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ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
  • Seguramente, hemos oído el término Chipset infinidad de veces, y la mayoría de los usuarios sabemos que se trata de un componente esencial que se encuentra alojado en la motherboard de nuestra PC, pero puede que no conozcamos por completo cómo funciona el chipset de una computadora y cuál es la importancia de este pequeño componente en el funcionamiento del equipo.

    Es por ello que en  este artículo vamos a conocer todo lo necesario sobre este importante componente de la PC, incluyendo cuál es su función dentro de la computadora y los diferentes tipos de chipset que existen en el mercado actual, con lo cual conseguiremos, además de aprender un poco más acerca de nuestra PC, tener una idea más clara de lo que sucede en el caso que nuestro equipo falle.

    ¿Qué es Chipset?

    Básicamente, Chipset es el nombre que se le da al conjunto de chips (o circuitos integrados) utilizado en la placa madre y cuya función es realizar diversas funciones de hardware, como control de los Bus (PCI, AGP y el antiguo ISA), control y acceso a la memoria, control de la interfaz I/O y USB, Timer, control de las señales de interrupción IRQ y DMA, entre otras.
    En pocas palabras, para hacerlo más comprensible para la mayoría de los usuarios, el chipset ocuparía el lugar de corazón de la computadora, ya que su función principal es la de recoger información y enviándola a la parte correspondiente para que la ejecución de la tarea solicitada sea realizada satisfactoriamente.

    ¿Cuál es la función del Chipset?

    Dicho de forma más técnica, el Chipset 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 video, las memorias RAM y ROM, entre otros.
    Por este motivo, la existencia del chipset es fundamental para que nuestra computadora funcione, ya que es el encargado de enviar las órdenes entre la motherboard y el procesador, para que ambos componentes puedan lograr trabajar con armonía.
    En otras palabras, es este pequeño elemento el que permite que la motherboard sea el eje principal de todo el sistema de hardware de nuestra PC, y permite la comunicación constante entre diversos componentes, a través del uso de los buses.
    Por otra parte, el chipset 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 video.
    Con el fin de permitir que la motherboard se interconecte con los componentes principales de la PC a través del chipset, este elemento suele estar fabricado en base a interfaces estándar que puedan brindar soporte a diversos dispositivos de distintas marcas.

    Los chips de la PC

    En las primeras PC se utilizaban varios chips para crear todos los circuitos necesarios para hacerla funcionar de forma adecuada y estos estaban dispersos en diversos puntos de la placa. A medida que la tecnología fue avanzando, los circuitos pasaron a ser integrados en sólo algunos chips.
    En este sentido, en los comienzos del uso del término chipset, cuando se utilizaban las antiguas computadoras Commodore 64 y Atari de 8 bits, la motherboard disponía de un sólo chip que había sido diseñado exclusivamente para dicha plataforma, por lo que no ofrecía un soporte adecuado para otros componentes.
    Con el paso de los años, y después de los grandes avances en el campo de la informática, las motherboards comenzaron a incluir multitud de chips, cada uno de ellos con una función diferente, y brindando soporte adecuado para todo tipo de componentes.
    Esta multitud de chips no sólo se encargan de interconectar la motherboard con el procesador y las memorias, sino que además comunican distintos elementos de la PC, para llevar a cabo el control de unidades de almacenamiento masivo, sonido, gráficos, además de cualquier otro tipo de placas.
    La incorporación de todos estos chips dentro de la placa madre ha resultado en un gran beneficio para el funcionamiento del equipo, ya que al ocuparse de ciertas tareas de control y administración de los procesos, permite que la motherboard quede libre para realizar otro tipo de tareas.

    Los tipos de chipset

    Actualmente, existen dos tipos de chipset: los denominados Northbridge y Southbridge, que no sólo se caracterizan por estar ubicados en dos extremos opuestos de la motherboard, sino que además se encargar de realizar diferentes tareas. El North Bridge (Puente Norte) se encuentra conectado directamente al procesador y su función es el acceso a las memorias y a los bus AGP y PCI y la comunicación con El South Bridge.

    Chipset Northbridge

    También llamado “Puente norte”, es el encargado de interconectar el microprocesador y la memoria RAM, controlando todas las tareas de acceso entre estos elementos y los puertos PCI y AGP. Al mismo tiempo, el Northbridge mantiene una comunicación permanente con el Southbridge.

    Chipset Southbridge

    Conocido también como puente sur, se encarga de comunicar el procesador con todos los periféricos conectados al equipo.
    Asimismo, su función también reside en controlar los diversos dispositivos que se hallan asociados a la motherboard, como los puertos USB, interfaces I/O, unidades ópticas, discos rígidos, y un largo etcétera.

    La importancia del chipset en la PC

    A pesar de la vital importancia que poseen los chipset de la motherboard en el correcto funcionamiento de la PC, lo cierto es que durante años ha sido uno de los elementos menos destacados, cuando en realidad el chipset suele determinar las características de muchos de los modelos de placas madres que se comercializan en el mercado actual.
    Como mencionamos, el chipset que posee nuestra motherboard suele llegar a determinar las características de dicha placa, ya que sin su existencia no podría ser posible la comunicación entre ella y los componentes que integran nuestra PC.
    Además, el tipo de chipset que utiliza nuestra motherboard es de vital importancia, ya que dependerá del soporte que ofrezca para que nos permita interconectar la motherboard con los componentes asociados.
    Si bien el chipset suele ser comparado con la médula espinal o el sistema nervioso del cuerpo humano, o hasta incluso con el corazón, debido a su notable importancia en el funcionamiento integral del equipo, lo cierto es que por cuestiones comerciales no suele darse demasiada importancia y difusión, y en general no es uno de los elementos mayormente evaluados en el momento de comprar una nueva motherboard.
    Debido a que los chipset se encuentran integrados a la motherboard, y son los encargados de comunicar a dicha placa con el resto de componentes y el procesador, son junto con la CPU uno de los elementos imprescindibles para el funcionamiento de la computadora.

    Todo depende del chipset

    A pesar de que en general suelen pasar desapercibidos y se les resta importancia en el momento de adquirir una motherboard, cabe destacar que la placa que compremos tendrá mayor o menor rendimiento de acuerdo al tipo de chipset que incluya.
    Recordemos que además de establecer una interconexión entre la motherboard y los componentes de la PC, el chipset también realiza un serie de tareas de vital importancia, tales como controlar la velocidad y función de las memorias RAM, la administración de diversos tipos de buses, los discos rígidos y su ancho de banda, la gestión de la calidad del acelerador gráfico, y una larga lista de actividades relacionadas.
    Es por ello, que en el momento de adquirir una nueva motherboard debemos evaluar detenidamente qué tipos de chipset incluyen los diversos modelos de placas, para realizar una compra inteligente.
    Tengamos en cuenta que el tipo de chipset y el soporte que brinde, definirá si la motherboard podrá interconectarse con los distintos componentes.
    Cabe destacar que muchas veces cuando suelen ocurrir errores en el funcionamiento de nuestra PC, por lo general en la mayoría de las veces en la que se nos muestra la pantalla azul de fallos, estas pueden llegar a estar relacionados con el chipset.
    Este inconveniente se produce cuando la motherboard posee un chipset que no brindan el soporte adecuado a los componentes, produciendo una incompatibilidad entre el mismo, los drivers y el sistema operativo.

    La mejor motherboard

    Es fundamental elegir una motherboard que posea los chipset adecuados, incluso suele ser más importante evaluar qué tipo de chipset incluya la placa que el tipo de procesador que se utilice.
    Lo más recomendable es adquirir una placa que incluya chipset de marca Intel, ya que dicha compañía también se encarga de desarrollar una gran gama de drivers y aplicaciones que son utilizadas en la actualidad por una gran cantidad de componentes.
    Si logramos que el chipset sea de la misma marca que los drivers, entonces lograremos tener una plataforma adecuada de funcionamiento, que rara vez puede llegar a reportar errores de comunicación.

    Los Chipset más usados

    Sin embargo, no solo Intel fabrica chipsets de alta calidad, también existen otros fabricantes muy importantes de chipset como las compañías NVIDIA, Silicon Integrated Systems, AMD, ATI Technologies y VIA Technologies, muy conocidas por ofrecer chipsets muy confiables, seguros y de gran rendimiento.
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    ORGANIZACIÓN BÁSICA.

    Las memorias se pueden clasificar atendiendo a diferentes criterios. Revisaremos en los apartados siguientes los más significativos:

    Método de acceso.

    • Acceso aleatorio (RAM): acceso directo y tiempo de acceso constante e   independiente de la posición de memoria.
    • Acceso secuencial (SAM): tiempo de acceso dependiente de la posición de memoria.
    • Acceso directo (DAM): acceso directo a un sector con tiempo de acceso dependiente de la posición, y acceso secuencial dentro del sector.
    • Asociativas CAM): acceso por contenido.

    Soporte físico.

    • Semiconductor.
    • Magnéticas.
    • Ópticas.
    • Magneto-ópticas.

    Alterabilidad.

    RAM: lectura y escritura.

    ROM (Read 0nly Memory): Son memorias de sólo lectura. Existen diferentes variantes:

    • ROM programadas por máscara, cuya información se escribe en el proceso de fabricación y no se puede modificar.
    • PROM, o ROM programable una sola vez. Utilizan una matriz de diodos cuya unión se puede destruir aplicando sobre ella una sobretensión. 
    • EPROM (Erasable PROM) o RPROM (Reprogramable ROM), cuyo contenido puede borrarse mediante rayos ultravioletas para volverlas a escribir.
    • EAROM (Electrically Alterable ROM) o EEROM (Electrically Erasable ROM), son memorias que están entre las RAM y las ROM ya que su contenido se puede volver a escribir por medios eléctricos. Se diferencian de las RAM en que no son volátiles.
    • Memoria FLASH. Utilizan tecnología de borrado eléctrico al igual que las EEPROM, pero pueden ser borradas y reprogramadas en bloques, y no palabra por palabra como ocurre con las tradicionales EEPROM.

    Volatilidad con la fuente de energía.

    • Volátiles: necesitan la fuente de energía para mantener la información.
    • No volátiles: mantienen la información sin aporte de energía.

    Duración de la información.

    • Estáticas: el contenido permanece inalterable mientras están polarizadas.
    • Dinámicas: el contenido sólo dura un corto período de tiempo, por lo que es necesario refrescarlo (reescribirlo) periódicamente.

    Proceso de lectura.

    • Lectura destructiva: necesitan reescritura después de una lectura.
    • Lectura no destructiva.

    Ubicación en el computador.

    • Interna (CPU): registros, cache(L1), cache(L2), cache(L3), memoria principal.
    • Externa (E/S): discos, cintas, etc.

    Parámetros de velocidad.

    • Tiempo de acceso.
    • Tiempo de ciclo.
    • Ancho de banda(frecuencia de acceso).

    Unidades de transferencia.

    • Palabras.
    • Bloques.

    TIPOS DE MEMORIA.


    Memoria de acceso aleatorio

    La memoria de acceso aleatorio (en inglés: random-access memory) se utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo, los programas y la mayoría del software. Es allí donde se cargan todas las instrucciones que ejecutan el procesador y otras unidades de cómputo. Se denominan «de acceso aleatorio» porque se puede leer o escribir en una posición de memoria con un tiempo de espera igual para cualquier posición, no siendo necesario seguir un orden para acceder a la información de la manera más rápida posible. Durante el encendido del computador, la rutina POST verifica que los módulos de memoria RAM estén conectados de manera correcta. En el caso que no existan o no se detecten los módulos, la mayoría de tarjetas madres emiten una serie de pitidos que indican la ausencia de memoria principal. Terminado ese proceso, la memoria BIOS puede realizar un test básico sobre la memoria RAM indicando fallos mayores en la misma.

    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 memoria RAM dinámica es la más común.

    La memoria 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 SRAM

    Static Random Access Memory (SRAM), o Memoria Estática de Acceso Aleatorio es un tipo de memoria basada en semiconductores que a diferencia de la memoria DRAM, es capaz de mantener los datos, mientras esté alimentada, sin necesidad de circuito de refresco. Sin embargo, sí son memorias volátiles, es decir que pierden la información si se les interrumpe la alimentación eléctrica.

    Características.

    La memoria SRAM es más cara, pero más rápida y con un menor consumo (especialmente en reposo) que la memoria DRAM. Es utilizada, por tanto, cuando es necesario disponer de un menor tiempo de acceso, o un consumo reducido, o ambos. Debido a su compleja estructura interna, es menos densa que DRAM, y por lo tanto no es utilizada cuando es necesaria una alta capacidad de datos, como por ejemplo en la memoria principal de los computadores personales.

    Memoria DRAM

    DRAM (Dynamic Random Access Memory) es un tipo de memoria dinámica de acceso aleatorio que se usa principalmente en los módulos de memoria RAM y en otros dispositivos, como memoria principal del sistema. Se denomina dinámica, ya que para mantener almacenado un dato, se requiere revisar el mismo y recargarlo, cada cierto período, en un ciclo de refresco. Su principal ventaja es la posibilidad de construir memorias con una gran densidad de posiciones y que todavía funcionen a una velocidad alta: en la actualidad se fabrican integrados con millones de posiciones y velocidades de acceso medidos en millones de bit por segundo. Es una memoria volátil, es decir cuando no hay alimentación eléctrica, la memoria no guarda la información. Inventada a finales de los sesenta, es una de las memorias más usadas en la actualidad.

    Funcionamiento.

    La celda de memoria es la unidad básica de cualquier memoria, capaz de almacenar un Bit en los sistemas digitales. La construcción de la celda define el funcionamiento de la misma, en el caso de la DRAM moderna, consiste en un transistor de efecto de campo y un condensador. El principio de funcionamiento básico, es sencillo: una carga se almacena en el condensador significando un 1 y sin carga un 0. El transistor funciona como un interruptor que conecta y desconecta al condensador. Este mecanismo puede implementarse con dispositivos discretos y de hecho muchas memorias anteriores a la época de los semiconductores, se basaban en arreglos de celdas transistor-condensador.

    Memoria de solo lectura

    La memoria de solo lectura, conocida también como ROM (en inglés de read-only memory), es un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura de la información y no su escritura, independientemente de la presencia o no de una fuente de energía.

    Los datos almacenados en la ROM no se pueden modificar, o al menos no de manera rápida o fácil. Se utiliza principalmente en su sentido más estricto, se refiere sólo a máscara ROM -en inglés, MROM- (el más antiguo tipo de estado sólido ROM), que se fabrica con los datos almacenados de forma permanente y, por lo tanto, su contenido no puede ser modificado de ninguna forma. Sin embargo, las ROM más modernas, como EPROM y Flash EEPROM, efectivamente se pueden borrar y volver a programar varias veces, aun siendo descritos como "memoria de sólo lectura" (ROM). 


    Memoria flash.

    La memoria flash derivada de la memoria EEPROM permite la lectura y escritura de múltiples posiciones de memoria en la misma operación. Gracias a ello, la tecnología flash, siempre mediante impulsos eléctricos, permite velocidades de funcionamiento muy superiores frente a la tecnología EEPROM primigenia, que sólo permitía actuar sobre una única celda de memoria en cada operación de programación. Se trata de la tecnología empleada en los dispositivos denominados memoria USB.


    Memoria PROM.

    (Programable Read-Only Memory) también conocida como OTP (One Time Programable). Este tipo de memoria, también es conocida como PROM o simplemente ROM. Los microcontroladores con memoria OTP se pueden programar una sola vez, con algún tipo de programador. Se utilizan en sistemas donde el programa no requiera futuras actualizaciones y para series relativamente pequeñas, donde la variante de máscara sea muy costosa, también para sistemas que requieren socialización de datos, almacenados como constantes en la memoria de programas.

    Memoria EPROM.

    (Erasable Programmable Read Only Memory). Los microcontroladores con este tipo de memoria son muy fáciles de identificar porque su encapsulado es de cerámica y llevan encima una ventanita de vidrio desde la cual puede verse la oblea de silicio del microcontrolador. Se fabrican así porque la memoria EPROM es reprogramable, pero antes debe borrase, y para ello hay que exponerla a una fuente de luz ultravioleta, el proceso de grabación es similar al empleado para las memorias OTP. Al aparecer tecnologías menos costosas y más flexibles, como las memorias EEPROM y FLASH, este tipo de memoria han caído en desuso, se utilizaban en sistemas que requieren actualizaciones del programa y para los procesos de desarrollo y puesta a punto.

    EEPROM.

    (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory). Fueron el sustituto natural de las memorias EPROM, la diferencia fundamental es que pueden ser borradas eléctricamente, por lo que la ventanilla de cristal de cuarzo y los encapsulados cerámicos no son necesarios. Al disminuir los costos de los encapsulados, los microcontroladores con este tipo de memoria se hicieron más baratos y cómodos para trabajar que sus equivalentes con memoria EPROM. Otra característica destacable de este tipo de microcontrolador es que fue en ellos donde comenzaron a utilizarse los sistemas de programación en el sistema que evitan tener que sacar el microcontrolador de la tarjeta que lo aloja para hacer actualizaciones al programa.


    A continuación un video con los tipos de memoria:



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    Existen tres tipos principales de interrupciones que producen una detención en la ejecución normal de un programa. Se clasifican de la manera siguiente:

    • Interrupciones requeridas por hardware
    • Interrupciones requerida por software para interactuar con periférico

    INTERRUPCIONES REQUERIDA POR HARDWARE

    Es iniciada por un periférico que demanda atención ya que ha ocurrido un evento relativo a este periférico que demanda algún procedimiento de parte de la CPU. En un PC las primeras 16 interrupciones son de este tipo por lo que los primeros 64 bytes de la memoria RAM son direcciones que apuntan bloques de instrucciones residentes en otras áreas de la memoria RAM.

    INTERRUPCIONES REQUERIDA POR SOFTWARE PARA INTERACTUAR CON PERIFÉRICO

    Una característica importante de la operación de interrupciones es que ellas están jerarquizadas para resolver conflictos entre las múltiples interrupciones. Este mecanismo está basado en la priorización de interrupciones de modo que una interrupción de mayor prioridad puede interrumpir una de menor prioridad pero no al revés. De este modo el sistema de interrupciones funciona ordenadamente lo que permite por ende un funcionamiento robusto del computador.

    INTERRUPCIÓN EXTERNA

    Las interrupciones externas provienen de dispositivos de entrada y salida (E/S), de un dispositivo de temporización, de un circuito que monitorea la fuente de almacenamiento o de cualquier otra fuente externa.
    Estas interrupciones se pueden disparar desde el exterior del micro cambiando el nivel de tensión de uno de sus pines, todas tienen asociadas una o varias patillas del micro controlador y son las que usaremos para los botones.
    Algunos ejemplos de lo que produce interrupciones externas son dispositivos de E/S que solicitan transferencia de datos, dispositivos de E/S que terminan transferencia de datos, tiempo transcurrido de un evento o una falla de energía.

    INTERRUPCIONES INTERNAS

    Son aquellas provocadas dentro del propio procesador por una situación anormal de funcionamiento de alguna de sus partes. Las interrupciones internas surgen debido a la utilización ilegal o errónea de una instrucción o datos. Las interrupciones internas también se llaman trampas. Algunos ejemplos de las interrupciones provocadas por condiciones de error internas son los sobre flujos


    de registro, intentar dividir entre cero, un código de operación no válido, desbordamiento de pila, y violación de la protección.

    INTERRUPCIONES DE PROGRAMA

    Son aquellas que son programables y que podemos cambiar. Las interrupciones de software podemos llegar a manejarlas y por ello el ensamblador nos proporciona una instrucción que nos permita poner en funcionamiento una determinada rutina de interrupción; esta instrucción es INT.
    La interrupción de programa se inicia al ejecutar una instrucción de solicitud especial que se comporta como una interrupción más que como una solicitud de subrutina. El programador puede utilizarla para iniciar un procedimiento de interrupción de programa se asocia con una instrucción de llamada de supervisor.

    TIPOS DE INTERRUPCIONES DE HARDWARE

    Interrupción enmascarable: bajo control del software, el procesador puede aceptar o ignorar (enmascarar) la señal de interrupción. La primera señal es simplemente un aviso; la segunda es una petición para que el PIC coloque en el bus de datos un Byte con el número de interrupción, de forma que el procesador pueda localizar el servicio solicitado.
    Interrupción no enmascarable:  la interrupción no puede ser deshabilitada por software.

    CICLO DE INTERRUPCIÓN

    El procesador comprueba si ah ocurrido alguna interrupción. Si no hay interrupciones pendientes, el procesador trae la próxima instrucción del programa en curso. Si hay una interrupción pendiente, el procesador suspende la ejecución del programa en curso y ejecuta la rutina de tratamiento de la interrupción


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    El temporizador es un circuito digital, dispone de dos salidas al igual que un flip flop, una salida es la inversa de la otra, a diferencia del flip flop quién cuenta con dos estados estables, el temporizador solamente posee un estado estable, el otro estado es inestable, permanece en su estado estable, hasta que se activa con un pulso de entrada, una vez que se activa cambia a su estado inestable y ahí permanece por un periodo fijo de tiempo tw , este tiempo lo determina una constante de tiempo RC externa que se conecta al temporizador, después de que transcurre el tiempo tw , las salidas dos salidas del temporizador regresan a su estado estable, hasta que se activan otra vez. La finalidad de la temporización es retardar el paso de una señal desde un nodo del circuito hasta otro punto, el diseño de este circuito se realiza con un dispositivo que se conoce con el nombre de “monoestable” ó “temporizador”, éste elemento electrónico dispone de una entrada “E” y una salida “S”, se tienen tres temporizadores básicos que se denominan; el primero, temporización a la activación, el segundo se llama temporización a la desactivación y el tercero es una combinación de las dos anteriores, temporización a la “activación y desactivación” simultaneas. Se dispone de dos tipos de comportamiento en que se manifiestan las salidas de los temporizadores, "redisparables" y "no redisparables" y su entrada responde a dos tipos de disparo, "activación" y "desactivación"


    Estados de espera

    Cuando se conectan tarjetas al bus de la PC, un problema común es igualar la velocidad de los ciclos del bus con la de las tarjetas. Es común que una tarjeta sea más lenta que el bus. Así, el bus de la PC esta diseñado para resolver este problema. La señal READY del bus se puede usar para extender la longitud del ciclo del bus para igualar una tarjeta lenta o parar el bus del sistema hasta que se sincronice con el ciclo de la tarjeta.
    Como se mencionó anteriormente, los ciclos del bus del 8088 normalmente son de cuatro pulsos y se describen por T1 hasta T4. En algunos ciclos el hardware de la PC, automáticamente inserta un pulso ocioso extra llamado TW. La señal READY se usa para insertar estados nuevos o adicionales de espera. Debido a que los diferentes ciclos del bus requieren distintos tiempos, la señal READY se debe controlar de manera diferente.
    Generación de estados de espera en ciclos de bus de memoria
    El hardware de la PC no inserta estados de espera en los ciclos de lectura o escritura a memoria, sino que esto lo hace la tarjeta usando la señal READY. La figura 22 ilustra las señales de tiempo necesarias para generar un estado de espera para un ciclo de lectura o escritura a memoria.

    Reloj del sistema

    El reloj de una computadora se utiliza para dos funciones principales:
    1. Para sincronizar las diversas operaciones que realizan los diferentes subcomponentes del sistema informático.
    2. Para saber la hora.
    El reloj físicamente es un circuito integrado que emite una cantidad de pulsos por segundo, de manera constante. Al número de pulsos que emite el reloj cada segundo se llama Frecuencia del Reloj.
    La frecuencia del reloj se mide en Ciclos por Segundo, también llamados Hertzios, siendo cada ciclo un pulso del reloj. Como la frecuencia del reloj es de varios millones de pulsos por segundo se expresa habitualmente en Megahercios.
    El reloj marca la velocidad de proceso de la computadora generando una señal periódica que es utilizada por todos los componentes del sistema informático para sincronizar y coordinar las actividades operativas, evitando el que un componente maneje unos datos incorrectamente o que la velocidad de transmisión de datos entre dos componentes sea distinta.
    Cuanto mayor sea la frecuencia del reloj mayor será la velocidad de proceso de la computadora y podrá realizar mayor cantidad de instrucciones elementales en un segundo.
    El rango de frecuencia de los microprocesadores oscila entre los 4,77 megahercios del primer PC diseñado por IBM y los 200 megahercios de las actuales computadoras basadas en los chips Intel Pentium.
    En máquinas de arquitectura Von Neumann la mayoría de las operaciones son serializadas, esto significa que la computadora ejecuta los comandos en un orden preestablecido. Para asegurarnos de que todas las operaciones ocurren justo en el tiempo adecuado, las máquinas 80×86 utilizan una señal alternante llamada el reloj del sistema.
    En su forma básica, el reloj del sistema maneja toda la sincronización de un sistema de cómputo. El reloj del sistema es una señal eléctrica en el bus de control que alterna entre los valores de cero y uno a una tasa dada. La frecuencia en la cual el reloj del sistema alterna entre cero y uno es llamada frecuencia del reloj de sistema. El tiempo que toma para cambiar de cero a uno y luego volver a cero se le llama periodo de reloj, también llamado ciclo de reloj. La frecuencia del reloj es simplemente el número de ciclos de reloj que ocurren en un segundo, en sistemas actuales, éste valor excede los 200 ciclos por segundo, siendo ya común frecuencias del orden de los 366 Mhz. (Mega Hertz?, que equivale a un millón de ciclos por segundo). Observe que el periodo de reloj es el valor inverso de la frecuencia, por lo tanto, para un sistema de 200 Mhz el periodo es igual a 5 nanosegundos. Para asegurar la sincronización, el CPU inicia una operación ya sea en el flanco ascendente (cuando la señal cambia de cero a uno) ó en el descendente (cuando la señal cambia de uno a cero). Como todas las operaciones de un CPU están sincronizadas en torno a su reloj, un CPU no puede ejecutar operaciones más rápido que la velocidad del reloj.

    Reset del sistema

    Se conoce como reset a la puesta en condiciones iniciales de un sistema. Este puede ser mecánico, electrónico o de otro tipo. Normalmente se realiza al conectar el mismo, aunque, habitualmente, existe un mecanismo, normalmente un pulsador, que sirve para realzar la puesta en condiciones iniciales manualmente.
    En el ámbito de códigos binarios, trata de poner a 0, así como set, poner a 1.


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    Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.

    El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora “autopista de datos”.

    En el caso en que sólo dos componentes de hardware se comuniquen a través de la línea, podemos hablar de puerto hardware ( puerto serial o puerto paralelo).


    Características de un bus

    Cantidad de Información:

    Un bus se caracteriza por la cantidad de información que se transmite en forma simultánea. Este volumen se expresa en bits y corresponde al número de líneas físicas mediante las cuales se envía la información en forma simultánea.

    Un cable plano de 32 hilos permite la transmisión de 32 bits en paralelo. El término “ancho” se utiliza para designar el número de bits que un bus puede transmitir simultáneamente.

    Velocidad del Bus:

    Por otra parte, la velocidad del bus se define a través de su frecuencia (que se expresa en Hercios o Hertz), es decir el número de paquetes de datos que pueden ser enviados o recibidos por segundo. Cada vez que se envían o reciben estos datos podemos hablar de ciclo.

    Subconjunto de un bus

    En realidad, cada bus se halla generalmente constituido por entre 50 y 100 líneas físicas distintas que se dividen a su vez en tres subconjuntos:

    • El bus de direcciones, (también conocido como bus de memoria) transporta las direcciones de memoria al que el procesador desea acceder, para leer o escribir datos. Se trata de un bus unidireccional.
    • El bus de datos transfiere tanto las instrucciones que provienen del procesador como las que se dirigen hacia él. Se trata de un bus bidireccional.
    • El bus de control (en ocasiones denominado bus de comando) transporta las órdenes y las señales de sincronización que provienen de la unidad de control y viajan hacia los distintos componentes de hardware. Se trata de un bus bidireccional en la medida en que también transmite señales de respuesta del hardware.

    Los buses principales

    Por lo general, dentro de un equipo, se distinguen dos buses principales:

    •  Bus interno o sistema (que también se conoce como bus frontal o FSB). El bus interno permite al procesador comunicarse con la memoria central del sistema (la memoria RAM).
    •  Bus de expansión (llamado algunas veces bus de entrada/salida) permite a diversos componentes de la placa madre (USB, puerto serial o paralelo, tarjetas insertadas en conectores PCI, discos duros, unidades de CD-ROM y CD-RW, etc.) comunicarse entre sí. Sin embargo, permite principalmente agregar nuevos dispositivos por medio de las ranuras de expansión que están a su vez conectadas al bus de entrada/salida.

    El conjunto de chips

    El conjunto de chips es el componente que envía datos entre los distintos buses del equipo para que todos los componentes que forman el equipo puedan a su vez comunicarse entre sí. Originalmente, el conjunto de chips estaba compuesto por un gran número de chips electrónicos (de allí su nombre). Por lo general, presenta dos componentes:

    • El Puente Norte (que también se conoce como controlador de memoria, se encarga de controlar las transferencias entre el procesador y la memoria RAM. Se encuentra ubicado físicamente cerca del procesador. También se lo conoce como GMCH que significa Concentrador de controladores gráficos y de memoria.
    • El Puente Sur (también denominado controlador de entrada/salida o controlador de expansión) administra las comunicaciones entre los distintos dispositivos periféricos de entrada-salida. También se lo conoce como ICH(Concentrador controlador de E/S). Por lo general, se utiliza el término puente para designar un componente de interconexión entre dos buses.




    A continuación encontrará una tabla con las especificaciones relativas a los buses más comunes:

    NormaAncho del bus (bits)Velocidad del bus (MHz)Ancho de banda (MB/seg.)
    ISA 8 bits88,37,9
    ISA 16 bits168,315,9
    Arquitectura estándar industrial extendida (EISA, Extended Industry Standard Architecture)328,331,8
    Bus local VESA (VESA Local Bus)3233127,2
    PCI 32 bits3233127,2
    PCI 64 bits 2,16466508,6
    AGP3266254,3
    AGP (Modo x2)3266×2528
    AGP (Modo x4)3266×41056
    AGP (Modo x8)3266×82112
    ATA33163333
    ATA1001650100
    ATA1331666133
    ATA serial (S-ATA, Serial ATA)1180
    ATA serial II (S-ATA2, Serial ATA II)2380
    USB11,5
    USB 2,0160
    FireWire1100
    FireWire 21200
    SCSI-184,775
    SCSI-2 – Fast81010
    SCSI-2 – Wide161020
    SCSI-2 – Fast Wide 32 bits321040
    SCSI-3 – Ultra82020
    SCSI-3 – Ultra Wide162040
    SCSI-3 – Ultra 284040
    SCSI-3 – Ultra 2 Wide164080
    SCSI-3 – Ultra 160 (Ultra 3)1680160
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