d’un micròfon no és imprescindible, ja que qualsevol font d’àudio com un reproductor de cintes o un receptor de ràdio lliura el so -directament- en forma de senyals elèctrics.
    • 161. CDA (Conversor Digital-Analògic): implementa la interfície entre el PC i el món exterior per a la sortida d’àudio. El CDA pren una seqüència de dades digitals, i les transforma en nivells de tensió, creant un senyal elèctric analògic. Emprant després uns altaveus, els senyals elèctrics es converteixen en senyals audibles per l’ésser humà.
  • 162.
    • DSP (Digital Signal Processor): és un processador especialitzat en el tractament de senyals digitals amb una elevada capacitat de càlcul. La targeta de so sol incorporar memòria, com complement indispensable per al DSP.
    • 163. Elemenets de síntesis de so
  • 164. PROCÉS DE CAPTURA DE SO Es vol capturar un tema musical de 5 minuts amb la gravadora de sons de Windows. Suposem que seleccionem una freqüència de mostreig de 44.100 Hz, una resolució de 16 bits, i so estèreo (el que implica capturar so de dos canals diferents, simultàniament). Tenint en compte aquests dades, la velocitat de captura serà:
    • 2 canals x 44.100 mostres/s x 16 bits/mostra = 1.411.200 bps
    O el que és el mateix, 172 kBps, aproximadament. Si el tema musical dura 5 minuts (300 segons), s’emmagatzemaran: 300 s x 172 kB/s = 51.600 kB i per tant el fitxer WAV resultant ocuparà uns 50 MB.
  • 165. SÍNTESIS DE SO El procés de creació d’informació audible rep el nom de síntesi d’àudio. Es tracta d’un procés que requereix capacitat de computació, de manera que el DSP és l’element clau en aquest procés (sintetitzador). Les tècniques utilitzades per a la generació so són:
    • Modulació en freqüència (FM): permet generar senyals complexos (p. e. instruments musicals) emprant un processament simple, però de baixa qualitat.
    • 166. Taules d'ona (wave table): es capturen petites seqüències d’àudio preses d’instruments reals. Els senyals capturats de cada instrument s'emmagatzemen a la targeta de so. Quan s’emula un instrument, es pren la mostra oportuna de la memòria i es reprodueix amb diferents velocitats, obtenint així les diferents notes musicals. Les taules d’ona presenten un mètode de síntesi de major qualitat, però amb un cost considerable.
  • 167.
    • El modelatge físic (PhM): simula els instruments mitjançant algorismes de còmput. Aquest mètode aplica models de simulació de les propietats físiques dels instruments. Aquest mètode es caracteritza per una elevada càrrega computacional, i per tant requereix de tècniques addicionals per a poder treballar en temps real. Un paràmetre important a tenir en compte, i que diferencia a unes targetes d’unes altres, és el nombre de notes (veus) que poden sonar simultàniament. Com més professional sigui una creació musical, major nombre de veus és necessari.
  • 168. Conjunt de connectors d’entrada i sortida, que constitueixen la interfície analògica amb el món exterior, des del punt de vista de l’usuari
    • Connexió d’un micròfon.
    • 169. Entrada de línia: permet introduir senyals procedents d’altres fonts d’àudio (reproductors de cinta, receptors de ràdio etc.)
    • 170. Sortida d’àudio: per connectar altaveus de sobretaula, auriculars, gravadores de cintes o qualsevol altre tipus d’equip capaç de treballar amb senyals d’àudio analògiques.
    Algunes targetes proporcionen entrades i sortides digitals que permeten introduir la informació d’àudio directament en format digital, evitant el CAD i el CDA. Cal remarcar que existeixen targetes de so purament digitals, que contenen únicament interfície per a la connexió d’equips digitals. ELEMENTS DE LA INTERFÍCIE
  • 171. D’altra banda, moltes targetes estan dotades d’una interfície MIDI, que permet connectar instruments musicals al PC a través d’una interfície digital estàndard. També és freqüent trobar un port de jocs, que permet connectar dispositius de control com manetes de jocs o gamepads (components essencials en el món dels jocs per a PC). Finalment, cal parlar d’una interfície imprescindible: la que comunica la targeta de so amb el bus del PC. Aquesta interfície caracteritza en gran mesura les prestacions de la targeta. En efecte, les targetes de so ISA solen oferir menors prestacions que les PCI. Aquestes últimes són les més comunes -amb gran diferència- en l’actualitat. Fins i tot molts PC incorporen la targeta de so en la pròpia placa base, en forma de xipset (amb el que es guanya una ranura PCI lliure per a altra targeta d’expansió).
  • 172.  
  • 173.  
  • 174. TARGETA DE XARXA La targeta de xarxa (NIC Network Interface Card ) és l’element que ha permès tradicionalment connectar el PC amb la resta d’estacions de treball de l’empresa, oficina o domicili. Fa, doncs, d’intermediària entre el PC i la xarxa local a la qual es troba connectat. Als últims anys s’han produït dos fets en l’àmbit de les targetes de xarxa:
    • Per una banda, les targetes cablejades es troben cada cop més sovint integrades a la placa mare
    • 175. Per l’altra, especialment en el cas dels ordinadors portàtils, cada cop més s’incorporen targetes de xarxa inalàmbriques.
  • 176.